三玻两腔替代单片年节能价值56.15元/m2 ——从K值和U值说开去

2020-05-25 12:00:56 admin 286

近日集团技术中心把K值和U值、SHGC值和g值说说清楚,以便更好推介节能玻璃。为此查阅若干资料,现简要介绍供大家参考,同时也谈谈联想到的一些事。

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金晶科技办公大楼

1

第一组、K值和U值

都表示材料的传热系数,单位分别为W/m2℃(摄氏度)W/m2k(热力学温度)K值最早出现在国内标准中,U值系欧标中的代号。假设测试标准条件一致,K值和U值相等。

但是由于欧洲计算或测试U值时使用的标准条件与国内不同,室外一般取0℃左右(和当地气候有关),国内标准中取-20℃,室外一侧对流换热系数取值也不同,导致U值高于K值,部分可高约0.1 W/(m2K)

除测试外,K值和U值也可通过计算获得。

第二组、SHGC值、g值

都表示太阳热获得系数,指在相同条件下太阳辐射能量透过窗玻璃进入室内的量与通过相同尺寸但无玻璃的开口进入室内太阳热量的比值。

2

下面是一组材料的传热系数。

相关材料传热系数数据表

序号

材料

厚度 mm

传热系数W/m2

A

单片平板玻璃

3

6.84

B

单片平板玻璃

5

6.72

C

单片平板玻璃

6

6.69

D

双层中空玻璃

3+A6+3

3.59

E

双层中空玻璃

3+A12+3

3.22

F

双层中空玻璃

5+A12+5

3.17

G

三层中空玻璃

3+A6+3+A6+3

2.43

H

三层中空玻璃

3+A12+3+A12+3

2.11

I

三层中空玻璃

5+A9+5Low+A9+5

1.47

J

真空玻璃

6

2.80

K

混凝土墙

100

3.26

L

砖墙

270

2.09

M

木板

20

2.67

说明:上述数据摘自《玻璃辞典》 《建筑材料词典》 《低辐射玻璃及其应用》

取任意两种材料,通过对比传热系数,可直观判断相对节能差异。

 

 

3

博山总部办公楼曾进行过两次窗玻璃升级改造,传热系数显著降低。该建筑于1984年竣工,最早采用钢窗、配5mm单片玻璃(上表中B材料)1999年拆除,用塑钢窗、配普通中空玻璃(上表中F材料)替代。2010年再度拆除,采用断桥隔热钢窗、配三玻两腔低辐射中空玻璃,具体结构:超白低辐射原片+空气层+超白片+空气层+超白低辐射原片,与上表中I材料相似。

 

下面以技术中心办公室为例,计算一下两次改造带来的节能效果。

一、基础数据

传热系数 从上列《相关材料传热系数数据表》中可查到,B材料6.72 W/m2℃,F材料3.17I材料1.47(实际应更低,因未在产品中找到标注值,暂以此替代)

室内温度 博山区冬季城市供暖承诺不低于18度,1月、2月、3月、4月、10月、11月和12月取室内温度18度;夏季政府倡导空调温度不低于26度,取室内温度26度。

室外温度 博山地区按月份日均最高和最低温度可从网上查到取其平均值。具体数值列于下表中。

玻璃面积 技术中心外墙窗玻璃7.088 m2

标准煤热值 7000Kcal/Kg(千卡/千克)

电力当量值 860Kcal/Kwh(千卡/千瓦时)。

二、1999年窗玻璃升级改造节能情况

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集团总部办公楼第二次改造照片

若室内外温差1度,每小时减少传热量=7.088 m2×(6.72-3.17)焦耳// m2×3600 ÷4.18焦耳/卡=21.67千卡。引用上述数据,可简化月度节能效果计算过程。下面是计算结果汇总表。

技术中心办公室月度节能情况汇总表

月份

博山地区日均最低温度(℃)

博山地区日均最高温度(℃)

博山地区日平均温度(℃)

减少室内热量散失(千卡)

减少室外热量侵入(千卡)

1月

-5

4

-0.5

288644


2月

-2

7

2.5

241837


3月

5

15

10

124819


4月

12

23

17.5

7801


5月

18

29

23.5



6月

22

32

27


15602

7月

25

33

29


46807

8月

23

32

27.5


23403

9月

18

28

23



10月

11

21

16

31205


11月

3

12

7.5

163825


12月

-3

6

1.5

257440


总计




1115571

85812

说明:1月、2月、3月、4月、10月、11月和12月期间室外平均温度低于18度,室内热量向室外传递。更换节能玻璃后,7个月可减少热量损失1115571千卡(相当于159千克标准煤燃烧放热)。

5月和9月室外平均温度在18-26度之间,与室内舒适温度区间重合,更换节能玻璃后不体现节能效益。

6月、7月和8月室外平均温度高于26度,室外热量向室内传递。更换节能玻璃后,3个月可阻挡热量85812千卡(相当于12.3千克标准煤燃烧放热)。

总的来讲,在博山地区采用普通中空玻璃(5+A12+5)替代单片5mm玻璃,每平方米全年可节约169495千卡热量(相当于24.2Kg标准煤放热),其中冬季室内热量减少散失157389千卡(相当于22.5千克标准煤燃烧放热),夏季阻挡室外热量12107千卡(相当于1.7千克标准煤燃烧放热)。冬季节约成本可参照城市供暖1吉焦(1GJ=109J)热量价格推算,博山地区42元/1GJ,相当于节约27.6元。夏季使用空凋,折合14度电力,按工业用电0.6893元/千瓦时计算,价值9.65元。

 

 

三、2010年窗玻璃再度升级改造节能情况

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集团总部办公楼第三次改造照片

若室内外温差1度,每小时减少传热量=7.088 m2×(3.17-1.47)焦耳/ / m2×3600 ÷4.18焦耳/卡=10.38千卡。该数据明晰后,可简化月度节能效果计算过程。

技术中心办公室月度节能情况汇总表

月份

博山地区日均最低温度(℃)

博山地区日均最高温度(℃)

博山地区日平均温度(℃)

减少室内热量散失(千卡)

减少室外热量侵入(千卡)

1月

-5

4

-0.5

138262


2月

-2

7

2.5

115841


3月

5

15

10

59789


4月

12

23

17.5

3737


5月

18

29

23.5



6月

22

32

27


7474

7月

25

33

29


22421

8月

23

32

27.5


11210

9月

18

28

23



10月

11

21

16

14947


11月

3

12

7.5

78473


12月

-3

6

1.5

123314


总计




534363

41105

说明:1月、2月、3月、4月、10月、11月和12月期间室外平均温度低于18度,室内热量向室外传递。节能玻璃再次升级后,7个月可减少传递热量534363千卡(相当于节约76千克标准煤燃烧放热)。

5月和9月期间室外平均温度在18-26度之间,和室内舒适温度区间重合,更换节能玻璃后不体现节能效益。

6月、7月和8月期间室外平均温度高于26度,室外热量向室内传递。节能玻璃再次升级后,3个月可阻挡热量41105千卡(相当于5.9千克标准煤燃烧放热)。

总的来讲,在博山地区采用三玻两腔低辐射中空玻璃替代普通中空玻璃(5+A12+5),每平方米全年可节约81189千卡热量(相当于11.6千克标准煤放热),其中冬季减少室内热量散失75390千卡(相当于10.8千克标准煤燃烧放热),夏季阻挡室外热量5799千卡传入(相当于0.8千克标准煤燃烧放热)。冬季节约成本可参照城市供暖1吉焦(1GJ=109J)热量价格推算,博山地区42元/1GJ,相当于节约14.25元。夏季使用空凋,折合6.74度电力,按工业用电0.6893元/千瓦时计算,价值4.65元。

 

四、结论

1、以1m2为单位采用普通中空玻璃(5+A12+5)替代5mm单片玻璃,一年可减少169495千卡热量传递。节约价值37.25元,其中冬季27.6元、夏季9.65元。

2、以1m2为单位采用三玻两腔低辐射镀膜中空玻璃替代普通中空玻璃(5+A12+5),一年可减少81189千卡热量传递。节约价值18.90元,其中冬季14.25元、夏季4.65元。

3、由12推得,1m2为单位若采用三玻两腔低辐射镀膜中空玻璃替代5mm单片玻璃,一年可减少250684千卡热量传递。节约价值56.15元,其中冬季46.5元、夏季14.3元。

4

建议集团在国内推广产品时标注K值,出口时标注U值。如有可能,每件产品上都应标注。那样的话,通过对比K值或U值,再结合当地气温数据,即可计算节能效果,能帮助用户预测出实实在在的效益。

下面照片拍摄于20166月,系英国邓迪市一家宾馆配套窗玻璃。中空玻璃间隔框上明确标识了K(U)=1.1的字样,值得学习借鉴。

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