玻璃占到阳光房的80%以上面积,阳光房玻璃如果选择不合适,采光的同时也在“采热”,冬冷夏热成为阳光房长期悬而未解的痛点。阳光房常用的中空玻璃局限性到底在哪?
阳光房分为立面玻璃和顶面玻璃,在立面应用时与门窗应用相近,然而在阳光房顶部水平或大角度倾斜安装时存在本质上的弊端。
中空玻璃的传热系数主要由传导、对流和辐射三部分组成。其中,间隔层内气体的对流换热是影响K值的关键因素。
首先,玻璃水平安装于阳光房顶时接受的太阳辐照量远大于立面垂直安装,中空腔内气体会大量蓄积热量,腔体温度升高(夏季高达70℃以上)造成玻璃内外两侧玻璃热对流及热传导加剧,阳光房内温度急剧升高。同时由于中空腔蓄热,往往室内侧玻璃表面温度较高,夏季达40℃以上。
其次,当中空玻璃非垂直安装时,中空玻璃表面和内部空腔的对流环境发生了改变,虽然氩气等惰性气体可降低对流换热,但角度变化对气体流动的影响仍占主导,中空玻璃的传热系数U值随倾斜角度而变化的趋势非常明显。
垂直安装时:气体层受重力作用形成稳定的层流,冷热空气分层明显,热对流较弱,热阻较高,传热系数较低。
水平安装时:气体层因重力作用形成垂直方向的对流(如冷热空气在玻璃上下表面循环),湍流增强,热交换更剧烈,导致对流换热系数显著增大,传热系数K值升高。
从表1可以看出,在水平安装于阳光房顶的状态下,单中空玻璃和三玻两腔中空玻璃的传热系数U值比竖直立面安装状态增加了41%和33%。 由于钛金属真空玻璃中间腔体为真空层,基本不存在气体热对流和热传导,因此不受安装角度影响U值始终为0.48W/m2·K,也不会存在气体蓄热造成的室内外换热及室内侧升温现象。
由于中空玻璃中空腔气体特性,造成了阳光房的不舒适性,因此在进行阳光房、天窗及采光顶设计选用时钛金属真空玻璃是一个理想方案。