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建筑师和制造商讨论玻璃和新的规范要求

热理论

建筑师和制造商讨论玻璃和新的规范要求

由CO建筑事务所设计的加州保利波莫纳学生服务大楼是玻璃响应可持续发展需求的一个最新例子。(Bill Timmerman/ CO Architects提供)

在过去的一年半里,包括纽约、马萨诸塞州和伊利诺伊州在内的几个州在某些领域的建筑中采用了2018年国际节能规范(IECC)的措施。一个请领先的制造商和建筑师描述该规范所要求的绝缘和太阳能性能基准玻璃在建筑立面上。下面,他们指出了满足这些要求和适应更节能的未来可能存在的困难。

帕特里夏·卡利的大头照
(Chad Ziemendorf/ BCJ提供)

帕特丽夏Culley
副校长,Bohlin Cywinski Jackson

实现能源效率的整体、综合设计策略通常是在提供设计灵活性的同时满足能源法规要求的最佳方法。在2018年IECC中,规定途径和ASHRAE 90.1-2016概述了玻璃组件的特定要求。然而,性能路径允许设计师衡量与建筑围护结构不透明部分相关的玻璃装配性能;这让设计师在满足设计美学的同时,有更多的创造力来满足性能要求。能量需求因气候区而异。在全国大部分地区(通常是3至6区),符合2018年IECC标准的窗户组件可能需要Low-E,充气双层玻璃,在热破碎框架内,带有温暖的边缘垫片。在寒冷的地区,如气候区8,三层玻璃可能是必要的,尽管在这个时候更具有挑战性的来源。

认识到节能的重要性,法规在未来可能会变得更加严格,制造商将需要继续提高产品性能。从设计的角度来看,希望玻璃框架系统、玻璃涂层、悬浮薄膜和捕获气体的热改进的新进展将实现更好的能源性能,同时保持高水平的透明度和中性色。随着被动和主动技术的改进,材料和制造技术的进步,玻璃幕墙可能会变得更加复杂,并通过集成方法实现更好的性能和成本效益。玻璃系统的改进可以结合主动和被动技术,先进的材料,如工程复合材料,相变材料和纳米技术。

伊凡·祖尼加的大头照
(礼貌Kawneer)

伊万·祖尼加
产品经理,Kawneer

在过去的几年里,Kawneer一直在使用先进的热断技术设计系统,如双浇注和脱桥系统,使用聚酰胺材料的更大的热断,以及引进我们的专利IsoPour热断。我们已经开始在中空玻璃单元中记录更高性能的玻璃(暖边间隔器),建筑师可以在他们的热性能计算中使用。与此同时,我们的Solector遮阳评估工具可在我们的网站上提供,以帮助建筑师选择正确的产品,以满足热和太阳能性能的要求。一些产品已经明确设计为标准双层中空玻璃单元和三层中空玻璃单元的能力。此外,我们还在空气屏障连接方面与顾问进行了前所未有的密切合作,以帮助提供更节能的建筑解决方案。

卡洛斯·塞雷佐·达维拉的头像
(KPF礼节)

卡洛斯·塞雷佐·达维拉
可持续设计负责人兼高级副校长Kohn Pedersen Fox

我们在波士顿和纽约正在进行的项目中所面临的总体热性能目标的增加,已经足够高到要求包络线自己发挥作用。对我们来说,应对挑战是非常令人兴奋的,因为它允许与客户、开发商和经纪人进行更细致的对话。在几个项目中,这导致了对玻璃比例的重新评估,以避免更昂贵的三层玻璃解决方案,导致立面设计包含更多的不透明度。这为关注材料、细节和工艺创造了新的机会——这些机会在标准化的商业幕墙系统中有所限制——并重新考虑单元施工交付系统。与此同时,我们更多地依靠热和能源建模工具来密切协调整个建筑的玻璃,以实现更智能的加热和冷却系统的使用。

展望未来,同样显而易见的是,这些新法规,加上鼓励净零碳建筑的新城市特定法规,正在为更先进的玻璃技术打开大门,这些技术之前因成本问题很快就被淘汰了。在寒冷的气候条件下,三层玻璃已经成为更主流的商业解决方案,而动态电致变色玻璃,在十年前被认为是一种罕见的技术,今天被我们的客户所要求。随着真空隔热玻璃等更先进的解决方案的出现,我们期待看到令人兴奋的变化。

抬头看着窗户的角落
(礼貌皮尔金顿)

大卫按时
高级工程师,皮尔金顿北美

为了降低绝缘玻璃单元(igu)的u值,可以指定使用太阳能控制着色玻璃产品作为外板玻璃层,同时使用沿#3表面涂有Low-E涂层的玻璃。通过指定沿#2表面涂有涂层的太阳能控制着色Low-E玻璃和沿#3表面涂有涂层的额外Low-E镀膜玻璃,可以实现额外的性能。下一步是所谓的#4表面low-e,即选择在#2表面涂有涂层的太阳能控制着色low-e玻璃和在#4表面涂有涂层的额外low-e镀膜玻璃。与将Low-E镀膜玻璃放置在#3表面的情况相比,这种组合将导致u值的降低。

真空中空玻璃可用于现有的窗户更换项目,其中规定了窄型材和较低的u值。这种玻璃类型减少了传导和对流的传热模式,因为在IGU的狭窄空间(大约0.2毫米厚)内产生了真空。

