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不銹鋼材料節能簡析

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  建筑幕墻行業隨著國家經濟的高速發展,及建筑市場的不斷擴大,公共建筑用能數量也在不斷增長,在世界性能源緊張的今天,能源的消耗與節約已成為全世界關注的熱點問題。作為建筑的外維護體系,幕墻對整個建筑的熱工性能也有很大的影響。因此,幕墻材料的節能問題也就成了人們解決建筑節能問題的突破口之一。

   
  [關鍵詞] low-e玻璃、隔熱鋁型材、保溫材料。
   
  我國從80年起開始使用幕墻,迄今已有20多年的歷史。在此期間,幕墻的品種已從簡單的明框玻璃幕墻,發展到了隱框 、半隱框、全玻璃幕墻及單元式玻璃幕墻和各種金屬幕墻。這種進步是可喜的,但同時,隨著建筑市場的不斷擴大,能源的應用越來越緊張,況且我國已成為世界第一幕墻生產大國和使用大國,所以,幕墻材料的節能與應用已是不容忽視的問題。
   
  幕墻節能應該從哪些方面考慮呢,大面的說應該從以下幾個方面入手。
玻璃:
   
  玻璃作為透明材料被廣泛應用于建筑、制冷等行業。因為玻璃是透明幕墻的主要面材,所以,科學的選用玻璃對于建筑物的節能具有十分重要的意義。普通的透明玻璃的遮陽系數Sc>0.5,陽光中的紅外線熱能大量地透過了玻璃被吸收,這導致它不能有效地阻擋太陽輻射能。
   
  目前的市場上,低輻射(Low-E)中空玻璃已成為節能型玻璃幕墻的首選材料。低輻射膜玻璃所具有低輻射、高熱阻、低透光等優點,一般應用于雙層中空玻璃上。由于膜層的特殊作用,它可以將80%以上的遠紅外線熱輻射反射回去,具有良好的阻隔熱輻射透過作用,以達到節能的目的。
   
  舉一例說明:在大約48%的透光率20%的反射率條件下,國內低輻射Low-E的遮陽系數值為0.66,也就是說,有66%的太陽熱能進入室內,從而大幅度的增加了空調制冷的損耗,在對于以空調制冷為主而達到冷房效果的南方城市來說,基本上是不可取的。而遮陽型Low-E玻璃,遮陽系數Sc<0.5,對透過的太陽能衰減較多。這對以空調致冷的南方地區極為適用,夏季可最大限度地限制太陽能進入室內,并阻擋來自室外的遠紅外熱輻射,從而節省空調的使用費用以一款6+12A+6mm中空玻璃為例,玻璃的參數為:


玻璃名稱玻璃種類、結構
透光率
(%)
遮陽系數Sc傳熱系數(w/m2℃)
U冬U夏
透明中空玻璃6C+12A+6C810.872.753.09
熱反射鍍膜中空玻璃6 CTS140+12A+6C370.442.583.04
高透型LOW-E中空玻璃6CES11+12A+6C730.611.791.89
遮陽型LOW-E中空玻璃6 CEB12+12A+6C390.311.661.70


   說明:6C表示6mm透明玻璃,CTS140 、CES11、CEB12分別是南玻熱反射玻璃和Low-E玻璃型號。傳熱系數是美國ASHRAE標準條件下的數值。本例數劇引自《Low-E玻璃與熱反射鍍膜玻璃的熱學性能比較》

隔熱鋁型材
   
  作為透明幕墻的重要組成部分,鋁型材的斷熱節能也越來越成為人們考慮的重點要素。通過隔熱材料在玻璃幕墻的室內外之間形成隔熱冷橋,使得室外的熱量無法通過熱傳導的形式傳至室內,以達到節能的目的。目前市場上最常用的鋁型材的隔熱材料為PA66GF25,采用穿條工藝生產。尼龍66等結構塑料,形成“斷橋”,可增大熱阻,減少熱傳導,且具有優良的耐磨、抗蠕變及耐老化性能。
   
  隔熱條“冷橋”選用材料為PA66GF25(俗稱尼龍66,化學名簡稱PA66),用PA66加25%的玻璃纖維改性成的工程塑料,而力學性能指標與鋁合金相當,熱膨脹系數與鋁合金接近,尼龍66的導熱系數為0.3W/M2K,約為鋁的1/700倍。普通的鋁合金門窗,傳熱系數比較大,即使安裝中空玻璃,傳熱系數也達到了4W/ m2K而采用尼龍隔熱條的型材的導熱系數可低于2.7 W/ m2K。

保溫材料
   
  幕墻的保溫性能系指建筑幕墻室內外兩側存在空氣溫差的條件下,幕墻阻抗從高溫一側向低溫一側傳熱的能力(不包括從縫隙中滲透空氣的傳熱),幕墻的保溫性能用傳熱系數K來表示。傳熱系數K的物理意義為:在穩定傳熱條件下,幕墻室內外兩側的空氣溫度差為1K,單位時間內通過單位面積的傳熱量,以W/m2 .K計。
   
  在不透明幕墻系統中,幕墻的保溫材料就成為了節能的重點考慮對象。常用的保溫材料有苯板、保溫巖棉等。
   
  以一種XPS高密度擠塑型保溫板為例,XPS系統具有更高的保溫性能和難燃性能,且有高熱阻、低線性、膨脹比低的特點,其結構的閉孔率達到了99%以上,形成真空層,避免空氣流動散熱,確保其保溫性能的持久和穩定。
   
  同時,我們也知道,吸水率是衡量保溫材料的一個重要參數。保溫材料吸水后保溫性能隨之下降,在低溫情況下,吸入的水極易結冰,破壞了保溫材料的結構,從而使板材的抗壓及保溫性能下降。由于聚苯乙烯分子結構本身不吸水,板材分子結構穩定,無間隙,解決了其它材料漏水、滲透、結霜、冷凝等問題。
   
  此外,該材料還具有高強度抗壓、優良的防潮性能、質地輕、防腐性能好、環保等優點。作為保溫材料最重要的性能,XPS擠塑型保溫板的導熱系數為0.028W/ m2K,是目前建筑保溫的最佳之選。


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