鍍膜位置對玻璃熱工性能的影響

何興升 黃嘉樑 黎駿昭

摘 要：文章通過對不同鍍膜面位置的計算，來對比不同的熱工參數(shù)。通過案例和計算來分析造成這些差異的原因，簡述了鍍膜面位置不同時玻璃的熱工性能的差異。

關(guān)鍵詞：鍍膜玻璃；熱工性能；鍍膜位置

1 鍍膜玻璃的介紹與熱工性能

1.1 鍍膜玻璃簡介

鍍膜玻璃是在玻璃表面鍍上一層或者多層金屬或著其他化合物組成，達到改變玻璃的某種光學(xué)性能、滿足特種要求的膜系產(chǎn)品。其可以分為以下兩類：低輻射鍍膜玻璃（Low-E）與陽光控制鍍膜玻璃。Low-E玻璃對（4-25）μm的遠紅外線有相對較高的反射比；陽光控制鍍膜玻璃對（300-1800）μm的陽光有一定的控制作用。

1.2 玻璃熱工性能指標(biāo)的衡量

具體的可用以下性能指標(biāo)來對玻璃的熱工性能作出系統(tǒng)的評價：（1）太陽輻射的熱系數(shù)；（2）太陽輻射的透過率；（3）遮陽系數(shù)；（4）可見光透過率；（5）透過光線冷暖的指數(shù)；（6）表面熱輻射率；（7）傳熱系數(shù)；（8）熱絕緣系數(shù)。

2 對玻璃采用模擬實驗進行分析

2.1 中空玻璃

實驗時選用6mm厚的LOW-E玻璃A、6mm厚的陽光控制鍍膜玻璃B和6mm厚的無色玻璃C，組合成中空玻璃模型（見圖1）。中空玻璃系統(tǒng)出于對鍍膜的保護，所以將鍍膜應(yīng)放在2#位置或3#位置。表1給出了鍍膜面在2#與3#時分別的熱工參數(shù)。

表1 鍍膜分別在2#、3#位置時的熱工參數(shù)

對中空玻璃來說，通過比較鍍膜面分別在2#、3#位置時的熱工參數(shù)可以得出（見表1）：兩者的可透比、U值是完全相同的，而遮陽系數(shù)相比2#位明顯小于3#位。這種差異的存在是由于二次傳熱不同引起的，特別是由吸熱率較高的鍍膜玻璃組成的中空玻璃尤為明顯。當(dāng)鍍膜面位于3#位時，它所反射的熱量沒有直接反射到室外去，而是反射到了中空玻璃的氣體間隔層之中，經(jīng)過外邊玻璃的反射作用和內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)，經(jīng)過反復(fù)的反射作用，使得整個玻璃的二次傳熱作用大大增加。以上結(jié)論可通過公式1得到驗證。

（1）

αe1-中空玻璃第一片玻璃的太陽光直接吸收比；αe2-中空玻璃第二片玻璃的太陽光直接吸收比。G-兩片玻璃間的熱傳導(dǎo)。W/（m2*K）

鍍膜面分別在2#、3#位時，hi=8W/（m2*K），he=23W/（m2*K），G均相同，分母也相同，所以在比較qi時只需比較分子的大小即可。兩片玻璃間的熱傳導(dǎo)G，以配置6mmCL+12A+6mmCL為例，G為5W/（m2*K），當(dāng)間隔層充入導(dǎo)熱率極低的惰性氣體時，G的值將會更小，當(dāng)中空玻璃鍍膜尤其是Loe-E中空玻璃時，它的G值也才僅僅在2W/（m2*K）左右，由此可見，αe2將遠遠大于αe1，所以，相比來說第二片玻璃的太陽光吸收比的變化對中空玻璃系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)影響較大，如果鍍膜面在3#位時，將會大大增加第二片玻璃的太陽光吸收比，在乘積效應(yīng)的影響下，就會使整個玻璃的二次傳熱增大。綜上所述，鍍膜面放在2#位時，將會給玻璃系統(tǒng)帶來充足的遮陽面積，使遮陽效果更好。