卢卡斯·汉密尔顿的大头照
(由Saint-Gobain和certeed提供)

卢卡斯汉密尔顿
建筑科学应用经理圣戈班北美&当然

我们知道,外部世界的观点既美观又有利于居住者的福祉。我们还了解到,让人们接触自然比重新创造自然更容易。不幸的是,当谈到能源效率时,提供这种通道的窗户传统上是建筑中表现最差的部分之一。这限制了我们的窗户与墙壁的比例一段时间了,但这种情况终于改变了。节能功能,如与智能自动照明集成的动态电致变色玻璃,可显著节省能源,降低机械系统的运营成本,同时提供不间断的自然景观。

在满足能源目标的同时为人们创造更好的空间并非不可能,但我们必须以不同于过去的方式来建造。首先要认识到,在安装的生命周期内将实现的长期、复合的财务、物理和环境回报超过了对系统的初始投资。

海伦·桑德斯的大头照
(礼貌Technoform)

海伦·桑德斯
Technoform玻璃隔热北美区总经理

2018年IECC中开窗的规定性u因子与2015年IECC中相同,因此新代码对遵循规定性合规路径的人没有影响。然而,如果建筑的窗户面积超过了规定的路径所允许的范围,那么对建筑中其他系统的规定要求可能就会收紧。对于建筑师来说,最大的变化并不一定是采用2018 IECC,而是当地司法管辖区制定的额外要求。例如,马萨诸塞州和纽约市已经制定了围护结构的使用或建筑围护结构应满足的最低性能要求。

当基线内部系统性能已经提高时,用较好的内部系统来换取较差的包络性能就不那么容易了,在使用严格的包络支持时尤其困难。要达到更高的玻璃透明区域也变得更加困难,因为如果在更多的区域使用照明控制,则性能比较是30%或40%的规定窗口面积。

当需要更高的上釉面积时,需要低于规定路径要求的u因子。由于这些支持,架构师可能不得不对他们的外墙系统设计进行重大更改。他们迫切需要更多关于如何指定适当的开窗产品的信息,以超过当前2018年IECC规定的0.38 Btu/ of .hr的要求。气候区4(纽约市)和气候区5(波士顿、芝加哥)的平方英尺。许多幕墙和固定窗系统的u系数达到0.38 Btu/ of .hr.ft2。对于俘获式幕墙,超过这些标准通常需要最低限度的热破碎铝框架,双窗格Low-E镀膜中空玻璃氩气,和一个温暖的边缘垫片。提高框架的热破性能可以减少对使用氩气等策略的依赖,以提高玻璃包的性能。在结构上,玻璃幕墙系统通常可以实现甚至更低的u系数,比等效的捕获系统具有相同的玻璃填充,因为从外部到内部的热桥作用减少了。

米克·森亚的头像
(礼貌YKK)

米克守屋
产品开发总监,YKK美联社美国

虽然有多种途径可以实现更高水平的能源效率,但应高度考虑框架以满足并超过能源规范。先进的玻璃解决方案,如Low-E玻璃或氩气填充玻璃,工作以提高玻璃中心的热性能值。然而,当捕获的玻璃边缘与支撑框架相遇时,系统的热性能就不那么有效了。这使得框架系统的类型和该系统的性能在考虑建筑物的能源性能时至关重要。

通过升级建筑的框架系统,而不仅仅是改进玻璃,建筑师在大多数情况下可以显著提高建筑的热性能。而前期成本可能
框架系统比仅仅使用热先进玻璃稍微多一点,将大大降低长期成本,并确保在建筑物的生命周期内保持性能。

Annissa Flickinger的大头照
(体外)

Annissa弗里金格
国际建筑经理,体外建筑玻璃

我们知道玻璃行业在提高玻璃性能方面做得非常好。对于幕墙制造商来说,更大的挑战是,因为规范要求的是整个墙体的组装性能,而不仅仅是玻璃中心。更大的热中断,多个空气空间,气体填充和热边缘间隔都是可以提高热性能的策略。

在过去的几年里,我一直在与海外市场的建筑师合作,他们需要满足IECC对玻璃性能的要求。根据气候区不同,太阳能性能或太阳能热增益系数的标准可能相当严格。这些要求,以及某些区域性ASHRAE要求,促使玻璃制造商开发新的Low-E玻璃。

低e涂层是纳米技术用于满足IECC太阳热增益系数(SHGC)和u值要求的一个很好的例子。使用纳米技术的四银low - e玻璃,在透明或低铁玻璃基板上可以实现小于0.25的SHGC。在过去,这种级别的太阳能控制需要一个着色的基板。现在,四层银色Low-E眼镜在满足IECC要求的同时,给建筑师一种中性的美感。

我们不能满足于Low-E眼镜的性能。玻璃制造商需要开发具有较低SHGC和u值的新产品。

与此同时,建筑师通过增加垂直百叶窗或扩大屋顶线等元素来改善玻璃外墙的性能,以减少阳光的渗透。建筑也被设计成更独特的形状,以创造阴影庭院,并最大限度地减少直接太阳能。

与建筑师们一起进行这些具有挑战性的设计,找到合适的玻璃解决方案,不仅满足IECC的要求,还满足建筑的功能需求,这是令人兴奋的。2018年IECC的要求可能更加严格,但这是进一步推进Low-E玻璃和推动建筑设计更高效几何的必要推动力。

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