節能建筑中玻璃的節能效果

劉旭東

摘 要：加快推廣應用節能玻璃不僅是推進我國建筑節能工作上新臺階的重要“抓手”，而且還是推動我國玻璃工業可持續發展最關鍵的環節之一。隨著玻璃加工技術的不斷發展，我國的節能玻璃產業發展迅速,目前國產節能玻璃產品中可供選擇的范圍越來越大。但不管選擇哪種玻璃都應把玻璃是否能有效控制太陽能和能隔熱保溫即節省能源放在重要的位置來考慮。

關鍵詞：玻璃；節能；效果

在影響建筑能耗的門窗、墻體、屋面、地面四大圍護部件中，門窗的絕熱性能最差，是影響室內熱環境質量和建筑節能的主要因素之一。就我國目前典型的圍護部件而言，門窗的能耗約占建筑圍護部件總能耗的40%-50%。據統計，在采暖或空調的條件下，冬季單玻窗所損失的熱量約占供熱負荷的30%-50%，夏季因太陽輻射熱透過單玻窗射入室內而消耗的冷量約占空調負荷的20%-30%。我國建筑物外窗熱損失是加拿大和其它北半球國家同類建筑物的2倍以上，增強門窗 的保溫隔熱性能，減少門窗的能耗，是改善室內熱環境質量和提高建筑節能水平的重要環節。

對于建筑物來說，自然界中有兩種熱量形式，其一是太陽輻射，能量主要集中在0.3~2.5μm波段之間，其中可見光占46%，近紅外線占44%，其他為紫外線和遠紅外線，各占7%和3%。其二是環境熱量，其熱能形式為遠紅外線，能量主要集中在5~50μm波段之間，在室內，這部分能量主要是被陽光照射后的物體吸收太陽能量后以遠紅外線形式發出的能量及家用電器、采暖系統和人體等以遠紅外形式發出的能量。在室外，這部分能量主要是被陽光照射后的物體吸收太陽能量后以遠紅外線形式發出的能量。

節能玻璃的種類和功能

1 鍍膜玻璃：鍍膜玻璃是在玻璃表面鍍一層或多層金屬，合金或金屬化合物，以改變玻璃的性能。按特性不同可分為熱反射玻璃和低輻射玻璃。

熱反射（陽光控制）玻璃，一般是在玻璃表面鍍一層或多層如鉻，鈦或不銹鋼等金屬或其化合物組成的薄膜，使產品呈豐富顏色，對可見光有適當的透射率，對近紅外線有較高的反射率，對紫外線有很低的透過率，因此，也稱為陽光控制玻璃。與普通玻璃比較，降低了遮陽系數，即提高了遮陽性能，但對傳熱系數改變不大。

低輻射（LOW-E）玻璃，是在玻璃表面鍍多層銀，銅或錫等金屬或其他化合物組成的薄膜，產品對可見光有較高的透射率，對紅外線有很高的反射率，具有良好的隔熱性能，由于膜層強度較差，一般都制成中空玻璃使用而不單獨使用。

2 中空玻璃：中空玻璃是由兩片或以上的玻璃用鋁制空心邊框框住，用膠結或焊接密封，中間形成自由空間，可充以干燥的空氣或惰性氣體，其傳熱系數U比單層玻璃小，保溫性能好，但其遮陽系數SC降低很小，對太陽輻射的熱反射性改善不大。

3 鍍膜玻璃與中空玻璃的復合體：包括熱反射鍍膜中空玻璃和低輻射鍍膜中空玻璃。前者可同時降低傳熱系數和遮陽系數，后者透光率較好。建筑玻璃貼膜的種類和功能.

