真空、動(dòng)態(tài)、光伏、電致變色

誰能想到一扇看似簡(jiǎn)易的單薄的玻璃窗戶，會(huì)在未來成為我們生活中至關(guān)緊要的屏障，會(huì)成為節(jié)能環(huán)保的強(qiáng)大生力軍。

玻璃或門窗專家都希望有一個(gè)像摩爾定律般的效果來刺激我們的行業(yè)發(fā)展，并及時(shí)、不斷推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，總體看來，這最終可能只能靠運(yùn)氣。

我們可能沒有意識(shí)到在半導(dǎo)體或電子行業(yè)發(fā)生變化的速度或強(qiáng)度?，F(xiàn)在，我們正在進(jìn)入一個(gè)時(shí)代，一個(gè)朝著高科技大步邁進(jìn)的時(shí)代，一個(gè)可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)玻璃功能和性能偉大跨越的時(shí)代，甚至是一個(gè)我們可以享受這些如此優(yōu)越性能和低能耗的時(shí)代。只有時(shí)間會(huì)告訴我們?nèi)绾味x一個(gè)行業(yè)冠軍，自此他的名稱將會(huì)經(jīng)久不衰。

的確，不論天氣和氣候如何，在家中門窗是傳熱的主要媒介。這是我們需要繼續(xù)面對(duì)的一個(gè)挑戰(zhàn)。目前市場(chǎng)上的窗戶都旨在提供舒適，節(jié)約能源，觀賞性強(qiáng)等功能。事實(shí)上，采用最先進(jìn)技術(shù)的窗戶不僅可控制陽光光線，阻擋酷熱陽光進(jìn)入室內(nèi)，也可以在室外寒冷時(shí)，以窗戶作為隔斷，保持房間熱量，除此之外，這種窗戶還能夠提升房間亮度，使觀賞視野更清晰。在不久的將來，窗戶設(shè)計(jì)將考慮區(qū)域的具體利益，優(yōu)化日光和眩光，使業(yè)主可以最大限度地節(jié)約能源和享受舒適環(huán)境?，F(xiàn)在，讓我們來看一些新興住宅的玻璃技術(shù)。

舉一個(gè)最典型的例子，光譜選擇性低輻射玻璃的作用就像太陽能過濾器，一些波段的太陽光可穿過，另外一些則會(huì)被阻隔。通過這種方式，可以在不流失可見光源又無需借助其他隔熱產(chǎn)品和技術(shù)的情況下對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行有效冷熱調(diào)節(jié)，而且這種方式在任何氣候條件下都很適用，也最大程度地減少了能源的浪費(fèi)和流失。當(dāng)前社會(huì)，這種光譜選擇性低輻射技術(shù)得到了空前的應(yīng)用，比歷史上任何時(shí)候都受人們的重視。雖然使用這種技術(shù)的產(chǎn)品通過審批需要經(jīng)歷極其復(fù)雜的手續(xù)和流程，但是相對(duì)他們?cè)谀茉垂?jié)約和調(diào)節(jié)氣候舒適度上所做的貢獻(xiàn)，這些過程就顯得微不足道了。

先進(jìn)技術(shù)可大大提升太陽熱能和光能的利用，但僅僅如此似乎并不足夠。在美國南部和北部地區(qū)，人們只是通過在傳統(tǒng)的窗玻璃上配置使用單一的Low-E鍍膜的方式就期望達(dá)到“能源之星”的標(biāo)準(zhǔn)仍然是一件難事，更何況人們還不想光導(dǎo)在透過玻璃鍍膜時(shí)有任何損失。在南部，國際節(jié)能準(zhǔn)則和“能源之星”標(biāo)準(zhǔn)與太陽能熱增益系數(shù)息息相關(guān)，然而，根據(jù)北部氣候區(qū)的特點(diǎn)，在三重釉配置或是低輻射涂層配置中SHGC涂料的做法得到大力支持。

當(dāng)今先進(jìn)的“三銀”低輻射涂料可以在最大程度接收光導(dǎo)的同時(shí)降低太陽熱能的吸收，這種產(chǎn)品在跨區(qū)域的運(yùn)用上是最好的；但仍然會(huì)出現(xiàn)一些問題，例如在海濱或沙漠地區(qū)使用會(huì)因?yàn)楣鈱?dǎo)太強(qiáng)還產(chǎn)生眩光，而在北方地區(qū)特別是加拿大應(yīng)用時(shí)又沒有足夠的光源和熱能加以利用。

