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三玻兩腔替代單片年節(jié)能價值56.15元/m2 ——從K值和U值說開去
2020/05/25
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近日集團技術(shù)中心把K值和U值、SHGC值和g值說說清楚,以便更好推介節(jié)能玻璃。為此查閱若干資料,現(xiàn)簡要介紹供大家參考,同時也談談聯(lián)想到的一些事。

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金晶科技辦公大樓

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第一組、K值和U值

都表示材料的傳熱系數(shù),單位分別為W/m2℃(攝氏度)、W/m2k(熱力學溫度)。K值最早出現(xiàn)在國內(nèi)標準中,U值系歐標中的代號。假設測試標準條件一致,K值和U值相等。

但是由于歐洲計算或測試U值時使用的標準條件與國內(nèi)不同,室外一般取0℃左右(和當?shù)貧夂蛴嘘P),國內(nèi)標準中取-20℃,室外一側(cè)對流換熱系數(shù)取值也不同,導致U值高于K值,部分可高約0.1 W/(m2K)。

除測試外,K值和U值也可通過計算獲得。

第二組、SHGC值、g值

都表示太陽熱獲得系數(shù),指在相同條件下太陽輻射能量透過窗玻璃進入室內(nèi)的量與通過相同尺寸但無玻璃的開口進入室內(nèi)太陽熱量的比值。

2

下面是一組材料的傳熱系數(shù)。

相關材料傳熱系數(shù)數(shù)據(jù)表

序號材料厚度?mm傳熱系數(shù)W/m2℃
A單片平板玻璃36.84
B單片平板玻璃56.72
C單片平板玻璃66.69
D雙層中空玻璃3+A6+33.59
E雙層中空玻璃3+A12+33.22
F雙層中空玻璃5+A12+53.17
G三層中空玻璃3+A6+3+A6+32.43
H三層中空玻璃3+A12+3+A12+32.11
I三層中空玻璃5+A9+5Low+A9+51.47
J真空玻璃62.80
K混凝土墻1003.26
L磚墻2702.09
M木板202.67

說明:上述數(shù)據(jù)摘自《玻璃辭典》?《建筑材料詞典》?《低輻射玻璃及其應用》

取任意兩種材料,通過對比傳熱系數(shù),可直觀判斷相對節(jié)能差異。

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博山總部辦公樓曾進行過兩次窗玻璃升級改造,傳熱系數(shù)顯著降低。該建筑于1984年竣工,最早采用鋼窗、配5mm單片玻璃(上表中B材料)。1999年拆除,用塑鋼窗、配普通中空玻璃(上表中F材料)替代。2010年再度拆除,采用斷橋隔熱鋼窗、配三玻兩腔低輻射中空玻璃,具體結(jié)構(gòu):超白低輻射原片+空氣層+超白片+空氣層+超白低輻射原片,與上表中I材料相似。

?下面以技術(shù)中心辦公室為例,計算一下兩次改造帶來的節(jié)能效果。

一、基礎數(shù)據(jù)

傳熱系數(shù)?從上列《相關材料傳熱系數(shù)數(shù)據(jù)表》中可查到,B材料6.72?W/m2℃,F(xiàn)材料3.17,I材料1.47(實際應更低,因未在產(chǎn)品中找到標注值,暫以此替代)。

室內(nèi)溫度?博山區(qū)冬季城市供暖承諾不低于18度,1月、2月、3月、4月、10月、11月和12月取室內(nèi)溫度18度;夏季政府倡導空調(diào)溫度不低于26度,取室內(nèi)溫度26度。

室外溫度?博山地區(qū)按月份日均最高和最低溫度可從網(wǎng)上查到,取其平均值。具體數(shù)值列于下表中。

玻璃面積?技術(shù)中心外墻窗玻璃7.088 m2。

標準煤熱值?7000Kcal/Kg(千卡/千克)。

電力當量值?860Kcal/Kwh(千卡/千瓦時)。

二、1999年窗玻璃升級改造節(jié)能情況

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集團總部辦公樓第二次改造照片

若室內(nèi)外溫差1度,每小時減少傳熱量=7.088 m2×(6.72-3.17)焦耳/秒/?m2×3600?秒÷4.18焦耳/卡=21.67千卡。引用上述數(shù)據(jù),可簡化月度節(jié)能效果計算過程。下面是計算結(jié)果匯總表。

技術(shù)中心辦公室月度節(jié)能情況匯總表

月份博山地區(qū)日均最低溫度(℃)博山地區(qū)日均最高溫度(℃)博山地區(qū)日平均溫度(℃)減少室內(nèi)熱量散失(千卡)減少室外熱量侵入(千卡)
1月-54-0.5288644
2月-272.5241837
3月51510124819
4月122317.57801
5月182923.5

