【門窗幕墻網】建筑光伏玻璃的K值(傳熱系數)是一個重要的熱工參數,它影響著建筑物的能源效率和整體性能。然而,具體的K值數據可能會因玻璃的厚度、中空層氣體種類、輻射率、氬氣濃度、氣體層厚度、傾斜角和制造工藝的不同而有所差異。
玻璃厚度對K值的影響
K值的定義:K值(也稱為熱導率)是材料本身的熱傳導性能指標,單位是W/(m·K)。它描述了在穩態熱傳導條件下,單位厚度材料在單位溫差下的熱流量。
不同厚度的玻璃其K值(傳熱系數)會有所差異,這主要是因為玻璃的導熱性能與其厚度有關。一般來說,玻璃的厚度越大,其K值越低,即隔熱性能越好。以下是玻璃厚度與K值之間關系的一般規律:
厚度增加,K值降低:較厚的玻璃具有更低的K值,因為熱量通過較厚的材料需要更長的時間,從而降低了熱量的傳遞速率。
熱橋效應:當玻璃厚度不均勻時,較薄的部分可能會成為熱橋,導致整體K值升高。
材料一致性:如果玻璃材質均勻,那么厚度的增加會線性地降低K值,但實際上,由于制造工藝和材料的不均勻性,這種關系可能不是完全線性的。
中空層氣體種類對K值的影響
中空玻璃的K值(傳熱系數)受到中空層內填充氣體類型的影響。中空玻璃由兩片或多片玻璃組成,中間有一個密封的空氣層或其他氣體層。以下是不同氣體對中空玻璃K值的影響:
氬氣濃度對K值的影響
氬氣濃度對中空玻璃的K值(傳熱系數)有直接影響。中空玻璃的隔熱性能可以通過填充氬氣來提高,因為氬氣的熱傳導率低于空氣。以下是氬氣濃度與K值關系的一些關鍵點:
氬氣的熱傳導率:氬氣的熱傳導率大約是空氣的60%,這意味著在相同條件下,氬氣層的熱傳遞效率低于空氣層。
氬氣濃度的影響:隨著氬氣濃度的增加,中空玻璃的K值通常會降低。這是因為更高濃度的氬氣減少了氣體層中的對流,從而降低了熱傳遞。
濃度與K值的關系:以下是一般趨勢:
低濃度氬氣(例如90%氬氣+10%空氣):K值比純空氣層稍低,但降低幅度有限。
中等濃度氬氣(例如95%氬氣+5%空氣):K值有更明顯的降低,隔熱性能提高。
高濃度氬氣(接近100%氬氣):可以獲得最低的K值,提供最佳隔熱性能。
濃度梯度:隨著氬氣濃度的增加,K值的降低幅度可能會逐漸減小。也就是說,從空氣到低濃度氬氣的轉變會帶來較大的K值降低,而從高濃度氬氣到接近100%氬氣的轉變,K值的降低幅度會較小。
氣體厚度層對K值的影響
除了氬氣濃度,中空玻璃的K值還受到氣體層厚度、玻璃的表面特性(如低輻射涂層)、密封性能等因素的影響。
輻射率對K值的影響
輻射率(也稱為發射率或ε值)對玻璃的K值(傳熱系數)有顯著影響,尤其是在考慮玻璃的熱輻射特性時。以下是輻射率對K值影響的一些關鍵點:
熱輻射:熱輻射是熱量通過電磁波形式傳遞的過程。玻璃的輻射率決定了其表面發射和吸收熱輻射的能力。輻射率范圍在0(完全反射)到1(完全發射)之間。
低輻射(Low-E)涂層:低輻射涂層是一種特殊的表面處理,可以降低玻璃的輻射率。這種涂層通常應用于玻璃的一側或兩側,以減少熱輻射的傳遞。低輻射涂層的輻射率通常低于0.25,而普通玻璃的輻射率可能在0.84左右。
影響K值:玻璃的K值是一個綜合熱傳遞系數,包括傳導、對流和輻射。降低輻射率可以減少輻射熱損失,從而降低K值。對于中空玻璃,使用低輻射涂層可以顯著降低整體K值,提高隔熱性能。
室內外溫差:輻射率對K值的影響在室內外溫差較大時更為顯著。例如,在寒冷的氣候中,低輻射玻璃可以減少室內熱量通過窗戶向外輻射,從而提高能效。
太陽得熱系數(SHGC):輻射率不僅影響熱損失,還影響玻璃對太陽輻射的吸收。低輻射涂層可以減少夏季過多的太陽熱量進入室內,從而降低建筑的冷卻負荷。
玻璃的傾斜角度與K值的關系
玻璃的傾斜角度與K值(熱傳導系數)之間的關系主要體現在熱傳遞的三個方面:傳導、對流和輻射。K值主要描述的是材料本身的熱傳導性能,而不是整個窗體的熱傳遞性能(這是U值的范疇)。然而,傾斜角度確實會間接影響玻璃的熱性能表現,以下是傾斜角度與K值關系的一些要點:
K值的定義:K值(也稱為熱導率)是材料本身的熱傳導性能指標,單位是W/(m·K)。它描述了在穩態熱傳導條件下,單位厚度材料在單位溫差下的熱流量。
傾斜角度對熱傳遞的影響:
傳導:玻璃的K值是其固有的物理屬性,與傾斜角度無關。無論玻璃是垂直、水平還是傾斜,其K值都是恒定的。
對流:傾斜角度會影響玻璃表面的對流熱傳遞。隨著玻璃傾斜角度的增加,自然對流效應可能會減弱,從而可能降低整體熱損失,但這并不改變玻璃的K值。
輻射:傾斜角度會改變玻璃表面與周圍環境(如天空、地面或其他建筑物)之間的輻射交換。輻射熱損失會隨著傾斜角度的變化而變化,但這同樣不影響玻璃的K值。
整體熱性能:雖然傾斜角度不會改變玻璃的K值,但它會影響窗體的整體熱傳遞性能,即U值。U值是一個綜合考慮傳導、對流和輻射的綜合熱傳遞系數。
實際應用:
在實際應用中,玻璃的傾斜角度會影響窗戶的熱損失和得熱,因此在設計和選擇窗戶時需要考慮傾斜角度。
對于傾斜的玻璃表面,可能需要額外的熱工計算來評估其整體熱性能,這通常是通過計算U值來完成的。
總結來說,玻璃的K值是一個材料屬性,與傾斜角度無關。然而,傾斜角度會影響玻璃的整體熱傳遞性能,尤其是對流和輻射部分,因此在評估窗戶或其他玻璃結構的熱性能時,需要考慮傾斜角度對U值的影響。
隨著技術的進步,建筑光伏玻璃的K值有望進一步降低,同時提高光伏轉換效率。
總之,建筑光伏玻璃的K值是其熱工性能的重要指標,選擇合適的K值對于實現建筑節能和可持續性目標至關重要。在選購和設計時,應參考制造商提供的技術數據和相關的國家標準。