武汉商学院 周 丽* 刘 杨摘 要 在近年来,玻璃贴膜用来进行隔热节能逐渐受到人们的关注,随着研发技术的提高及市场的实际需求发展,现在的建筑节能膜不仅能隔热保温提高舒适度,还能大幅度提高建筑节能。
介绍了建筑节能膜的发展历程、应用情况,具体阐述了它的节能分析并进行了案例情况的重点说明。
关键词:建筑节能膜;隔热膜;节能分析0 引言 近年来,玻璃贴膜用于隔热节能逐渐受到人们的关注,不单是汽车玻璃的贴膜,更多开始用于建筑玻璃窗的贴膜,被人们广泛的称为建筑节能膜。
但仍有大部分人却认为,建筑节能膜就是个噱头,不但遮挡光线、有强烈刺激气味而且粘在玻璃上很难清理,容易起边起泡,甚至 1 年就破烂了等等。
这些问题确实存在,但是那已经是十几年前的问题了,随着研发技术的提高及市场的实际需求发展,升级换代是必然,建筑节能膜就像电子产品一样不断在更新换代,已进入第三代产品。
现在的建筑节能膜不仅能隔热保温提高舒适度,还能大幅度提高建筑节能。
1 建筑节能膜的发展历程 建筑节能膜共经历了三段历程,具体情况如下:第一代建筑节能膜是染色膜,它是将不同颜色的色浆涂在 PET 基膜上,以遮挡光线的方式来隔热,它牺牲了可见光,对红外线和紫外线几乎无阻隔,使用寿命 1 年左右,材料价格从 10 元/m2~50 元/m2不等,此种类型的太阳膜可以用在对采光和隔热要求不高的临时场所。
第二代建筑节能膜是磁控溅射膜,它比染色膜的隔热效果要好,这种太阳膜以进口产品为主,它有隔热效果,但主要特点在于透光高时,隔热效果差,或者是隔热可以的透光低,不能同时达到最佳状态,这也是先天的生产工艺所决定的。
磁控膜贴在玻璃上不仅影响采光,还因其是金属材料易氧化而影响隔热性能和玻璃整体的美观度,对手机等无线信号有屏蔽作用,影响手机通话的流畅度,正宗进口产品使用寿命5 年~7 年,此工艺的太阳膜贴在玻璃上有严重的光污染,夏日会反射强光刺激对面的住户,夜晚室内会产生“鬼影”现象,影响心情。
由于此种膜粘胶以压敏胶为主,散发的有毒刺激性气味对人体有伤害,加上上述的一些特点,尽管在国内存在多年,但一直未能大面积应用。
它适合用在需要隔热而对采光要求不高或者要求采光高而隔热没要求的场所,并且人员不是长期生活在此环境中的场所,例如汽车的侧档玻璃、临时工作的普通白玻璃窗。
第三代建筑节能膜是高透高阻纳米膜,它弥补了第二代产品的缺陷,能真正实现高透光与高隔热并存(可见光透射比≥80%,太阳能阻隔率≥55%;或者可见光透射比≥60%,太阳能阻隔率≥72%),达到理论最佳状态,环保无毒无刺激气味,无光污染,不影响手机信号等,15 年以上的使用寿命符合建筑门窗的使用年限要求,不到 0.03 mg/cm²的 VOC 排放,是真正意义的环保绿色产品,这些优点让第三代隔热膜成为当前提高既有建筑综合节能率的最佳材料。
它采用纳米分散技术,通过将纳米材料涂在 PET 膜上来阻隔太阳光中的红外、紫外线带有的热能,可以有选择的让可见光波段透过,阻隔红外与紫外线波段,实现高透光与高隔热并存,从而达到节约空调电能的效果。
这种节能膜与玻璃贴合,可以使室内外的温差达到 6℃~8℃,夏季节约 30%左右的制冷电能。
如果采用窗户为 LOW-E 玻璃,该隔热膜的使用可以使得LOW-E 玻璃达到“二次节能”,阻隔太阳光中 97%的近红外、远红外以及空气中的红外辐射等,减少空调运行时间,省电效果显著。
2 建筑节能膜的应用 由于政府资金、百姓需求、改造效果等情况让各方利益难以平衡,造成当前各地老旧小区节能改造困惑着相关主管部门。
主要体现在老旧小区建筑物年代长久,大规模花资金改造意义不大,改造中的人员安置、搬迁、物品的安全看管、环境保护、工程质量管理等等。
以前建筑节能改造无非是外墙涂反射涂料、屋顶平改坡、换整窗等,劳心劳力还费钱,使得地方政府在开展此项工作中吃力不小。
因此,找到一种快捷、高效、耐久、省钱的新技术将会在既有建筑节能改造中掀起一场技术革命,而门窗玻璃贴高透光节能玻璃膜就完全具备以上几要素,会推动我国的既有建筑节能改造进程。
第三代隔热膜的出现,使得建筑节能膜不断受到主管部门、节能公司及业主的青睐。
通过相关数据测试得:该贴膜的使用,在夏季节能高达 30%,冬季节能可达 15%,若在夏热冬冷气候区使用,节能效果可能更好。
现在可以通过给门窗玻璃贴膜来达到提高建筑节能效率的作用,以前也有人尝试过,但都因选用的玻璃膜遮蔽光线,影响室内采光,寿命短等原因而作罢,现在住建部在全国范围推广一款第三代隔热膜——纳米节能膜,它能同时具备透光率 70%,隔热率 50%,价格不贵,有 15 年以上的寿命。
