浅析LOW-E玻璃在建筑节能设计中的应用

浅析LOW-E玻璃在建筑节能设计中的应用

杨正行,范涛,王周坤

中建八局第一建设有限公司 山东省济南市 250000

摘要：建筑节能设计是通过建筑设计，达到节能目的，主要是节约家用电器供热、照明以及调节室内空气质量、温度、湿度等的能源消耗。节能玻璃的应用是建筑节能设计的重要组成部分。玻璃在整个建筑物中承担着室内外温度连接、空气交换等重要任务，其节能可占建筑节能的25%左右，在建筑节能设计中具有重要地位。基于此，文章对LOW-E玻璃在建筑节能设计中的应用策略进行了研究，以供参考。

关键词：LOW-E玻璃；建筑节能；应用策略

1、LOW-E玻璃概述

LOW-E玻璃也叫做低辐射镀膜玻璃，其对于1.0~40μm范围波长的远红外线，能够基本完全反射、低二次向外辐射、低吸收，将远红外辐射热传递有效阻隔。目前，市面上常见的LOW-E玻璃主要是中空玻璃的形式，具有良好的防结露、防噪声、保温、个人功能。在建筑领域中，门传热损失造成的能耗，在建筑总能耗中占比约在30%，而使用LOW-E玻璃制作建筑门窗、玻璃幕墙，能够将辐射造成的热量损失大大降低，保证室内温度，提高节能性。

2、LOW-E玻璃的选型

2.1原片玻璃的选择

在选择原片玻璃时，基于玻璃节能考虑，对玻璃本身的厚度以及玻璃的类型有严格要求。从玻璃厚度来说，原片玻璃的厚度与传热系数之间为反比例关系，即原片玻璃厚度越大，传热系数越低。根据试验可知，当原片玻璃厚度为10mm时，传热系数约为2.58W/m2·K。普通中空玻璃往往会选择两层原片玻璃，因此其厚度加倍，传热系数也会相应降低，进一步提高了建筑的保温隔热效果。从玻璃类型来说，根据不同的分类标准，可以将其分成若干类型，例如根据主要性能的差异，可分为高透型、遮阳型等若干种。在北方地区多选择高透型LOW-E玻璃，南方地区以遮阳型LOW-E玻璃为主。

2.2镀膜面的位置

由于Low-E玻璃镀膜面所具有的独特低辐射特性，在组成中空玻璃时，镀膜面放置位置的不同将使中空玻璃产生不同的特性。一块中空玻璃有4个可选择的镀膜面，按照从室内向室外的顺序，依次将其分为A、B、C、D面。通过试验验证镀膜面的最佳位置：将镀膜面分别置于这四个玻璃平面上，可以发现当镀膜面在B、C两个面上时，传热系数分别为2.46W/m2·K和2.52W/m2·K，而在A、D两个面上时，传热系数分别为1.33W/m2·K和0.95W/m2·K。由此可知将镀膜面放置于B、C面上，可以取得较好的保温隔热效果。

2.3气体夹层

2.3.1气体夹层厚度

按照目前国内中空玻璃的设计标准，气体夹层的厚度有三种形式，分别是5mm、10mm和15mm。随着气体夹层厚度的增加，传热系数也会呈现出下降趋势。但是两者之间并非简单的反比关系。试验数据表明，当气体夹层厚度达到9mm后，随着厚度的增加，传热系数的降幅开始趋于稳定，从气体夹层厚度达到11mm-12mm后，传热系数恒定的保持在2.0W/m2·K左右。

2.3.2气体种类

除了气体夹层厚度外，夹层中的气体种类，也会对传热系数产生影响，通常来说充入一些惰性气体，相比于普通的空气具有更为明显的隔热效果。充入中空玻璃夹层内的气体需具有化学稳定性和低的导热系数。中空玻璃夹层内部充填的气体除空气以外，还有氩气、氪气、氙气等惰性气体，不同的气体，其导热系数不同。由于气体的导热系数很低，因此极大地提高了中空玻璃的热阻性能。因氩气在空气中的含量丰富提取较容易，使用成本低，所以中空玻璃产品多采用。因此当前的许多LOW-E玻璃，在设计气体夹层时会选择氩气代替普通空气。

