全方位解讀——建築窗膜

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在各類擁有幾百甚至上千年曆史的建築材料中,窗膜顯得如此年輕,從1966年美國3M公司發布第一個窗膜專利算起,至今也不過51年。


而就是這短短半個世紀的時間,窗膜便從零發展成了一個僅在中國就擁有上千億元市場的建築産品,它究竟有何能耐?


下面就以一款市場在售的節能窗膜A爲例。通過實驗數據說說窗膜能做什麽?


簡單來說窗膜的功能集中在節能與安全兩點。



一.節能


早期的節能膜僅能通過隔熱功能(隔斷太陽熱能)減少夏天的燥熱和制冷負荷,但近幾年推出的新品窗膜加強了隔熱性能,有助于冬天保溫并降低制熱負荷。


根據日本建築材料和房屋設備産業聯合會的研究顯示,建築物中的熱量通常主要從窗戶和其他開口進出,其比例在夏、冬兩季分别高達71%和48%,如下圖所示——


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因此,玻璃處的隔熱能力,對于整體房屋的節能至關重要。


窗膜的一大功能就體現在這,能在夏天隔離太陽能熱量,防止熱量進入室内,以此提高空調效率,而且在冬天還能減少熱量從窗戶散失。因此,不論冬夏季,均可保持舒适的室内溫度。


在使用窗膜A産品後,經過統計在夏季可以減少50%的熱量,而在冬季可以減少35%的熱損失,如下圖所示——


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如果比較從室外進入室内,照射在窗前桌面上的太陽能熱量,就可發現存在大約 8°C 的溫差。窗膜産品不僅能隔斷太陽能熱量,還能防止其進入室内,即使在夏天也能确保窗戶附近涼爽,提高舒适度。


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夏季進行的隔熱實驗:從窗戶進入室内的陽光熱量差别


爲了觀測從窗戶散失的熱量,可使用一個熱相機從室外監測窗戶上的表面溫度。


未貼膜時,因爲熱量從玻璃上散失,所以此種情況下記錄的溫度較高。


但另一方面,當玻璃上貼有窗膜産品時,溫度較低,原因是窗膜阻止了散熱。


4.png冬季進行的隔熱實驗:從窗戶流失的熱量差别


我們的手掌溫熱,能發射出遠紅外線,但是玻璃(未貼膜)不會發射出遠紅外線(圖 B)。


相反的是,窗膜産品A就像一面鏡子一樣,會發射出遠紅外線,可防止熱量散失到室外,保持室内溫度(圖 A)。


5.png冬季進行的隔熱實驗:從窗戶流失的熱量差别


6.png預測熱舒适指标 (PMV)(熱環境舒适度的評價指标)的比較性實驗


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從經濟效益角度——在一項電費模拟中,将薄膜産品A貼在單層平闆玻璃上,結果顯示夏天的節能效果達 42%,冬天達 35%。


在一個擁有300㎡玻璃的空間裏一年可節約用電11906度,按照我國國内約0.6元一度的電費,一年可節約能源費7100元左右。


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此外,日本一企業在一實體辦公樓内做了貼膜前後每月耗電量的對比,結果顯示同一建築貼膜工作後,空調的耗電量降低了 30-40%。

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*由于氣候影響,有些月份的耗能量會增加。



二.安全


安全則是窗膜的另一大功能,主要體現在物理防護和紫外線防護。


以下是重物撞擊和層間位移實驗,測試結果證明在貼窗膜後可确保增加安全性,原因是一旦因撞擊或地震和台風等災害使玻璃破碎,玻璃碎片不會散落。


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窗膜作用示意圖


紫外線泛指波長小于400nm的光線,紫外線對于人體的傷害已被大家熟知,夏天出門人們已經習慣打傘、塗抹防曬霜等來隔離紫外線,保護自己,那麽在家裏呢?


目前在售的窗膜産品在阻隔紫外線方面都有出色的表現,普遍可以達到95%以上。

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紫外線透射對比實驗


利用暴露在紫外線下可改變顔色的玻璃粉,對透過窗戶玻璃的紫外線強度進行了比較。


由于窗戶玻璃不能阻擋紫外線,玻璃粉一旦接觸到紫外線就會改變顔色。相反,因爲 PX-7060S 減少了 99% 的紫外線,玻璃粉的顔色保持不變,因此證明了此款産品可有效隔斷紫外線。


從目前的建築發展趨勢來看,綠色化、節能化、幕牆化正成爲主流,在此背景下玻璃窗膜這一年輕的建築材料大有可爲。


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