公共建筑节能与建筑玻璃选择

来源:中国建筑金属结构协会　作者:刘忠伟　日期:2005-11-12 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

粘合创造价值凝聚成就未来本次调查活动由杭州之江特别冠名赞助

    1．前言
    我国的能源消耗非常具大，而建筑耗能占全国总能耗的1/4~1/3，为实现国家节约能源和保护环境的战略，实施建筑节能势在必行。我国的公共建筑数量多，建筑规模大，耗能十分巨大，浪费也很严重。在公共建筑的全年能耗中，大约50%~60%消耗于空调制冷与采暖系统，而在这部分能耗中，大约20%~50%是由外围护结构传热所消耗，其中严寒地区约为50%，寒冷地区约为40%，夏热冬冷地区约为35%，夏热冬暖地区约为20%。在整个围护结构中，通过玻璃传递的热量远高于其他围护结构。在现代化公共建筑中，大面积采用玻璃已成为趋势，在玻璃幕墙和门窗中，玻璃面积与框材比较占控制地位，是玻璃幕墙和门窗传热的主要部位，因此如何正确地选择设计玻璃，使得通过玻璃损失的能耗达到最小，满足《公共建筑节能设计标准》GB50189的规定，符合国家节能设计要求，是公共建筑设计必须解决的重要问题之一。本文就玻璃在公共建筑上的正确应用与选择进行探讨，以推动玻璃在公共建筑上的应用。

    2．自然界的热量形式
   对于建筑物来说，自然界中有两种热量形式，其一是太阳辐射，能量主要集中在0.3~2.5μm波段之间，其中可见光占46%，近红外线占44%，其他为紫外线和远红外线，各占7%和3%。其二是环境热量，其热能形式为远红外线，能量主要集中在5~50μm波段之间，在室内，这部分能量主要是被阳光照射后的物体吸收太阳能量后以远红外线形式发出的能量及家用电器、采暖系统和人体等以远红外形式发出的能量。在室外，这部分能量主要是被阳光照射后的物体吸收太阳能量后以远红外线形式发出的能量。太阳辐射光谱曲线和热辐射光谱曲线见图1。

图1 太阳辐射光谱曲线和热辐射光谱曲线
    3．玻璃传热机理
    普通浮法玻璃是透明材料，其透明的光谱范围是0.3—4μm，即可见光和近红外线，刚好覆盖太阳光谱，因此普通浮法玻璃可透过太阳光能量的80%左右。
    对于环境热量，即5—50μm波段的远红外线，普通浮法玻璃是不透明的，其透过率为0，其反射率也非常低，但其吸收率非常高，可达83.7%。玻璃吸收远红外线后再以远红外线的形式向室内外二次辐射，由于玻璃的室外表面换热系数是室内表面换热系数的三倍左右，玻璃吸收的环境热量75%左右传到室外，25%左右传到室内。在冬季，室内环境热量就是通过玻璃先吸收后辐射的形式，将室内的热量传到室外。普通浮法玻璃的光谱曲线见图2。