宝泰隔热条小课堂—中空玻璃K值与U值,到底谁高谁低?

K值和U值、g值和SHGC值的那些事儿一文对K值和U值的来龙去脉及使用建议提出看法,但并未定量明确K值和U值差异;中空玻璃K值与U值,到底谁高谁低呢?

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背景

近期又有朋友咨询,听说中国K值比欧洲U值要高出0.2,欧洲U值0.8的窗到国内就变成了1.0,这个是正确的么,有没有相关数据支撑这个说法?

笔者曾经撰写K值和U值、g值和SHGC值的那些事儿一文,结论如下:

K值和U值都是传热系数,区别在于符号和计算边界不同,本质上是国内建筑节能标准体系与国际建筑节能标准体系的矛盾。

两个指标涉及建筑设计、产品、检测/计算、工程应用等标准规范,极易造成混乱,尤其是用国外检测认证报告在与国内客户沟通时,常被问到这个问题。

于是笔者研究总结了国内外不同边界条件,并模拟对比了典型中空玻璃的K/U值,整理成文。

那么,中空玻璃K/U值究竟差异多大呢?

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计算边界条件

中国门窗/玻璃K值计算标准为JGJ/T151,欧盟U值计算标准为EN673、ISO10292、EN6946、ISO15099,美国U值计算标准为NFRC100。

需要说明的是,按照中国标准JGJ/T151边界条件计算得到的U值,其实就是中国K值,因此下文统一用中国K值表达。

中欧美玻璃、门窗K/U值计算边界条件整理如下:

我们重点考虑冬季K/U值,因此仅考虑冬季边界条件。在冬季空气温度方面,中美较接近,中欧差异较大;表面换热系数(气流速度)方面,中欧美有一定差异。

这导致了中欧美中空玻璃K/U值计算结果不同。

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玻璃K/U值计算结果分析

为明确中空玻璃K/U值差异,选取典型玻璃构造如下:

(1)5+12(16)A+5

(2)5Low-E+12(16)A+5

(3)5Low-E+12(16)A+5+12(16)A+5

(4)5Low-E+12(16)Ar+5+12(16)Ar+5Low-E

间隔层厚度12mm时中空玻璃window软件K/U计算结果如下:

间隔层厚度16mm时中空玻璃window软件K/U计算结果如下:

可以看出,中空玻璃中国K值≈美国U值,中空玻璃中国K值和欧盟U值有一定差异:

5+12(16)A+5:中国K值欧盟U值

5Low-E+12(16)A+5:中国K值欧盟U值

5Low-E+12A+5+12A+5:中国K值≈欧盟U值

5Low-E+12Ar+5+12Ar+5Low-E:中国K值≈欧盟U值

5Low-E+16A+5+16A+5:中国K值欧盟U值

5Low-E+16Ar+5+16Ar+5Low-E:中国K值欧盟U值

可知,中空玻璃中国K值与美国U值接近;中国K值和欧盟U值差异与玻璃配置、间隔层厚度、气体种类等有关系,需要具体配置具体分析。

说到这里,顺便给大家推荐一个中空玻璃K/U值计算小程序吧。

计算界面如下:

笔者也计算了典型的超低能耗建筑用中空玻璃K/U值,结果如下:

同样地,中空玻璃中国K值与美国U值接近;中国K值和欧盟U值差异主要与间隔层厚度、填充气体种类有关,需要具体配置具体分析。

超低能耗建筑门窗常用玻璃配置5Low-E+16Ar+5+16Ar+5Low-E的中国K值要高于欧盟U值,而5Low-E+12Ar+5+12Ar+5Low-E的中国K值与欧盟U值基本一致。

需要说明的是,window软件和小程序计算原理有一定差异,同配置中空玻璃二者计算结果稍有不同。

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结论

K值和U值都是传热系数,用来表征门窗幕墙保温性能,衡量空气温差引起的热量传递强度;二者除符号不同外,主要是计算边界条件不同。

目前中国门窗/玻璃K值计算标准为JGJ/T151,欧盟U值计算标准为EN673、ISO10292、EN6946、ISO15099,美国U值计算标准为NFRC100。

中空玻璃的中国K值与美国U值接近;中国K值和欧盟U值差异与玻璃配置、间隔层厚度、气体种类等有关系,需要具体配置具体分析。

超低能耗建筑门窗常用玻璃配置5Low-E+16Ar+5+16Ar+5Low-E的中国K值要高于欧盟U值,而5Low-E+12Ar+5+12Ar+5Low-E的中国K值与欧盟U值基本一致。

也顺便给大家推荐一个中空玻璃K/U值计算小程序,可在手机上快速计算中空玻璃K/U值,部分中空玻璃计算结果也得到了同样结论。