建筑光伏玻璃的K值(傳熱系數(shù))是一個(gè)重要的熱工參數(shù),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(shù)據(jù)可能會(huì)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(dǎo)率)是材料本身的熱傳導(dǎo)性能指標(biāo),單位是W/(m·K)。它描述了在穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)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(shù))會(huì)有所差異,這主要是因?yàn)椴AУ膶?dǎo)熱性能與其厚度有關(guān)。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(guān)系的一般規(guī)律:
厚度增加,K值降低:較厚的玻璃具有更低的K值,因?yàn)闊崃客ㄟ^較厚的材料需要更長的時(shí)間,從而降低了熱量的傳遞速率。
熱橋效應(yīng):當(dāng)玻璃厚度不均勻時(shí),較薄的部分可能會(huì)成為熱橋,導(dǎo)致整體K值升高。
材料一致性:如果玻璃材質(zhì)均勻,那么厚度的增加會(huì)線性地降低K值,但實(shí)際上,由于制造工藝和材料的不均勻性,這種關(guān)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(shù))受到中空層內(nèi)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(gè)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(shù))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?yàn)闅鍤獾臒醾鲗?dǎo)率低于空氣。以下是氬氣濃度與K值關(guān)系的一些關(guān)鍵點(diǎn):
氬氣的熱傳導(dǎo)率:氬氣的熱傳導(dǎo)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(huì)降低。這是因?yàn)楦邼舛鹊臍鍤鉁p少了氣體層中的對流,從而降低了熱傳遞。
濃度與K值的關(guān)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(huì)逐漸減小。也就是說,從空氣到低濃度氬氣的轉(zhuǎn)變會(huì)帶來較大的K值降低,而從高濃度氬氣到接近100%氬氣的轉(zhuǎn)變,K值的降低幅度會(huì)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(fā)射率或ε值)對玻璃的K值(傳熱系數(shù))有顯著影響,尤其是在考慮玻璃的熱輻射特性時(shí)。以下是輻射率對K值影響的一些關(guān)鍵點(diǎn):
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(fā)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(fā)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(yīng)用于玻璃的一側(cè)或兩側(cè),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(gè)綜合熱傳遞系數(shù),包括傳導(dǎo)、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(nèi)外溫差:輻射率對K值的影響在室內(nèi)外溫差較大時(shí)更為顯著。例如,在寒冷的氣候中,低輻射玻璃可以減少室內(nèi)熱量通過窗戶向外輻射,從而提高能效。
太陽得熱系數(shù)(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(jìn)入室內(nèi),從而降低建筑的冷卻負(fù)荷。

玻璃的傾斜角度與K值的關(guān)系
玻璃的傾斜角度與K值(熱傳導(dǎo)系數(shù))之間的關(guān)系主要體現(xiàn)在熱傳遞的三個(gè)方面:傳導(dǎo)、對流和輻射。K值主要描述的是材料本身的熱傳導(dǎo)性能,而不是整個(gè)窗體的熱傳遞性能(這是U值的范疇)。然而,傾斜角度確實(shí)會(huì)間接影響玻璃的熱性能表現(xiàn),以下是傾斜角度與K值關(guān)系的一些要點(diǎn):
K值的定義:K值(也稱為熱導(dǎo)率)是材料本身的熱傳導(dǎo)性能指標(biāo),單位是W/(m·K)。它描述了在穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)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(dǎo):玻璃的K值是其固有的物理屬性,與傾斜角度無關(guān)。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(huì)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(yīng)可能會(huì)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(huì)改變玻璃表面與周圍環(huán)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(huì)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(huì)改變玻璃的K值,但它會(huì)影響窗體的整體熱傳遞性能,即U值。U值是一個(gè)綜合考慮傳導(dǎo)、對流和輻射的綜合熱傳遞系數(shù)。
實(shí)際應(yīng)用:
在實(shí)際應(yīng)用中,玻璃的傾斜角度會(huì)影響窗戶的熱損失和得熱,因此在設(shè)計(jì)和選擇窗戶時(shí)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(jì)算來評估其整體熱性能,這通常是通過計(jì)算U值來完成的。
總結(jié)來說,玻璃的K值是一個(gè)材料屬性,與傾斜角度無關(guān)。然而,傾斜角度會(huì)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(jié)構(gòu)的熱性能時(shí),需要考慮傾斜角度對U值的影響。

隨著技術(shù)的進(jìn)步,建筑光伏玻璃的K值有望進(jìn)一步降低,同時(shí)提高光伏轉(zhuǎn)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(biāo),選擇合適的K值對于實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能和可持續(xù)性目標(biāo)至關(guān)重要。在選購和設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)參考制造商提供的技術(shù)數(shù)據(jù)和相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。