Làm thế nào để cải thiện hiệu suất cách nhiệt của vách kính?
Phần lớn nhiệt lượng thoát ra khỏi tường rèm không truyền qua kính.
Nó truyền nhiệt qua lớp nhôm. Kim loại dẫn nhiệt tốt hơn khoảng một nghìn lần so với khí bên trong một khung cửa kín, vì vậy một khung cửa không có lớp cách nhiệt thích hợp sẽ làm hỏng lớp kính ba lớp đắt tiền và điều đó diễn ra âm thầm, không có triệu chứng rõ ràng cho đến khi ai đó đo nhiệt độ bề mặt hoặc phát hiện hơi nước ngưng tụ chảy xuống thanh dọc khung cửa vào tháng Giêng.
Đó là điều hữu ích nhất cần hiểu trước khi đưa ra bất kỳ thông số kỹ thuật nào. Kính thu hút sự chú ý vì nó chiếm phần lớn diện tích nhìn thấy được. Khung, thanh đệm và cạnh tấm kính là những nơi thường làm giảm hiệu suất của kính.
Bài viết này sẽ hướng dẫn toàn bộ quy trình lắp ráp theo trình tự quan trọng nhất. PRANCE là nhà sản xuất... hệ thống vách kính với các thanh nhôm cách nhiệt.
Hệ số U của tường rèm thực chất đo lường điều gì?
Hệ số truyền nhiệt, được biểu thị bằng giá trị U tính bằng W/m²K, hoặc hệ số U tính bằng Btu/hr·ft²·°F theo cách dùng ở Bắc Mỹ. Giá trị càng thấp càng tốt.
Con số quan trọng là giá trị lắp ráp, chứ không phải giá trị kính, và hai giá trị này khác nhau đáng kể.
Hệ số truyền nhiệt U tại tâm kính: chỉ tính riêng phần kính, không tính đến các cạnh và khung.
Hệ số truyền nhiệt U ở mép kính: dải rộng 63 mm xung quanh chu vi nơi lớp đệm dẫn nhiệt.
Giá trị U của khung: biên dạng của thanh dọc và thanh ngang
Hệ số U tổng thể của cụm lắp ráp, Ucw: cả ba đều được tính trọng số theo diện tích, đây là điều mà tiêu chuẩn kiểm tra.
Một bộ kính hai lớp với lớp phủ mềm Low-E và khí argon có thể đạt hệ số truyền nhiệt U ở giữa kính gần 1,1 W/m²K. Nếu đặt trong khung nhôm liền mạch, hệ số truyền nhiệt có thể đạt trên 3,0 W/m²K, tương đương với hiệu suất của kính đơn lớp trên phần lớn mặt tiền.
Tại châu Âu, EN 13830 là tiêu chuẩn sản phẩm dành cho hệ thống vách kính mặt dựng và EN ISO 12631 quy định về tính toán hệ số truyền nhiệt. Tại Bắc Mỹ, NFRC 100 quy định phương pháp đánh giá và ASHRAE 90.1 đặt ra các giới hạn bắt buộc theo từng vùng khí hậu.
Thiết kế vách kính cách nhiệt
Thanh cách nhiệt là một lớp vật liệu cách nhiệt ngăn cách lớp nhôm bên ngoài với lớp nhôm bên trong, làm gián đoạn đường dẫn nhiệt xuyên qua cấu kiện.
Chất liệu và chiều sâu
Polyamide 6.6 được gia cường bằng khoảng 25% sợi thủy tinh là vật liệu tiêu chuẩn trong các hệ thống thương mại. Độ dẫn nhiệt của nó vào khoảng 0,3 W/mK so với khoảng 160 W/mK của nhôm, đó chính là điểm mấu chốt.
Độ sâu là yếu tố quyết định hiệu suất hơn bất cứ điều gì khác về cú đánh bóng:
14 đến 18 mm: hệ thống cách nhiệt cơ bản, khí hậu ôn hòa
20 đến 28 mm: hiệu suất thương mại tiêu chuẩn
30 đến 40 mm trở lên: hệ thống hiệu suất cao và hướng đến nhà thụ động
Vách ngăn nhiều khoang với lớp mút cách nhiệt: sản phẩm cao cấp nhất.
Việc tăng gấp đôi độ sâu khe hở không làm tăng gấp đôi hiệu suất, nhưng trên một mặt tiền có kích thước bất kỳ, sự khác biệt giữa khe hở 18 mm và 34 mm sẽ thể hiện rõ ở cả giá trị U của hệ thống và nhiệt độ bề mặt bên trong.
Tại sao nhiệt độ bề mặt bên trong lại quan trọng?
