01、自然環境中有哪些熱能形式?各有什麼特點?


自然環境中與玻璃節能有關的熱能有兩種形式:太陽輻射、遠紅外熱輻射。

太陽輻射僅來自室外,其中除了可見光外還包含大量的紅外線熱輻射,對玻璃而言,在透光的同時太陽熱輻射也會隨之透過並進人室內,夏季這部分熱量會消耗空調的電力,冬季這部分熱量有助於室內採暖。是否需要限制它以及限制多少合適與建築物所在的氣候區域和使用功能有關,建築節能設計標準會給出規定。

遠紅外熱輻射一般是指波長大於2500nm的輻射,有溫度的物體都會向外發出熱輻射,溫度越高發出的熱輻射越強人體感受越熱。室內、室外都存在著遠紅外熱輻射,但不同季節裡室內、室外存在的遠紅外熱輻射量值差異非常大。




02、室外的遠紅外熱輻射來自哪裡?


   室外環境中的遠紅外熱輻射間接來自太陽,太陽照射大氣、地面、道路、建築物後被吸收並使其溫度
   升高成為熱輻射源,再散發出來的熱輻射的波長遠大於太陽輻射的波長範圍。通俗地說吃進去再吐出
   來性質就變了,吃進去的能量波長短,吐出來的能量波長變長,已經不是原來的形式了。夏季它是除
   太陽外來自室外的另一個主要熱源。




03、室內的遠紅外熱輻射與室外比哪個更強?


室內的遠紅外熱輻射是由暖氣、人體、家用電器等熱源產生的。冬季室外溫度遠低於室內,室外環境中的遠紅外熱輻射非常微弱,與室內相比幾乎可以忽略,此時保持室內的熱能不外洩是節能的主要目標。

夏季室內的遠紅外熱輻射由家用電器、人體、吸收太陽照射能量和環境熱量的家具及牆壁等發出,通常情況下室外的遠紅外熱輻射遠遠強於室內,阻擋室外的遠紅外熱輻射進人室內是節能的主要目標。

季節不同遠紅外熱輻射傳遞的方向(向內或向外)也隨之變化,但是無論什麼季節限制遠紅外熱輻射透過玻璃傳遞都是節能的根本目標。




04、遠紅外熱輻射是如何透過玻璃的?


   圖2是普通6mm 透明玻璃的光譜透射率曲線,曲線在波長2900nm~4500nm區間非常低,表明該波
   段紅外輻射的透過率很低;而在波長>4500nm之後的區域曲線為零,則表明長波熱輻射不能直接透
   過普通玻璃。那麼遠紅外熱輻射又是怎樣透過玻璃的呢?

   實際上普通玻璃幾乎全部吸收了波長>4500nm紅外熱輻射,絕大部分地吸收了波長2900nm~4500nm
   區間的熱輻射,吸收這些輻射能量後玻璃溫度升高成為輻射源,並再次向玻璃兩側散發(輻射)出熱
   量,因此這部分熱量最終還是部分透過了玻璃,只不過是以先吸收再輻射的方式透過玻璃的。

   對比圖1、圖2可以看出,普通透明玻璃在波長範圍300nm~2900nm區間具有高達80%以上的透射率
   ,而這個區間恰好完全覆蓋了太陽輻射的波長范圍300nm~2500nm,這說明太陽輻射幾乎可以不受限
   制地過。普通透明玻璃的特性決定了它既不能降低溫差傳熱也不能限制太陽熱量透過,因此透明玻璃
   是完全不具有節能性的建築材料。




05、太陽輻射中包含哪些能量?


   太陽輻射(也稱太陽光、陽光)包含三部分輻射能量:紫外線、可見光、紅外線輻射能量。

   ⧓紫外線輻射,波長 280nm~400nm 能量約佔太陽輻射總能量的 3%,其特點是人眼不可見、 長時
   間照射會灼傷皮膚、具有殺菌作用,會使高分子化合物降解等。穿透力最強,可達真皮層使皮膚曬
   黑,對皮膚的傷害性最大。特別是皮膚鬆馳、失去彈性、黑色素沉澱。

   ⧓可見光,波長400nm~780nm,能量約佔太陽輻射總能量的47%。其特點是人眼可見,但不是熱量
   的主要載體,不同波長的可見光具有不同的顏色,從長波到短波依次呈現出紅、橙、黃、綠、藍
   、靛、紫色。鍍膜玻璃呈現出不同的顏色正是利用了光的干涉技術使反射光的波長不同實現的。


   ⧓紅外輻射,波長780nm~2500nm,能量約佔太陽輻射總能量的50%,其特點是人眼不可見但熱感
   強烈,是太陽熱能的主要載體、影響建築節能的主要因素。


   總之,太陽光中的光能和熱能約各佔一半,紫外線能量與節能毫無相關。





建築環境熱能 Q&A

©2019 senguan tech. Proudly created with jiezi.