在未來三到五年內(nèi)，什么樣的新產(chǎn)品和新技術(shù)才能讓門窗行業(yè)變得更加靈活，更加節(jié)能？是不斷進(jìn)行自我改善，調(diào)整來適應(yīng)氣候的變化亦或是使用類似真空保溫這樣的更好的隔熱技術(shù)？在產(chǎn)品商業(yè)化運(yùn)作的今天，這些技術(shù)已經(jīng)以各種不同的形態(tài)被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，緊隨其上的還有各種升級(jí)產(chǎn)品和新版本。

2014年能源之星標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，科學(xué)家和工程師們將會(huì)一直努力工作，使當(dāng)今的產(chǎn)品不斷地更好地適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的變化。這包括：

低輻射涂料，不限氣候，海拔和區(qū)域，包括三銀，三重玻璃靜電涂層和第四表面涂層；

特種涂料，以提高U值，增加褪色的保護(hù)，減少凝結(jié)，提高耐劃傷程度；

增強(qiáng)技術(shù)，如先進(jìn)的間隔系統(tǒng)，真空隔熱玻璃（VIG），動(dòng)態(tài)一體化光伏功能的玻璃和玻璃系統(tǒng)

隨著制造商從傳統(tǒng)常規(guī)工藝轉(zhuǎn)換到以節(jié)能為主的高性能玻璃，間隔系統(tǒng)也需隨之改善。對(duì)于傳統(tǒng)的窗口中空玻璃，玻璃層是通過墊片和密封系統(tǒng)組織到一起的。尤其是在寒冷氣候下，使用暖邊間隔低的熱傳導(dǎo)墊片，減少熱量在中空玻璃傳遞中的損耗。

真空玻璃雖只有兩層玻璃，卻力求要在絕緣性上相當(dāng)于三重玻璃甚至于優(yōu)于三重玻璃。兩層玻璃意味著更好的透光性，并且極類似于單片薄型玻璃，這一點(diǎn)是建筑師所衷愛的，此外門窗公司也可通過減小窗框型材大小來獲取利益。最重要的是，真空玻璃窗戶的成本較低，節(jié)能降耗和噪音降低的益處有利于更多此種材料窗口在家庭和其他建筑物中的應(yīng)用，以緩解目前窗戶相對(duì)于墻比例的下跌趨勢(shì)。近期真空玻璃市場(chǎng)發(fā)展表明，到2014年，北美真空玻璃趨向真正商業(yè)化的潛能將超過R8.

考慮到真空玻璃特別適合于隔熱的應(yīng)用，VIG預(yù)計(jì)將首先推出針對(duì)北方氣候區(qū)的住宅產(chǎn)品。 VIG制造技術(shù)將會(huì)面向客戶實(shí)現(xiàn)自定義尺寸。事實(shí)上，對(duì)于VIG來說，市場(chǎng)上一個(gè)極為重要的部分可能是以更換和重塑為主的產(chǎn)品，這就需要完全按照訂單大小明細(xì)。我們期望住宅窗口制造商能夠使用現(xiàn)有的VIG技術(shù)以達(dá)到比目前更好的性能。然而，最佳性能和最佳的美學(xué)將會(huì)來自專門圍繞VIG設(shè)計(jì)的窗口。

經(jīng)過動(dòng)態(tài)上釉處理過的玻璃窗戶可以通過用戶手動(dòng)調(diào)節(jié)明暗度的方式來控制太陽能源的利用，在不同的天氣和季節(jié)都可隨意進(jìn)行調(diào)節(jié)，靈活方便。光致變色，熱致變色和電致變色這些都是建筑玻璃領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，通過化學(xué)或低電壓的電流對(duì)近紅外線和可見光透過率進(jìn)行調(diào)制。玻璃處于有色狀態(tài)時(shí)，可阻擋太陽熱量，以降低冷氣需求；處于明晰狀態(tài)時(shí)，可傳遞太陽光線，以減少照明和取暖成本。目前來說，這些技術(shù)均可應(yīng)用，但綜合評(píng)估，其性能，美觀和價(jià)格等都限制其廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。最近的進(jìn)展表明，在2014年之前要充分挖掘整體價(jià)值和動(dòng)態(tài)窗口技術(shù)可用性的巨大潛力。