Hệ số U là một chỉ số năng lượng. Ngưng tụ là vấn đề về nhiệt độ bề mặt, và chúng không phải là cùng một vấn đề.
Hệ số kháng ngưng tụ, được đo theo tiêu chuẩn AAMA 1503, và hệ số nhiệt độ fRsi được sử dụng trong thực tiễn châu Âu đều mô tả mức độ lạnh của bề mặt bên trong ấm nhất vào một ngày lạnh. Khi nhiệt độ bề mặt giảm xuống dưới điểm sương bên trong, nước sẽ hình thành bất kể giá trị U trên lý thuyết tốt đến đâu.
Giữ cho bề mặt bên trong luôn ở trên điểm ngưng tụ. Đây là yêu cầu kiểm soát trong các vùng khí hậu chủ yếu cần sưởi ấm, và nó thường dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn hơn so với chỉ dựa trên tính toán năng lượng.
Sự tích tụ lớp kính
Kính vẫn chiếm khoảng 70% đến 80% diện tích của một bức tường rèm điển hình, vì vậy nó chịu trọng lượng đáng kể mặc dù khung là nơi tập trung các lỗi.
Bốn biến số, theo thứ tự ảnh hưởng gần đúng trên mỗi đơn vị chi phí:
Lớp phủ Low-E: lớp phủ mềm được tạo ra bằng phương pháp lắng đọng chân không giúp giảm đáng kể sự truyền nhiệt bức xạ và là nâng cấp có giá trị cao nhất.
Khí trong khoang: Khí argon với nồng độ 90% giúp cải thiện hiệu suất ở trung tâm tấm kính so với không khí với chi phí không đáng kể.
Chiều rộng khoang: khoảng 12 đến 16 mm là tối ưu thực tế cho argon, khoang rộng hơn sẽ không mang lại nhiều lợi ích và khoang hẹp hơn sẽ làm giảm đáng kể.
Số lượng lớp kính: Kính ba lớp giúp cải thiện đáng kể hệ số truyền nhiệt U nhưng làm tăng trọng lượng, chi phí và độ dày của khung.
Vị trí lớp phủ cũng quan trọng như loại lớp phủ. Việc đánh số bề mặt được thực hiện từ ngoài vào trong, vì vậy trong một bộ kính hai lớp, bề mặt 1 là mặt ngoài của tấm kính ngoài và bề mặt 4 là mặt trong của tấm kính trong.
Ở những vùng khí hậu chủ yếu lạnh, lớp phủ thường nằm trên bề mặt 2, ngăn chặn năng lượng mặt trời trước khi nó đi vào khoang. Ở những vùng khí hậu chủ yếu nóng, bề mặt 3 thường được sử dụng, giúp giữ nhiệt bên trong. Cách kính phủ lớp kiểm soát sự hấp thụ năng lượng mặt trời Bài viết này trình bày chi tiết về sự lựa chọn đó.
Miếng đệm cạnh ấm
Đây là bộ phận bị bỏ qua nhiều nhất trong quá trình lắp ráp, và cũng là một trong những bộ phận có chi phí nâng cấp thấp nhất.
Thanh đệm nhôm thông thường chạy dọc toàn bộ chu vi của mỗi ô kính, dẫn nhiệt trực tiếp giữa các tấm kính đúng tại điểm mà khung đã yếu. Trên một mặt tiền có nhiều ô kính nhỏ, dải viền này chiếm một tỷ lệ đáng kể trong tổng diện tích.
Các miếng đệm cách nhiệt bằng thép không gỉ, nhựa nhiệt dẻo hoặc vật liệu composite làm giảm đáng kể sự dẫn nhiệt. Sự cải thiện về giá trị U tổng thể của toàn bộ hệ thống là khiêm tốn đối với thiết bị lớn và đáng kể đối với thiết bị nhỏ, và tác động đến nhiệt độ bề mặt cạnh bên trong lớn hơn tác động đến con số chính.
Để kiểm soát hiện tượng ngưng tụ hơi nước, việc nâng cấp bằng miếng đệm thường mang lại hiệu quả cao hơn so với chi phí tương đương cho việc thay kính.
Cầu nhiệt ở khu vực biên của tường rèm
Một hệ thống vách kính mặt dựng được thiết kế hoàn hảo vẫn có thể hoạt động kém hiệu quả nếu các mối nối bị sai, và các mối nối thường nằm ngoài phạm vi trách nhiệm của nhà cung cấp hệ thống hơn bất kỳ ai dự tính.
