玻璃隔熱膜在建筑節(jié)能中的應用研究

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　　1 概述

　　眾所周知，建筑能耗占全社會能耗約30%,提高建筑圍護的保溫隔熱性能是建筑節(jié)能的首選,與墻體相比，玻璃由于其高傳熱、低蓄熱的缺點成為圍護結(jié)構(gòu)（詞條“圍護結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）中的薄弱環(huán)節(jié),窗戶傳熱及其空氣滲透耗熱量在全國各個地區(qū)占建筑物總耗熱量的50%~60%,因此提升玻璃的節(jié)能將是建筑節(jié)能見效最快的方式。

　　2 玻璃隔熱膜的節(jié)能原理

　　太陽光是一種波,其超過99%的能量由紫外線、可見光、紅外線3部分組成,相應的能量比重分別為3% 、44%、53%。玻璃貼膜的隔熱節(jié)能原理的關(guān)鍵在于吸收紫外線、反射紅外線、選擇性地部分透光可見光提供室內(nèi)采光。在寒冷冬季,玻璃貼膜還能反射室內(nèi)長波遠紅外線,起到室內(nèi)保溫的作用。通過夏季過濾多余不必要的太陽輻射熱量,冬季幫助減少室內(nèi)熱量散失,從而實現(xiàn)建筑節(jié)能的目的。

　　3 試驗研究

　　3.1 試驗淮備

　　對一棟位于南京的某連鎖餐飲店進行玻璃貼膜改造并進行跟蹤測試。該餐飲店位于某商務樓的二樓西南角,平面尺寸為25m×9m。其平面圖如圖1所示,主立面朝西，含3樘外窗,外窗面積為37.8m2,次立面朝南,含1樘外窗,外窗面積為12.15m2`以上玻璃均為6mm單片透明玻璃,目前采用了內(nèi)遮陽卷簾,但隔熱效果不佳。在炎熱夏季,餐飲店內(nèi)西向座位屢遭投訴,擬采用3M隔熱膜進行隔熱節(jié)能改造。

　　3.2 試驗方案

　　結(jié)合餐飲店的實際情況和營業(yè)需求,選擇了透光和隔熱性能均適中的3M RE35NEARL建筑玻璃隔熱膜,其性能參數(shù)(貼6mm單片透明玻璃)見表1。

　　本試驗擬對建筑玻璃貼膜后的隔熱節(jié)能效果進行跟蹤測試和研究,采用如下測試手段和測試方法:

　　(1)采用BTU 熱量測試儀進行貼膜前后透過玻璃的太陽熱量變化IMJ 試對比,儀器型號為TES-1333。

　　(2)采用FLU KE紅外測溫槍測試貼膜前后窗臺位置的瞬時溫度。

　　(3)采用3MT-Logger溫度記錄儀逐時跟蹤測試貼膜前后窗臺附近位置的溫度變化對比,記錄頻率為每5mn—次。

　　(4)在餐飲店內(nèi)天花板處的空調(diào)回風口放置3MT-Logger溫度記錄儀逐時跟蹤室內(nèi)溫度變化。同時在室外開放環(huán)境下放置溫度記錄儀,跟蹤記錄室外的逐時溫度。記錄頻率同樣為每5mn一次。

　　(5)整個測試期間,該餐飲店內(nèi)空調(diào)設(shè)置溫度和電源使用方式保持不變。

　　3.3 試驗結(jié)果

　　溫度跟蹤測試儀布置時間始于2O12年5月23日,結(jié)束于2012年7月1日,貼膜時間為2012年6月18日,現(xiàn)場太陽熱量測試和紅外瞬時測溫時間為2012年7月5日下午。

　　(1)太陽熱量測試結(jié)果。利用BTU熱量測試儀進行貼膜前后透過玻璃的太陽熱量,測試結(jié)果(見圖2)表明,貼膜前,透過玻璃進入室內(nèi)的太陽能熱通量為41.3W/m2,貼膜后透過玻璃進入室內(nèi)的太陽能熱通量降低為19.4W/mp,降幅達到53%。這個數(shù)據(jù)與表1中該產(chǎn)品的太陽能總隔斷率數(shù)值非常接近,阻隔太陽能效果明顯。