電致變色玻璃在今天看來是可行可用的，只需要有布線和電力基礎(chǔ)設(shè)施。這首先表明，正是因?yàn)檩^為簡(jiǎn)單的安裝程序，此類產(chǎn)品在新型材料建筑市場(chǎng)是比較成功的。擁有大型板材的太陽房和佛羅里達(dá)室將是應(yīng)用這種動(dòng)態(tài)玻璃的最佳候選者。其他技術(shù)（包括光致變色玻璃和變色眼鏡）都是通過使用化學(xué)手段來改變著色底紋。他們通常不需要電力基礎(chǔ)設(shè)施，重塑和更換門窗可以更容易地集成實(shí)現(xiàn)。

另一項(xiàng)新興技術(shù)，是光伏建筑一體化。它可吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)化為能量。較理想的光伏玻璃窗戶將圍繞一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中空玻璃單元來進(jìn)行設(shè)計(jì)，在玻璃內(nèi)氣腔位置設(shè)置光學(xué)系統(tǒng)和PV電池。這樣的產(chǎn)品在某些商業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)開始有所應(yīng)用，制造商可以合并相同技術(shù)來吸收太陽光線，進(jìn)行傳遞和使用，以補(bǔ)充或取代傳統(tǒng)電網(wǎng)傳輸?shù)絾蝹€(gè)家庭的電力。

電致變色玻璃，電力基礎(chǔ)設(shè)施的需求將使得光伏產(chǎn)品的安裝在重塑和替換市場(chǎng)上又迎來一個(gè)挑戰(zhàn)。一般情況下，當(dāng)首次大規(guī)模應(yīng)用光伏和動(dòng)態(tài)玻璃時(shí)，商業(yè)應(yīng)用會(huì)成為首要也是最終的選擇。鑒于住宅房屋的玻璃面積相對(duì)較小，這些技術(shù)應(yīng)用在商業(yè)市場(chǎng)的價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于住宅市場(chǎng)。然而經(jīng)過商業(yè)和建筑的實(shí)際應(yīng)用，從中總結(jié)出的寶貴經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，會(huì)使供應(yīng)商獲益匪淺，這樣才能為規(guī)模住宅應(yīng)用提供可靠的解決方案。

展望未來窗戶玻璃市場(chǎng)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)不論是在南部還是北部地區(qū)，涂料混合動(dòng)力和其他技術(shù)應(yīng)用都廣泛存在于一些玻璃產(chǎn)品及技術(shù)中，包括：真空玻璃、動(dòng)態(tài)玻璃和光伏玻璃等。我們?cè)谥悄苁謾C(jī)或平板電腦中使用的相同的技術(shù)也將被應(yīng)該用在玻璃窗戶上。如我們可以通過IGS觸摸屏功能控制房間的溫度，開燈，檢查我們的電子郵件或看新聞等。

作為一個(gè)完整行業(yè)，我們也將看到玻璃生產(chǎn)商，窗戶制造商，經(jīng)銷商，建筑設(shè)計(jì)師，房屋所有人，建筑商以及房屋修繕行業(yè)之間的合作潛力。他們所需做的就是盡可能找到以當(dāng)?shù)貧夂蜃顬槠ヅ涞牟ＡМa(chǎn)品，保證美觀與最具成本效益的玻璃硬件相匹配。另外，合作也可在私營(yíng)和公共部門之間展開。

當(dāng)今社會(huì)，人們總希望可以用合適價(jià)位買到一處相對(duì)獨(dú)立的住房，還要有較好的風(fēng)景和視野。這是再過5年，10年或20年，也不會(huì)改變的一種心理。由于美國正在大力尋找途徑以減少對(duì)進(jìn)口石油的依賴，所以我們將更加專注于建設(shè)節(jié)能型的住宅房屋。在未來幾年內(nèi)，消費(fèi)者將會(huì)有所選擇。對(duì)于節(jié)省和創(chuàng)造能量的選擇會(huì)大大影響成本效益，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境和增加住宅設(shè)計(jì)感魅力的目的。

安德魯·魯索是嘉德工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人，玻璃制造商，公司總部設(shè)在密歇根州奧本山。作為ClimaGuard高性能住宅門窗市場(chǎng)的玻璃供應(yīng)商的主導(dǎo)細(xì)分市場(chǎng)，該公司還生產(chǎn)各種建筑玻璃，太陽能，汽車裝飾產(chǎn)品。它在密歇根州的科研中心有100多位玻璃科學(xué)家及其致力于發(fā)明新型玻璃產(chǎn)品的科學(xué)技術(shù)，旨在改善技術(shù)并將其延伸利用到其他部分（如電子，太陽能，商業(yè)照明，室內(nèi)設(shè)計(jì)）等，進(jìn)而總體提升北美住宅的窗戶品質(zhì)和性能。