Documents

A Reviewofconventional

Description
xxx
Categories
Published
of 21
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Related Documents
Share
Transcript
  Clădirile consumă cantități enorme de energie în întreaga lume pentru a menține temperatura internă.    În mod special, consumul de energie al clădirilor rezidențiale și comerciale din țările dezvoltate continuă să crească mai rapid, mărturisind sumele care variază de la   20% până la 40%, iar numărul a depășit consumul de energie necesar în sectorul transporturilor și cel industrial [1]. Datorită diferenței considerabile dintre coeficientul de transfer al căldurii ferestrei și alte materiale de construcție, o cantitate mare de energie este disipată.  De exemplu, într- o casă cu două etaje, unde 30% din pereți sunt acoperite cu ferestre, până la 60% din energie se pierde prin aceste ferestre [2].  În Statele Unite, Oficiul Federal pentru Eficiența Energiei a estimat că pierderile de căldură cu 10 -25% se datorează ferestrelor pentru clădiri rezidențiale [3].   Pierderea de căldură prin geamurile din nordul Chinei este aproximată ca fiind de 40 -50% din sarcina de  încălzire de iarnă [4].   În plus, iluminatul artificial re prezintă 14% din consumul de energie electrică în Uniunea Europeană și 19% din consumul de energie electrică în întreaga lume [5].   O cantitate considerabilă din aceste pierderi de energie și de utilizare poate fi eliminată prin utilizarea tehnologiilor îmb unătățite de geamuri și ferestre.   Ferestrele sunt direct legate de confortul termic, de lumină și de sănătatea pielii [6], în plus, oferă viziune, ventilație aeriană, confort acustic [7] și protecție fotografică [8] și au efecte biopsihologice [9].   Există,   de asemenea, o tendință crescătoare în utilizarea lor ca fațade ale clădirilor. Aceste roluri esențiale vitale ale ferestrelor necesită proiectarea și selecția lor din mai multe aspecte, în special utilizarea energiei și confortul vizual.    În comparație cu   pereții izolați, un transfer de căldură din sticlă nevăzută poate fi de sută de ori mai mare [10], prin urmare diferite sisteme, cum ar fi jaluzele interne sau externe [11] Unelte [16], filme [17] și geamuri multiple [18], sisteme de umbrire selectivă unghiulară [15], acoperiri diferite [16] Sunt utilizate pentru a reduce transferul de căldură și pentru a controla lumina solară.   Odată cu dezvoltarea diverselor tehnologii pentru ferestre, este esențială recunoașterea proprietăților și a caracteristicilor ac estora în comparație cu tipurile de ferestre mai convenționale pentru a le folosi în diferite climate pentru a spori economia de energie și pentru a îmbunătăți confortul mediului de viață.   La început, această lucrare acoperă definițiile de bază și fereastra ideală, urmată de discutarea mai multor pahare și acoperiri de geamuri convenționale, inclusiv sticlă colorată, sticlă reflectorizantă,    Straturi de acoperire cu emisie scăzută (E), geamuri cu mai multe panouri.   În plus, tehnicile de depunere cu strat sc ăzut de E și detaliile de procesare sunt investigate pentru diferite materiale. Sunt cercetate tehnologii avansate, inclusiv aerogel, fotochrom și fotovoltaic. În partea următoare, tehnologiile inteligente, inclusiv cele active și pasive, sunt studiate pe scară largă.   Tehnicile de depunere și materialele utilizate pentru fabricarea acoperirilor termochromice sunt discutate. Diferitele avantaje funcționale ale tehnologiilor menționate mai sus sunt recapitate și comparate, utilizarea potențială a tehnologiilo r investigate este re- capitulată pentru climatele reci, temperate și calde. Un factor pivot care împiedică intrarea pe piață a noilor tehnologii și care au aplicații practice este lipsa unei tehnici de fabricare industrială scalabilă.   La sfârșitul acestei lucrări, tehnicile principale de depunere adecvate pentru acoperirea comercială sunt comparate cu privire la avantajele lor funcționale.   2. Fereastră ideală   Atunci când raza soarelui ajunge la materialul de geam, acesta este fie transmită, reflectată, fie absorbită de geam, în funcție de proprietățile sale optice.   Radiația soarelui constă în radiație vizibilă și invizibilă și pe un spectru larg de lungimi de undă. Energia solară este distribuită în mod diferit între aceste spectre.   Așa cum se poate vedea în   Fig. 1, distribuția energiei solare este diferită pentru diferite lungimi de undă [19]. Energia solară din spectrul solar invizibil cuprinde mai mult de 50% din energia solară [20].   Controlul spectrului solar invizibil folosind diferite materiale de geam și acoperirile pot juca un rol semnificativ în construirea economiilor de energie. Trei parametri cheie sunt utilizați pentru a evalua performanțele și caracteristicile geamurilor și ferestrelor. Coeficientul total de transfer de căldură (U), transmitanța vizibilă (Tv), coeficientul de căldură solară (SHGC) și emisivitatea.   Tv este un factor pentru vizibilitatea materialului de geam [21] și reprezintă porțiunea de lumină vizibilă care trece prin fereastră [22].   