Ba đoạn cầu nối lặp đi lặp lại:
Mép sàn. Tại vị trí sàn bê tông tiếp giáp với tường rèm, bê tông nằm sát mép ngoài. Nếu không có sự liên tục của lớp cách nhiệt, sàn bê tông sẽ trở thành một lớp dẫn nhiệt ra ngoài dọc theo toàn bộ chiều dài của nó.
Neo và giá đỡ. Các neo thép cố định các thanh dọc vào kết cấu xuyên qua lớp cách nhiệt. Các giá đỡ cách nhiệt hoặc các tấm đệm cách nhiệt kết cấu giải quyết vấn đề này.
Vùng vách ngăn. Các khu vực vách ngăn mờ giữa các tầng thường chứa vật liệu cách nhiệt không liên tục ở các cạnh, hoặc các tấm chắn phía sau không được bịt kín, cho phép không khí lưu thông phía sau lớp cách nhiệt, làm giảm hiệu quả của nó.
Các điểm nối này cần được thể hiện trên bản vẽ chi tiết phối hợp ngay từ đầu. Việc giải quyết chúng sau khi thiết kế mặt tiền thường đồng nghĩa với sự thỏa hiệp hơn là sửa chữa.
Vùng mái vòm và vùng mờ đục
Các khu vực ốp tường có thể cách nhiệt tốt hơn nhiều so với các khu vực có tầm nhìn, và cơ hội đó thường bị bỏ phí.
Cấu trúc vách ốp điển hình bao gồm kính hoặc tấm kim loại bên ngoài, một lớp không khí, lớp cách nhiệt bằng len khoáng, tấm ốp phía sau và lớp hoàn thiện bên trong. Nếu làm tốt, nó đạt được hệ số truyền nhiệt U thấp hơn nhiều so với kính thông thường. Nếu làm kém, với các khe hở trong lớp cách nhiệt hoặc tấm ốp phía sau không được bịt kín, hiệu suất của nó gần bằng với kính thông thường mà nó được thiết kế để cải thiện.
Ở những khu vực có diện tích không trong suốt lớn, việc nâng cấp lớp cách nhiệt vách ngăn thường rẻ hơn trên mỗi đơn vị cải thiện so với việc nâng cấp kính. Hơn nữa, nó không nhìn thấy được, đó là lý do tại sao nó thường bị loại bỏ trong quá trình thiết kế để tiết kiệm chi phí.
Giá trị mục tiêu theo khí hậu
|
|---|
Các phạm vi chỉ mang tính chất tham khảo. Yêu cầu thực tế được quy định bởi bộ luật năng lượng hiện hành, bộ luật này thay đổi tùy theo khu vực pháp lý và loại hình công trình.
Ở những vùng chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi quá trình làm mát, giá trị U hiếm khi là yếu tố ràng buộc. Hệ số hấp thụ nhiệt mặt trời mới là yếu tố quyết định. đặc tả khả năng chống lại tải trọng mặt trời cực đoan Nó tuân theo một logic khác so với công việc ở vùng khí hậu lạnh.
Độ kín khí là một phần của hiệu suất cách nhiệt.
Nhiệt lượng truyền qua khe hở không khí không được tính vào hệ số U, và trên mặt tiền không được bịt kín tốt, nó có thể vượt quá tổn thất do dẫn nhiệt.
Khả năng thấm khí của tường rèm được kiểm tra theo tiêu chuẩn ASTM E283 ở Bắc Mỹ và EN 12152 ở châu Âu. Chất lượng gioăng, các mối nối góc và tính toàn vẹn của khoang chắn mưa cân bằng áp suất đều góp phần vào điều này, và tay nghề thi công cũng quan trọng không kém gì thông số kỹ thuật.
Độ kín khí cũng tương tác với hiện tượng ngưng tụ. Không khí ấm bên trong rò rỉ vào khoang lạnh sẽ làm đọng hơi ẩm bên trong cụm chi tiết mà không ai nhìn thấy cho đến khi nó bị ố hoặc ăn mòn.
Ngân sách được sử dụng hiệu quả nhất ở đâu?
Xếp hạng gần đúng theo mức độ cải thiện trên mỗi đơn vị chi phí dành cho một mặt tiền thương mại điển hình.
Lớp phủ Low-E mềm trên bề mặt phù hợp. Mang lại lợi tức đầu tư cao nhất so với bất kỳ lựa chọn kính đơn nào khác.
Bơm khí Argon. Chi phí tối thiểu, lợi ích có thể đo lường được.
Miếng đệm cách nhiệt mép. Chi phí thấp, hiệu quả đáng kể trong việc giảm nhiệt độ và ngưng tụ hơi nước ở mép.
Lớp cách nhiệt sâu hơn. Chi phí vừa phải, hiệu quả đáng kể đối với cả hệ số truyền nhiệt U và nhiệt độ bề mặt.
Đảm bảo tính liên tục của lớp cách nhiệt vách ngăn. Chi phí thấp trên mỗi đơn vị cải thiện khi diện tích không trong suốt lớn.
Kính ba lớp. Cải tiến lớn, chi phí lớn, và ảnh hưởng dây chuyền đến độ dày, trọng lượng và việc lắp đặt khung cửa.
Việc nâng cấp hệ thống tản nhiệt sẽ làm tăng chi phí bao nhiêu? Bài viết này trình bày cách những lựa chọn đó tác động đến tỷ lệ thay đổi mặt tiền.
Câu hỏi thường gặp
1. Khung hay kính đóng vai trò quan trọng hơn đối với hiệu suất cách nhiệt của vách kính?
Cả hai đều có ưu điểm, nhưng khung là nơi thường làm giảm hiệu suất. Nhôm dẫn nhiệt tốt hơn nhiều so với khí trong một bộ kính kín, vì vậy một bộ kính chất lượng cao trong khung không có lớp cách nhiệt đầy đủ có thể tạo ra hệ số truyền nhiệt U gần bằng kính đơn lớp trên phần lớn mặt tiền.
2. Độ sâu của lớp cách nhiệt trên tường rèm nên là bao nhiêu?
Thông thường, khe hở giữa ống và mặt trời là từ 20 đến 28 mm cho hiệu suất thương mại tiêu chuẩn, tăng lên 30 đến 40 mm trở lên đối với các hệ thống hiệu suất cao. Các hệ thống cơ bản với khe hở từ 14 đến 18 mm phù hợp với khí hậu ôn hòa. Ở vùng khí hậu lạnh, việc kiểm soát ngưng tụ hơi nước chứ không phải tính toán năng lượng thường quyết định khe hở sâu hơn.
3. Có nên lựa chọn kính ba lớp cho tường rèm không?
Đôi khi, và chủ yếu ở những vùng khí hậu lạnh. Nó cải thiện đáng kể hệ số truyền nhiệt U nhưng làm tăng trọng lượng, chi phí và độ dày khung, và những ảnh hưởng dây chuyền đến việc xử lý và cấu trúc là có thật. Ở những vùng cần làm mát nhiều, thường thì nên đầu tư vào lớp phủ kiểm soát năng lượng mặt trời hơn là lắp thêm tấm kính thứ ba.
4. Nguyên nhân nào gây ra hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên tường kính?
Nhiệt độ bề mặt bên trong giảm xuống dưới điểm ngưng tụ bên trong, đây là vấn đề về nhiệt độ bề mặt chứ không phải vấn đề năng lượng. Các miếng đệm nhôm, các khe hở nhiệt nông và cầu nhiệt ở mép và neo tấm là những nguyên nhân thường gặp, và các miếng đệm cách nhiệt mép nóng giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả về chi phí.
5. Hiện tượng rò rỉ khí có ảnh hưởng đến hiệu suất tản nhiệt không?
Đúng vậy, và nó hoàn toàn không được tính vào giá trị U. Nhiệt lượng do không khí rò rỉ có thể vượt quá tổn thất dẫn nhiệt trên mặt tiền bịt kín kém, và không khí ấm bên trong rò rỉ vào các khoang lạnh cũng làm tích tụ hơi ẩm bên trong cấu trúc nơi mà hư hỏng bị che khuất.
Cải thiện toàn bộ quá trình hội họp
Hãy xem hệ thống tường rèm như một hệ thống cách nhiệt thống nhất chứ không phải chỉ là một lớp kính với khung bao quanh. Xác định độ sâu của lớp cách nhiệt dựa trên điều kiện khí hậu và nguy cơ ngưng tụ hơi nước. Áp dụng lớp phủ Low-E lên bề mặt phù hợp với điều kiện khí hậu. Nâng cấp thanh giằng. Giải quyết vấn đề mép sàn, các neo và lớp cách nhiệt vách ngăn trên một bản vẽ chi tiết đồng bộ.
Hãy thực hiện những điều đó và việc lựa chọn thông số kỹ thuật kính sẽ trở thành quyết định cuối cùng chứ không phải là quyết định đầu tiên.
PRANCE sản xuất hệ thống vách kính nhôm cách nhiệt và hệ thống cửa sổ và cửa ra vào Với hỗ trợ mô hình hóa nhiệt và bản vẽ thi công chuyên biệt cho từng dự án. Gửi cho chúng tôi bản vẽ mặt cắt, dữ liệu khí hậu và giá trị U mục tiêu. yêu cầu đánh giá nhiệt .