玻璃隔热膜在建筑节能中的应用研究

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　　1 概述

　　众所周知，建筑能耗占全社会能耗约30%,提高建筑围护的保温隔热性能是建筑节能的首选,与墙体相比，玻璃由于其高传热、低蓄热的缺点成为围护结构（词条“围护结构”由行业大百科提供）中的薄弱环节,窗户传热及其空气渗透耗热量在全国各个地区占建筑物总耗热量的50%~60%,因此提升玻璃的节能将是建筑节能见效最快的方式。

　　2 玻璃隔热膜的节能原理

　　太阳光是一种波,其超过99%的能量由紫外线、可见光、红外线3部分组成,相应的能量比重分别为3% 、44%、53%。玻璃贴膜的隔热节能原理的关键在于吸收紫外线、反射红外线、选择性地部分透光可见光提供室内采光。在寒冷冬季,玻璃贴膜还能反射室内长波远红外线,起到室内保温的作用。通过夏季过滤多余不必要的太阳辐射热量,冬季帮助减少室内热量散失,从而实现建筑节能的目的。

　　3 试验研究

　　3.1 试验淮备

　　对一栋位于南京的某连锁餐饮店进行玻璃贴膜改造并进行跟踪测试。该餐饮店位于某商务楼的二楼西南角,平面尺寸为25m×9m。其平面图如图1所示,主立面朝西，含3樘外窗,外窗面积为37.8m2,次立面朝南,含1樘外窗,外窗面积为12.15m2`以上玻璃均为6mm单片透明玻璃,目前采用了内遮阳卷帘,但隔热效果不佳。在炎热夏季,餐饮店内西向座位屡遭投诉,拟采用3M隔热膜进行隔热节能改造。

　　3.2 试验方案

　　结合餐饮店的实际情况和营业需求,选择了透光和隔热性能均适中的3M RE35NEARL建筑玻璃隔热膜,其性能参数(贴6mm单片透明玻璃)见表1。

　　本试验拟对建筑玻璃贴膜后的隔热节能效果进行跟踪测试和研究,采用如下测试手段和测试方法:

　　(1)采用BTU 热量测试仪进行贴膜前后透过玻璃的太阳热量变化IMJ 试对比,仪器型号为TES-1333。

　　(2)采用FLU KE红外测温枪测试贴膜前后窗台位置的瞬时温度。

　　(3)采用3MT-Logger温度记录仪逐时跟踪测试贴膜前后窗台附近位置的温度变化对比,记录频率为每5mn—次。

　　(4)在餐饮店内天花板处的空调回风口放置3MT-Logger温度记录仪逐时跟踪室内温度变化。同时在室外开放环境下放置温度记录仪,跟踪记录室外的逐时温度。记录频率同样为每5mn一次。

　　(5)整个测试期间,该餐饮店内空调设置温度和电源使用方式保持不变。

　　3.3 试验结果

　　温度跟踪测试仪布置时间始于2O12年5月23日,结束于2012年7月1日,贴膜时间为2012年6月18日,现场太阳热量测试和红外瞬时测温时间为2012年7月5日下午。

　　(1)太阳热量测试结果。利用BTU热量测试仪进行贴膜前后透过玻璃的太阳热量,测试结果(见图2)表明,贴膜前,透过玻璃进入室内的太阳能热通量为41.3W/m2,贴膜后透过玻璃进入室内的太阳能热通量降低为19.4W/mp,降幅达到53%。这个数据与表1中该产品的太阳能总隔断率数值非常接近,阻隔太阳能效果明显。

　　(2)红外测温枪瞬时测试结果。利用红外测温枪测试贴膜前后窗台上的瞬时温度(见图3),测试结果表明，贴膜前窗台上的瞬时温度为36.3℃ ,贴膜后降低为31.7℃ ，降低幅度达到4.6℃ 。测试时间正处于下午日照强烈的时段:玻璃贴膜后的窗台附近降温效果明显,极大地了提高了室内客户用餐的舒适度。

　　(3)窗台温度逐时测试结果，根据T-Logge温度记录仪的测试结果,6月19日~6月22日贴膜前后窗台位置的温度变化记录如图4所示。

　　温度曲线呈现周期性变化特征,贴膜前后仅在白天存在明显差异,这是由于玻璃贴膜阻隔太阳辐射热的功能特点所决定的。贴膜前后的差异在一天中室内气温最高的时候也达到最大,即太阳辐射最强烈时,隔热降温效果最为明显。

　　表2列出了6月19日~6月22日期间贴膜前后的最大温差以及对应的时间点,除去6月22日的情况比较特殊可能由于天气影响以外,其他3d的最大温差时间均出现在下午14∶ 30左右,平均最大温羞达到5.1K。

　　(4)室外温度和回风口温度测试结果。温度记录仪客观记录了室外逐时温度,如图5所示。贴膜时间为6月18日。根据该温度曲线,发现贴膜前的6月13日~6月15日和贴膜后的6月19日~6月21日的温度曲线非常接近，对其进行放大,(见图6)。由于时值夏季,这几日气温又相当比较稳定和接近,于是对6月14日和6月20日的空调回风口温度数据迸行分析。

　　对回风口1和回风口2的温度进行分析并整理,见图7，分别对这两天中室内温度根据高低进行了分类。对回风口1而言,玻璃贴膜后,27℃ 以后的温度在一天中的比重从43%降低为2%;对回风口2而言,玻璃贴膜后,这个比重从39%降低为2%(见图8)。可见,玻璃贴膜后室内空间的温度有相当一部分时间段的较高温度被转变成了较低、较舒适的温度,不仅整体室内空间温度有所降低,空调制冷的热负荷也随之降低。

　　4 能耗模拟

　　采用E-Quest能耗分析软件对该建筑进行建模并进行能耗分析,结果如图9所示。玻璃贴膜后,由于空调负荷的降低,年度用电从79390 kWh降低为70000kWh,降低幅度为们8%。

　　5 结语

　　本文通过现场测试结合能耗模拟软件对玻璃贴膜的隔热节能效果进行了分析,结果表明。

　　(1)玻璃贴膜后,在炎热夏季能较大幅度降低透过玻璃的太阳辐射热量。

　　(2)玻璃贴膜后,能在白天太阳升起后降低室内温度,在夜间几乎没有影响。

　　(3)玻璃贴膜后,能明显降低室内较高温度时间段所占的比重,从而降低空调制冷的热负荷。

　　(4)通过能耗模拟软件进行模拟,结果表明本文涉及的建筑在进行玻璃贴膜改造后,年度节约用电超过10%。

　　采用贴膜对既有建筑玻璃进行改造,具有明显的隔热节能效果。【完】