采用建筑节能膜后除具有隔热节能的效果外,还可阻隔 99%紫外线,保护室内物品不会因紫外线的照射而褪色,同时,使原来的玻璃有更好的防爆性和装饰性,大大提升了普通平板玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃的安全性能。
有专家通过计算,隔热膜成本不算高,初次使用投入的成本在今后使用中,通过节省的电费 1 年即可收回,以后十几年节省的电费数量可观,适合于无论是城市工程建筑节能改造或是生活家居使用。
它适用于各种需要高透光同时高节能的建筑场所,它的品种较多,在选择时常用的主要是以下三款节能膜:(1)注重隔热节能可以采用可见光透射比≥60%;同时太阳能阻隔率≥70%;紫外线阻隔率≥99%。
(2)注重透光隔热可以采用可见光透射比≥80%;同时太阳能阻隔率≥55%;紫外线阻隔率≥99%。
(3)注重透光隔热又成本低的可以采用可见光透射比≥70%;同时太阳能阻隔率≥50%;紫外线阻隔率≥99%。
3 建筑节能膜的节能分析 通常建筑上使用的建筑隔热膜是由多层坚韧的聚酯薄膜经本体染色、紫外线吸收剂注入、金属化磁控溅射、多层复合、涂胶等工艺制成。
这种玻璃膜直接装贴在玻璃表面,可有效反射阻隔太阳光热量在炎热的夏季控制室内温度升高,从而降低了空调负荷,改善了室内温度偏高状况,达到了节省空调费用的目的。
根据对太阳能所产生热量的实测监控,夏季直射太阳能所产生的热量最高可达到 900 W/m2·h,综合考虑太阳能的照射角度,天气的阴晴比例,按太阳能每小时通过每平方米玻璃进入室内的热量为 300 W,天津全年累积日照时间 2000 h。
那么,每年因太阳辐射而带进室内的热量为:300 W/m2 hr×2000 hr=600000 W/m2=600 kW/m2按 1000 m2 玻璃计算,太阳能热量每年多消耗的空调用电为:1000 m2×600 kW/m2×0.25(空调因素)=150000 kW某种型号外用隔热膜的太阳能阻隔率为 81%,那么,贴膜后每年节省的空调电费为:150000 kW×81%×0.89 元/kW=108135 元。
按照每平方米 180 元的玻璃膜投资费用,投资回收期为:1000 m2×180 元/m2/108135 元=1.66(年)。
按照美国 DOE-2 节能分析软件,采用建筑节能膜后的投资回收期 1.78 年,与上述节能分析所得出结论基本吻合。
4 具体案例分析 2016 年是国家“十三五”的开始之年,国家加大了既有建筑节能改造的力度,全国各省市的既有建筑节能改造任务、时间明确,对各级主管领导是考验,如何对比墙改、屋顶改造,门窗的节能改造更能提升整体建筑的节能率,以前不考虑窗改主要是没有合适的材料与方法来有效提高窗改节能率,现在第三代建筑节能膜的出现,为人们营造了舒适生活环境,它的应用在公共建筑的节能改造得到了很好的效果,它大幅度降低了建筑耗能,代表是五星级酒店,有波斯曼酒店、万达酒店、海天假日、福高酒店等,并且还在不断的增加中。
建筑节能膜在既有建筑节能改造中具有施工简捷、工期短、不影响室内采光、隔热保温效果显著、环保、寿命长等主要优点获得广泛认可,已在国内多省市得以应用,北京、上海、广东、安徽、浙江、江苏、湖南、海南、福建、云南、四川、河南、河北、陕西等,具体案例如图 1~图 4。
例如,湖南长沙要开展既有居住建筑节能改造工作,如果按传统的节能方法改造老旧小区节能会面临资金短缺、百姓工作难做、节能效果不明显等困难,为此,长沙市住建局按照住建部的《夏热冬冷地区既有居住建筑的节能改造技术导则》要求,以窗改为侧重点,将有限的改造资金用活、用到位,决定对门窗贴膜节能改造,为达到技术导则对节能率的要求制定了改造技术指标:(1)玻璃贴膜后室内采光率≥60%。
(2)太阳能阻隔率≥60%。
(3)遮阳系数≤0.5。
在认真调研和专家论证后选择长沙荷花池小区的建筑节能改造作为首个改造项目,该小区为老旧小区,门窗以单玻为主,共有 35 栋居民楼,3 万 m2的建筑面积。
贴膜施工不产生废水、废气、废渣,无噪声,也不用居民搬迁安置,每户居民 1 h~2 h 即完成全部施工,不影响居民的正常生活和室内正常采光,玻璃贴好膜后比以前更干净更亮,还有隔热保温防紫外线的功能,获得小区居民的一致好评,这种先进的技术让各方利益都得到平衡与满足,是帮当地主管部门解决了一大难题。
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