2.2 單層玻璃

選用6mm厚的陽光控制鍍膜玻璃（它的非鍍膜面校正能發(fā)射率為0.840；鍍膜面的校正發(fā)射率為0.416）分別計算玻璃膜面放置在室內(nèi)位置、室外位置時的熱工參數(shù)（表2所示）。

表2 鍍膜玻璃的膜面分別在室外、室內(nèi)時的熱工參數(shù)

我們將位于室外的鍍膜玻璃稱為A，將位于室內(nèi)的鍍膜玻璃稱為B。對于單片玻璃而言，玻璃A與玻璃B的可將光透射比、太陽光直射比雖然相同，但玻璃A的太陽光反射比確比玻璃B高的很多。從而說明了玻璃A對陽光的吸收率要比玻璃B低。依據(jù)給出的公式，在計算二次傳熱時的外表面熱換系數(shù)he=23W/（m2*K），但是內(nèi)表面換熱系數(shù)是一個與內(nèi)表面校正發(fā)射率相關(guān)的函數(shù)。

Qi-玻璃向室內(nèi)二次傳熱的系數(shù)；αe-玻璃對太陽的吸收比

我們可以看出Qi是由兩個變量決定的，當(dāng)玻璃對太陽的吸收比不變時，玻璃向室內(nèi)二次傳熱的系數(shù)是隨著反射率的增加而增大；當(dāng)反射率不變時，玻璃向室內(nèi)二次傳熱的系數(shù)同樣是隨著玻璃對太陽的吸收比的增加而增大。玻璃A的玻璃對太陽的吸收比相對玻璃B的玻璃對太陽的吸收比來說是遠小于的，但是，玻璃A的室內(nèi)表面的反射率為0.840相對于玻璃B的室內(nèi)表面反射率0.461來說是相對較大的，所以，由于反射率與玻璃對太陽的吸收比的相互影響，致使玻璃A的玻璃向室內(nèi)二次傳熱的系數(shù)同玻璃B的玻璃向室內(nèi)二次傳熱的系數(shù)相近，致使遮陽系數(shù)僅僅相差0.03。

通過對兩者U值的比較，我們不難看出玻璃A的U值小于玻璃B的U值。其原因是玻璃的U值計算公式是以下面的公式為基礎(chǔ)的：

玻璃A的內(nèi)表面是非鍍膜面，室內(nèi)換熱系數(shù)為8W/（m2*K）；玻璃B是內(nèi)表面鍍膜面，室內(nèi)換熱系數(shù)為5.79W/（m2*K）。但是室外的換熱系數(shù)是一個同風(fēng)速有關(guān)的函數(shù)。由上述可知玻璃內(nèi)表面的校正發(fā)射率決定著玻璃室內(nèi)換熱系數(shù)的大小，也決定著U值的大小。綜上所述，有較低反射率的單片玻璃，安裝時鍍膜面應(yīng)安裝在室內(nèi)，這樣不僅可以使得玻璃充分發(fā)揮其保溫性能，而且還可以避免鍍膜面造成的光污染、氣候變化等自然條件對鍍膜面的破壞。

3 結(jié)束語

在安裝鍍膜玻璃時，單片鍍膜玻璃的膜面要放在室內(nèi)，這樣不僅可以保護膜面，還可以降低玻璃幕墻帶來的光污染。對于中空玻璃來說，在溫帶地區(qū)對玻璃系統(tǒng)的遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)有相對嚴(yán)格的要求，所以居民常會選用遮陽型低輻射鍍膜玻璃，安裝玻璃時，鍍膜面再從室外向室內(nèi)數(shù)第二層為宜，這樣將會大大增加玻璃的節(jié)能效果。

參考文獻

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