真空玻璃在綠色建筑中的應用

【中玻網】現代建筑，無論居住還是辦公，人們追求形式多樣化、時尚化，要求寬敞、明亮、通透、舒適。建筑形式也越來越多地選用大面積采光玻璃窗和玻璃幕墻。但由于環境及氣候的影響，室內環境要做到舒適，通常需要消耗更多的能量。如何解決建筑需求與建筑節能的矛盾？關鍵是技術。只有開發應用先進的節能技術和節能材料，才能提升建筑品質，降低建筑能耗，實現綠色建筑目標。
　　
　　1建筑節能行業標準分析
　　
　　圍護結構是建筑節能的關鍵部位。由于建筑物的圍護結構隔熱保溫性能差，導致冬季采暖、夏季空調制冷能耗高。大面積使用玻璃幕墻的公共建筑能耗更高。因此，國家和地方關于建筑節能的標準中都硬性規定了各個朝向的窗墻面積比，這實在是為了限制建筑能耗而采取的不得已辦法。玻璃對現代建筑的作用十分重要，不可或缺。現代建筑對節能玻璃的需求日趨緊迫。

　　表1是行業標準JGJ75夏熱冬暖地區、JGJ134夏熱冬冷地區和JGJ26寒冷和嚴寒地區居住建筑節能設計標準關于圍護結構主要部位熱工性能的規定。從表中數據不難看出，外窗的熱工性能比外墻和屋頂差了3～4倍，這使得占比建筑圍護結構總面積不大的外窗，能耗占比很高。造成這種現象的原因，一方面是節能觀念問題，常用的窗框型材隔熱保溫性能不佳，而在窗戶面積中占多數的玻璃的節能作用往往被人們忽略。許多高等住宅甚至高等別墅，玻璃也僅選用熱工性能較差的雙白中空玻璃，使得玻璃窗與墻體的隔熱保溫性能相差甚遠；另一方面，占外窗主要面積的玻璃材料熱工性能較差，無法達到墻體材料的熱工水平，使得外窗成為建筑節能的一大短板。
　　
　　降低玻璃外窗（或玻璃幕墻）能耗的關鍵在于提高玻璃的熱工性能。因此，需要開發一種具有優異隔熱保溫性能的節能玻璃，使其構成的玻璃窗系統和玻璃幕墻系統具有與墻體相媲美的熱工性能，做到建筑圍護結構各部分能耗均衡，清理短板。
　　
　　2真空玻璃性能參數
　　
　　真空玻璃是一種新型節能玻璃。它基于保溫瓶原理，將兩片玻璃四周密封，之間形成0.1～0.2mm的薄真空層。由于沒有氣體傳熱，內表面又有起保溫瓶銀膜作用的透明低輻射膜，使真空玻璃的保溫隔熱性能遠優于目前已廣泛使用的中空玻璃。真空玻璃的傳熱系數K值可以低至0.6W/（m2•K）以下，與保溫墻體的熱工性能相近。隔熱保溫的同時，還具有隔聲降噪、防結露、提高舒適度等特性。

　　真空玻璃與中空玻璃的區別如表2所示。真空玻璃可以選擇由不同厚度、不同品種或不同功能的玻璃構成。真空玻璃也因此具有不同的傳熱系數和遮陽系數，以滿足不同氣候地區的熱工要求。真空玻璃的主要性能參數見表3。
　　
　　構成真空玻璃的兩片玻璃在大氣壓的作用下，緊密結合成一個整體，不可以切割，但可以通過夾膠或合中空等工藝手段與其他玻璃組合，形成復合型真空玻璃，以滿足門窗和幕墻等不同工程的需求。
　　
　　3真空玻璃提升節能指標
　　
　　2006年我國開始實施《綠色建筑評價標準》，真空玻璃技術和產品也正是由此而得以快速發展和廣泛應用。真空玻璃的應用，可以使建筑在《綠色建筑評價標準》規定主題策劃ThemePlanning的以下幾個性能指標得到顯著提升，使建筑物的品質得以改善。
　　
　　3.1節能標準
　　
　　（1）真空玻璃的保溫隔熱性能與墻體接近，與普通中空玻璃窗或Low-E中空玻璃窗相比，真空玻璃窗的保溫性能占有明顯優勢。經國家建筑工程質量監督檢驗中心實際檢驗，真空玻璃窗在北京等寒冷地區使用，冬季節能可達50%以上。因此，無論是玻璃窗還是玻璃幕墻，透光圍護結構不再是建筑節能的短板，整體建筑的能耗可以顯著降低，達到綠色建筑規定的指標。
　　
　　（2）由于建筑功能的需要，當窗墻面積比超出規范要求而需要權衡判斷計算時，真空玻璃窗的熱工指標可以滿足權衡判斷的要求。
　　
　　（3）出于建筑外觀設計的需求，當圍護結構的某一部分不能達到規范要求而需要權衡判斷計算時，真空玻璃幕墻的熱工指標可以滿足權衡判斷的要求。
　　
　　3.2室內環境質量
　　
　　（1）噪聲：真空玻璃的計權隔聲量在36dB以上，復合真空玻璃更可達40dB以上。使用真空玻璃窗或幕墻，可以有效隔絕室外噪聲，改善室內聲環境。
　　
　　（2）防結露：真空玻璃的超強保溫隔熱性能，可以完全隔絕室內外環境溫度，抗結露因子＞75。即使在室外零下20℃的寒冷冬季，玻璃室內表面的溫度與室內空氣的溫差，也不會超過5℃，遠高于結露溫度。
　　
　　（3）舒適度：真空玻璃超強的隔熱保溫性能易于維持室內的恒溫和恒濕。玻璃室內表面溫度與室溫相差小于3～5℃，杜絕了嚴重的冷熱輻射現象，減小了窗前溫度梯度，顯著提高了室內環境舒適度。
　　
　　真空玻璃傳熱系數和遮陽系數可根據需求設計和選取。不同氣候地區的建筑，可根據當地的建筑節能要求選用不同熱工性能的真空玻璃。北方寒冷地區注重保溫，盡量減少室內熱量的散失；南方夏熱冬冷地區不僅要注重冬季保溫，更要注重夏季隔熱，減少夏季太陽輻射熱的進入。同一建筑不同朝向的采光面，選用真空玻璃的熱工性能也要有所差別。只有注重了細節，才能保證較佳的節能效果。