2.3.3间隔条的设置

结合上文所述，可知当前的LOW-E玻璃大多采用中空形式，即内外两片玻璃组合而成，中间充入空气或惰性气体。间隔条就位于内外两片玻璃之间，并且通过调整间隔条的厚度，可以控制中空玻璃的厚度，以及充入夹层中气体的体积。例如，要想提高LOW-E玻璃的隔热效果，可以使用更厚的间隔条，并向其中充入更多的氩气，这样就可以将传热系数提升，让室内外的热量传递变慢。在设置间隔条时，也需要考虑到间隔条材质对热传递的影响。金属材料（如铝）的间隔条，虽然使用寿命长，但是导热系数高；高分子材料（如树脂、橡胶）在高低温环境下易老化，但是导热系数低。

2.3.4密封胶的选用

中空LOW-E玻璃的密封性能，是影响使用效果的重要因素。目前可供选择的密封形式有两种，分别是单道密封和双道密封。在一些玻璃表面积较大且对保温隔热有严格要求的情况下，可以优先使用双道密封；通常情况下选择单道密封也可以满足LOW-E玻璃的节能设计需要。在密封胶的材质上，近年来较为常用的有硅酮类、聚氨酯类，除了可以提升密封效果外，还能够增强抗老化能力，对延长密封胶使用寿命也有积极影响。

3、LOW-E玻璃在建筑节能设计中的应用

3.1在寒冷气候区的应用

寒冷气候区通常具有很长的冬季时间，平均气温比较低的中高纬度地区。在寒冷地区中，一般有几周甚至几个月的时间，室外气温比人们需要的室内温度水平低很多。在这些区域建筑节能设计中，应采用高透型的LOW-E玻璃，阳光透过率水平较高，在冬季白天的时候，能够使室内进入更多的阳光。LOW-E玻璃膜在室内、室外等不同面，对于传热系数的计算都不会产生影响，不过实际应用中，难免也会存在差异。LOW-E玻璃的最大特点，就是能够将热辐射向热源方向反射，因此在安装过程中需要对朝向加以考虑。如果需要以室内保温为主，将LOW-E玻璃应用于室外面，取得优于室内面的性能。如果对外部热辐射阻止，则将LOW-E玻璃膜镀在室内面。

3.2在温暖气候区的应用

在温暖气候区，一般夏季较为炎热的中高纬度地区，例如我国大部分地区、日本、美国等。在这些地区中，室外具有很高的温度，如果室内直接进入大量的太阳光，将会迅速提升室内温度，进而提高室内制冷成本。因此在这些地区建筑节能设计中，LOW-E玻璃应当采用低遮阳系数的类型。当前市面上常见的主要包括单银型和双银型的LOW-E玻璃，其中，双银LOW-E玻璃的遮阳系数较低，且透光率较高，在很多南方地区使用优势比较明显。不过双银LOW-E玻璃具有复杂的生产工艺，对生产线具有很高的要求，生产成本和市场价格均比较高。单银型LOW-E玻璃作为遮阳型LOW-E玻璃，具有更简单的生产工艺，对生产线要求也不高，因而成本和价格功能更便宜。单银型和双银型的遮阳系数相差不多，在透光率方面存在较大差异，但是基本都能够满足实际应用需求。

3.3在夏热冬冷气候区的应用

夏热冬冷气候区，在夏季气候比较炎热，室内可能达到30℃以上，甚至可能到达40℃，但在冬季比较寒冷，室内温度不足10℃，甚至更低，具有十分复杂的气候条件。这类地区的气候特点在于，夏季时间较长，太阳具有很大的辐射强度，因而在建筑节能设计中，需要关注夏季放热和冬季保暖兼顾。这些地区的LOW-E玻璃应用，类似于炎热气候地区，需要使用具有较低遮阳系数的LOW-E玻璃。但是不同类型的LOW-E玻璃优缺点不同，因此在实际应用中，应当对建筑设计需求加以满足，例如采光问题等，不能利用透光性能的损失，达到隔热能力提升的目的。

结语

综上所述，节能玻璃是一种高效、美观且实用的建筑材料，在整个节约资源的大环境下在建筑领域发挥着不可替代的作用，建筑设计师们应充分考虑节能玻璃的优缺点，将各种节能玻璃用在合适的地方，还应当考虑建筑的外观与采光程度，这样可以在节约能耗的同时还可以保持建筑物的美观。

参考文献：

［1］何少敏．建筑节能在建筑设计中的应用［J］．住宅与房地产，2018(18):102．

［2］汪海滨．节能玻璃在建筑节能设计中的应用分析［J］．江西建材，2019(5):95-96．