建筑玻璃貼膜是由優質的聚酯（PET）膜與金屬鍍膜層通過真空磁射噴涂工藝粘合壓制而成，能為各種類型的玻璃提供優良的陽光控制功能。

4 普通浮法玻璃是透明材料，其透明的光譜范圍是0.3-4μm，即可見光和近紅外線，剛好覆蓋太陽光譜，因此普通浮法玻璃可透過太陽光能量的80%左右。

對于環境熱量，即5-50μm波段的遠紅外線，普通浮法玻璃是不透明的，其透過率為0，其反射率也非常低，但其吸收率非常高，可達83.7%。玻璃吸收遠紅外線后再以遠紅外線的形式向室內外二次輻射，由于玻璃的室外表面換熱系數是室內表面換熱系數的三倍左右，玻璃吸收的環境熱量75%左右傳到室外，25%左右傳到室內。在冬季，室內環境熱量就是通過玻璃先吸收后輻射的形式，將室內的熱量傳到室外。

Low-e玻璃組成的中空玻璃，其傳熱系數一般可降低至1.5-2.1w/m2K。依據《公共建筑節能設計標準》GB50189的要求，在嚴寒地區，依據不同的體型系數和窗墻比，傳熱系數限值為1.5~3.2W/(m2K)。普通中空玻璃的傳熱系數為2.5~3.5W/(m2K)，只能部分滿足節能設計要求，Low-E中空玻璃的傳熱系數一般為1.5~2.1W/(m2K)，可滿足節能設計標準。

在嚴寒和寒冷地區，采暖期室內外溫差傳熱的熱量損失占主要地位。因此，對窗（包括陽臺門的透明部分）的傳熱系數的要求較高。窗對建筑能耗高低的影響主要有兩個方面，一是窗的傳熱系數影響冬季采暖、夏季空調時的室內外溫差傳熱；另外就是窗受太陽輻射影響而造成室內得熱。冬季，通過窗戶進入室內的太陽 輻射有利于建筑節能，因此，減小窗的傳熱系數抑制溫差傳熱是降低窗熱損失的主要途徑之一；而夏季，通過窗口進入室內的太陽輻射熱成為空調降溫的負荷，因此，減少進入室內的太陽輻射以及減小窗或透明幕墻的溫差傳熱都是降低空調能耗的途徑。

著色玻璃的遮陽系數可降至0.55-0.85，陽光控制鍍膜玻璃的遮陽系數可降至0.25-0.55，由他們組合成的中空玻璃，其遮陽系數可降低進一步下降，但著色玻璃和陽光控制鍍膜玻璃以及由他們組合成的中空玻璃，其傳熱系數與透明浮法玻璃基本一致。

Low-e中空玻璃，特別是雙銀Low-e中空玻璃，不但其傳熱系數低，保溫性能優良，而且其遮陽系數也可降至0.30-0.60，隔熱性能非常好，可滿足《公共建筑節能設計標準》GB50189在任何地區對玻璃傳熱系數和遮陽系數的要求。

彩釉玻璃是將無機釉料(又稱油墨)，印刷到玻璃表面，然后經烘干，鋼化或熱化加工處理，將釉料永久燒結于玻璃表面而得到一種耐磨，耐酸堿的裝飾性玻璃產品。這種產品具有很高的功能性和裝飾性。它有許多不同的顏色和花紋，如條狀、網狀和電狀圖案等等。也可以根據客戶的不同需要另行設計花紋。

彩釉玻璃性能特點：

（1）比其他材料如磚，石或木材便宜而容易安裝。

（2）色彩，圖案多樣(一般可根據客戶要求定做)，選擇面廣。在幕墻組合中它能反襯其他玻璃或進行色彩配套。

（3）彩釉玻璃能安裝于支撐結構。

（4）具有無吸收，無滲透之特性并易于清潔。

（5）彩釉為同玻璃材料的無機色釉，不褪色，不剝落，因此原有的色調與大樓壽命保持一致。

（6）彩釉易于接受用來隔絕拱肩背的非硬性粘膠。

（7）釉面能吸收并反射部分太陽熱能，具有節能的功效。

（8）可進行鍍膜，夾層，合成中空等復合加工，獲得其它用途的特殊性能。

（9）經鋼化處理，最終的產品具有良好的機械性能，抗打擊性能和抗熱沖擊性能，安全性能更高。

彩鈾玻璃和建筑遮陽系統可顯著降低玻璃的遮陽系數，究竟采用何種遮陽方式，應結合建筑學綜合考慮決定。