　　(2)紅外測溫槍瞬時測試結(jié)果。利用紅外測溫槍測試貼膜前后窗臺上的瞬時溫度(見圖3),測試結(jié)果表明，貼膜前窗臺上的瞬時溫度為36.3℃ ,貼膜后降低為31.7℃ ，降低幅度達到4.6℃ 。測試時間正處于下午日照強烈的時段:玻璃貼膜后的窗臺附近降溫效果明顯,極大地了提高了室內(nèi)客戶用餐的舒適度。

　　(3)窗臺溫度逐時測試結(jié)果，根據(jù)T-Logge溫度記錄儀的測試結(jié)果,6月19日~6月22日貼膜前后窗臺位置的溫度變化記錄如圖4所示。

　　溫度曲線呈現(xiàn)周期性變化特征,貼膜前后僅在白天存在明顯差異,這是由于玻璃貼膜阻隔太陽輻射熱的功能特點所決定的。貼膜前后的差異在一天中室內(nèi)氣溫最高的時候也達到最大,即太陽輻射最強烈時,隔熱降溫效果最為明顯。

　　表2列出了6月19日~6月22日期間貼膜前后的最大溫差以及對應的時間點,除去6月22日的情況比較特殊可能由于天氣影響以外,其他3d的最大溫差時間均出現(xiàn)在下午14∶ 30左右,平均最大溫羞達到5.1K。

　　(4)室外溫度和回風口溫度測試結(jié)果。溫度記錄儀客觀記錄了室外逐時溫度,如圖5所示。貼膜時間為6月18日。根據(jù)該溫度曲線,發(fā)現(xiàn)貼膜前的6月13日~6月15日和貼膜后的6月19日~6月21日的溫度曲線非常接近，對其進行放大,(見圖6)。由于時值夏季,這幾日氣溫又相當比較穩(wěn)定和接近,于是對6月14日和6月20日的空調(diào)回風口溫度數(shù)據(jù)迸行分析。

　　對回風口1和回風口2的溫度進行分析并整理,見圖7，分別對這兩天中室內(nèi)溫度根據(jù)高低進行了分類。對回風口1而言,玻璃貼膜后,27℃ 以后的溫度在一天中的比重從43%降低為2%;對回風口2而言,玻璃貼膜后,這個比重從39%降低為2%(見圖8)。可見,玻璃貼膜后室內(nèi)空間的溫度有相當一部分時間段的較高溫度被轉(zhuǎn)變成了較低、較舒適的溫度,不僅整體室內(nèi)空間溫度有所降低,空調(diào)制冷的熱負荷也隨之降低。

　　4 能耗模擬

　　采用E-Quest能耗分析軟件對該建筑進行建模并進行能耗分析,結(jié)果如圖9所示。玻璃貼膜后,由于空調(diào)負荷的降低,年度用電從79390 kWh降低為70000kWh,降低幅度為們8%。

　　5 結(jié)語

　　本文通過現(xiàn)場測試結(jié)合能耗模擬軟件對玻璃貼膜的隔熱節(jié)能效果進行了分析,結(jié)果表明。

　　(1)玻璃貼膜后,在炎熱夏季能較大幅度降低透過玻璃的太陽輻射熱量。

　　(2)玻璃貼膜后,能在白天太陽升起后降低室內(nèi)溫度,在夜間幾乎沒有影響。

　　(3)玻璃貼膜后,能明顯降低室內(nèi)較高溫度時間段所占的比重,從而降低空調(diào)制冷的熱負荷。

　　(4)通過能耗模擬軟件進行模擬,結(jié)果表明本文涉及的建筑在進行玻璃貼膜改造后,年度節(jié)約用電超過10%。

　　采用貼膜對既有建筑玻璃進行改造,具有明顯的隔熱節(jié)能效果。【完】