6月223227
15602
7月253329
46807
8月233227.5
23403
9月182823

10月11211631205
11月3127.5163825
12月-361.5257440
總計


111557185812
說明:1月、2月、3月、4月、10月、11月和12月期間室外平均溫度低于18度,室內(nèi)熱量向室外傳遞。更換節(jié)能玻璃后,7個月可減少熱量損失1115571千卡(相當于159千克標準煤燃燒放熱)。5月和9月室外平均溫度在18-26度之間,與室內(nèi)舒適溫度區(qū)間重合,更換節(jié)能玻璃后不體現(xiàn)節(jié)能效益。6月、7月和8月室外平均溫度高于26度,室外熱量向室內(nèi)傳遞。更換節(jié)能玻璃后,3個月可阻擋熱量85812千卡(相當于12.3千克標準煤燃燒放熱)??偟膩碇v,在博山地區(qū)采用普通中空玻璃(5+A12+5)替代單片5mm玻璃,每平方米全年可節(jié)約169495千卡熱量(相當于24.2Kg標準煤放熱),其中冬季室內(nèi)熱量減少散失157389千卡(相當于22.5千克標準煤燃燒放熱),夏季阻擋室外熱量12107千卡(相當于1.7千克標準煤燃燒放熱)。冬季節(jié)約成本可參照城市供暖1吉焦(1GJ=109J)熱量價格推算,博山地區(qū)42元/1GJ,相當于節(jié)約27.6元。夏季使用空凋,折合14度電力,按工業(yè)用電0.6893元/千瓦時計算,價值9.65元。

?三、2010年窗玻璃再度升級改造節(jié)能情況

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集團總部辦公樓第三次改造照片

若室內(nèi)外溫差1度,每小時減少傳熱量=7.088?m2×(3.17-1.47)焦耳/?秒/?m2×3600?秒÷4.18焦耳/卡=10.38千卡。該數(shù)據(jù)明晰后,可簡化月度節(jié)能效果計算過程。

技術(shù)中心辦公室月度節(jié)能情況匯總表

月份博山地區(qū)日均最低溫度(℃)博山地區(qū)日均最高溫度(℃)博山地區(qū)日平均溫度(℃)減少室內(nèi)熱量散失(千卡)減少室外熱量侵入(千卡)
1月-54-0.5138262
2月-272.5115841
3月5151059789
4月122317.53737
5月182923.5

6月223227
7474
7月253329
22421
8月233227.5
11210
9月182823

10月11211614947
11月3127.578473
12月-361.5123314
總計


53436341105
說明:1月、2月、3月、4月、10月、11月和12月期間室外平均溫度低于18度,室內(nèi)熱量向室外傳遞。節(jié)能玻璃再次升級后,7個月可減少傳遞熱量534363千卡(相當于節(jié)約76千克標準煤燃燒放熱)。5月和9月期間室外平均溫度在18-26度之間,和室內(nèi)舒適溫度區(qū)間重合,更換節(jié)能玻璃后不體現(xiàn)節(jié)能效益。6月、7月和8月期間室外平均溫度高于26度,室外熱量向室內(nèi)傳遞。節(jié)能玻璃再次升級后,3個月可阻擋熱量41105千卡(相當于5.9千克標準煤燃燒放熱)??偟膩碇v,在博山地區(qū)采用三玻兩腔低輻射中空玻璃替代普通中空玻璃(5+A12+5),每平方米全年可節(jié)約81189千卡熱量(相當于11.6千克標準煤放熱),其中冬季減少室內(nèi)熱量散失75390千卡(相當于10.8千克標準煤燃燒放熱),夏季阻擋室外熱量5799千卡傳入(相當于0.8千克標準煤燃燒放熱)。冬季節(jié)約成本可參照城市供暖1吉焦(1GJ=109J)熱量價格推算,博山地區(qū)42元/1GJ,相當于節(jié)約14.25元。夏季使用空凋,折合6.74度電力,按工業(yè)用電0.6893元/千瓦時計算,價值4.65元。

?四、結(jié)論

1、以1m2為單位采用普通中空玻璃(5+A12+5)替代5mm單片玻璃,一年可減少169495千卡熱量傳遞。節(jié)約價值37.25元,其中冬季27.6元、夏季9.65元。

2、以1m2為單位采用三玻兩腔低輻射鍍膜中空玻璃替代普通中空玻璃(5+A12+5),一年可減少81189千卡熱量傳遞。節(jié)約價值18.90元,其中冬季14.25元、夏季4.65元。

3、由1、2推得,以1m2為單位若采用三玻兩腔低輻射鍍膜中空玻璃替代5mm單片玻璃,一年可減少250684千卡熱量傳遞。節(jié)約價值56.15元,其中冬季46.5元、夏季14.3元。

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建議集團在國內(nèi)推廣產(chǎn)品時標注K值,出口時標注U值。如有可能,每件產(chǎn)品上都應標注。那樣的話,通過對比K值或U值,再結(jié)合當?shù)貧鉁財?shù)據(jù),即可計算節(jié)能效果,能幫助用戶預測出實實在在的效益。

下面照片拍攝于2016年6月,系英國鄧迪市一家賓館配套窗玻璃。中空玻璃間隔框上明確標識了K(U)=1.1的字樣,值得學習借鑒。

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