SHGC este măsura energiei termice solare transmisă direct sau indirect (absorbită și apoi transmisă spre interior) și variază de la 0 la 1 pentru care valoarea mai mare înseamnă căldura solară superioară transmisă [23].     În cele d in urmă, U indică pierderea de căldură a ferestrei generate de diferența de temperatură din mediul interior și exterior [24]. Tabelul 1 captează proprietățile ferestrei sugerate pentru trei climate [25]. Windows ar trebui să aibă proprietăți diferite pentr u diferitele climate. Fereastra ideală pentru clima caldă este o fereastră care reflectă toată radiația infraroșie (inclusiv din soare și mediu) și UV,   Permite ca toată lumina vizibilă să intre și este complet transparentă pentru radiația infraroșie din interior.  În cazul climatului rece, fereastra ideală permite o lungime de undă de radiație din afara, cu excepția razelor UV, și reflectă toate radiațiile din interior [26].    În plus, pentru fereastra ideală, coeficientul global de transfer de căldură ar trebui să fie zero pentru toate climatele. Fereastra ideală este ilustrată în Fig. 2 [26].    În practică, fereastra ideală cu proprietățile dorite este dificil de realizat; Cu toate acestea, există anumite cerințe specifice privind proprietățile pentru diferitele zone climatice, astfel cum sunt prevăzute  în tabelul 1, care sunt realizabile. 3. Materiale și acoperiri convenționale pentru geamuri    În această parte sunt investigate materialele și straturile de acoperire convenționale ale geamurilor. Sticla transpare ntă, sticla colorată, straturile cu emisie scăzută și geamurile cu mai multe panouri sunt discutate în secțiunile următoare.   Sunt discutate schemele de prelucrare detaliate, materialele și cercetările de ultimă oră privind straturile de emisie scăzută.  3. 1. Sticlă de sodă - sodă   Sticla este un material anorganic cu o structură amorfă și non - cristalină care rezultă din fuziunea silicei cu un oxid bazic [27]. Sticla de sodă - sodă este produsă prin procesul plutitor [28].   Această sticlă este compusă în principal  din 71-75% în greutate silice SiO2, 12-16% Na2O de oxid de sodiu din Na2CO3 cunoscut ca soda și 10 - 15% CaO de var și o cantitate mică de alte materiale care sunt utilizate pentru adăugarea de proprietăți speciale Cum ar fi colorarea [29]. Acest geam poate  fi  îmbunătățit și cu acoperiri funcționale. Fig. 3 prezintă o ilustrare schematică a procesului plutitor [30].    Transmitanța sticlei transparente pentru spectrul vizibil și infraroșu (NIR) este de aproximativ 0,75 -0,90 la grosimea de 4 mm [31]. Transmitere a înaltă a energiei solare are ca rezultat creșterea câștigului de căldură al clădirilor, ceea ce nu este de dorit pentru regiunile climatice calde și calde. Tabelul 2 prezintă transmisia vizibilă și SHGC pentru o sticlă flotată cu conținut scăzut de fier comercial [32]. Rețineți că conținutul scăzut de fier crește transmisia vizibilă a sticlei flotate.   3.2. Sticlă colorată   Sticla colorată este o sticlă transparentă cu câteva componente metalice adăugate în timpul procesului plutitor. Raportul acestor color anți metalici [33] afectează culoarea și proprietățile optice ale sticlei [34].   Geamurile colorate reduc transmitanța solară reducând în același timp vizibilitatea și culoarea. În plus, se încălzește și rearanjează căldura din interior. Mai multe pahare co lorate sunt prezentate în Fig. 4 [35]. Anumiți coloranți metalici și culoarea lor sunt prezentate în tabelul 3 [36].   Transmisia vizibilă depinde de culoarea și grosimea sticlei. De obicei, grosimea medie este de aproximativ 0,50 cm [36]. 3.3. Acoperiri cu emisie scăzută și control solar   Emisivitatea este căldura radiată de un material relativ la un corp negru (emisivitatea caroseriei negre este 1). Valoarea emisivității variază de la 0 la 1   După absorbția energiei solare de către sticlă, temperatura sa crește în consecință, iar sticla va schimba căldura cu mediul înconjurător.  Sticla poate reda temperatura in interiorul cladirii si poate afecta temperatura cladirii. Acest schimb de căldură nedorit poate fi evitat folosind straturi cu emisie redusă (low -E).  În plus, acoperirile cu conținut scăzut de E sunt selectiv din punct de vedere spectral.   Aceasta înseamnă că proprietățile lor optice sunt adaptate pentru a avea o reflexie ridicată în regiunea infraroșie (lungime de undă 3 - 50 μm) și transmisie ridicată a luminii vizibile, menținând emisivitatea foarte scăzută.   Fig. 5 ilustrează schematic o fereastră cu un strat selectiv spectral.  Acoperirile Low- E minimizează pierderile de căldură prin reflectarea energiei termice din spate care are forma unei lungimi de u ndă cu lungime de undă înapoiată într - o clădire și prinde căldura din interior.   Acest lucru este favorabil condițiilor de temperatură scăzută în cazul în care este necesar un câștig solar ridicat, în timp ce pierderea de căldură internă ar trebui să fie redusă la minimum.  Un alt grup de acoperiri selective din punct de vedere spectral este acoperirile de control solar. Acoperirile de control solar reflectă radiația NIR (lungime de undă 0,78 - 2,5 μm) în special,  
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks