淺議建筑貼膜玻璃的應(yīng)用及展望

朱 孜，鐘 應(yīng)

（貴州省建材產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測院，貴州貴陽 550016）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)約資源和節(jié)能減排已成為國家的基本國策。建筑能耗占據(jù)我們總能耗的1/4以上，在建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)中，門窗處于最薄弱的部位，其能耗是建筑能耗的一半。建筑的節(jié)能減排提上日程，從資源緊張和能源損耗角度，需要加快建筑節(jié)能的研究，尤其是處于能耗關(guān)鍵部位的門窗。雖然門窗的能耗占整個建筑總能耗的50%，但是在門窗結(jié)構(gòu)中，玻璃的占比是較大的。因此，選擇在能耗薄弱環(huán)節(jié)門窗玻璃上加大研究力度，著重研究玻璃的采光性和節(jié)能性，對建筑的實(shí)用功能和節(jié)能性能具有重要的意義。

1 研究背景

目前，我國大部分既有建筑的門窗玻璃和玻璃幕墻使用的都是普通玻璃，普通玻璃安全性差、能耗高。因此，門窗玻璃行業(yè)需要既安全節(jié)能，又具備優(yōu)異光學(xué)性能的新型玻璃即貼膜玻璃。貼膜玻璃是在玻璃上粘貼一層有機(jī)薄膜，使玻璃具有節(jié)能、安全、隔熱、保溫、裝飾等多種功能。1988年，日本制定JISRA5759《窗玻璃用貼膜》標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對防飛散、透射比和反射比等進(jìn)行規(guī)定；我國在1996年委托中國建筑材料科學(xué)研究院玻璃所負(fù)責(zé)《窗玻璃用貼膜》（現(xiàn)在更名為《貼膜玻璃》）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起草及制定工作，對貼膜玻璃的光學(xué)性和安全性進(jìn)行了一些規(guī)定。國內(nèi)外貼膜玻璃標(biāo)準(zhǔn)的制定，對貼膜玻璃的應(yīng)用起著舉足輕重的作用。

本文通過深入分析國內(nèi)外貼膜玻璃研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，針對貼膜玻璃應(yīng)用及發(fā)展方面存在理論薄弱性，進(jìn)行深入分析，不僅對貼膜玻璃用戶、建筑業(yè)設(shè)計工程師以及貼膜玻璃科研工作者具有重要的參考價值；而且對門窗玻璃的研究應(yīng)用，對建筑業(yè)的發(fā)展具有重要的理論和工程實(shí)際意義。

2 貼膜玻璃的概念及種類

貼膜玻璃是由PET（聚氨酯復(fù)合薄膜）基材，通過金屬鍍層技術(shù)、離子技術(shù)及精細(xì)化工技術(shù)等處理后，與鋼化玻璃或者半鋼化玻璃復(fù)合一起，從而實(shí)現(xiàn)貼膜玻璃具有高清晰度、耐老化性、高強(qiáng)度、抗沖擊、高安全性等特點(diǎn)。

劉志海[1]報道：貼膜玻璃有多種劃分方式，可以按照根據(jù)使用領(lǐng)域劃分、膜的功能劃分、膜的生產(chǎn)工藝劃分。從膜的生產(chǎn)工藝劃分角度分為真空鍍膜、原色膜及染色膜。

染色膜的工藝簡單，該工藝是對膜進(jìn)行染色處理。在膜的表面染色的叫表層染色膜，其特點(diǎn)是耐老化性差、易褪色、使用壽命短等。在兩層PET基材之間染色的叫夾層染色膜，其特點(diǎn)是抗紫外線老化性能好、使用壽命長、手感柔軟等。原色膜是指無添加有機(jī)染料，保持PET基材的初始原色，則不易褪色和使用壽命長。真空鍍膜是通過真空工藝對膜進(jìn)行處理，真空鍍膜主要分為真空蒸鍍膜和真空濺射鍍膜。真空蒸鍍膜的產(chǎn)品具有極佳的陽光控制性能；真空濺射鍍膜的產(chǎn)品具有優(yōu)良的韌性、防爆、隔熱、保質(zhì)期長，真空濺射鍍膜工藝可以生產(chǎn)各種各樣的特點(diǎn)膜，同時可以對光透過率進(jìn)行高層次的選擇。

從光學(xué)性能中的可見光投射對貼膜玻璃劃分有：高透視型貼膜玻璃、中透視性貼膜玻璃、單向透視型貼膜玻璃。單向透視型貼膜玻璃和高透視型貼膜玻璃主要用于特種建筑，中透視性貼膜玻璃大量應(yīng)用于普通建筑中。

從光學(xué)性能中的可見光反射對貼膜玻璃劃分有：低輻射貼膜玻璃和熱反射貼膜玻璃。低輻射貼膜玻璃能透過少量的短波太陽能輻射，進(jìn)入室內(nèi)的能量被室內(nèi)物體吸收，同時能有效阻止室內(nèi)物體輻射的紅外線穿透室外，其特點(diǎn)是能充分利用太陽能和室內(nèi)物體輻射的紅線，實(shí)現(xiàn)保溫的作用。熱反射貼膜玻璃主要反射遠(yuǎn)紅外線，能透過大量的可見光和少量的近紅外線，具有隔熱的效果。

3 貼膜玻璃的應(yīng)用

對于新建建筑門窗，根據(jù)貼膜玻璃的使用環(huán)境，嚴(yán)寒地區(qū)注重的是門窗玻璃的保溫性能和利用太陽熱能效率，炎熱地區(qū)主要考慮門窗玻璃的節(jié)能隔熱性，根據(jù)不同的需求，選擇適宜的貼膜玻璃。在南方夏熱冬暖城市，主要考慮的是夏季空調(diào)能耗[2]，門窗玻璃的隔熱性能是優(yōu)先考慮的，熱反射貼膜玻璃將會得到廣泛應(yīng)用。在北方夏涼冬冷城市，主要考慮的是室內(nèi)采暖，門窗的保溫節(jié)能性是重點(diǎn)考慮的，則低輻射貼膜玻璃制作的門窗會受到人們愈來愈多的青睞。

貼膜玻璃推廣應(yīng)用除了貼膜自身優(yōu)異的光學(xué)性能外，貼膜玻璃具有較高的安全性。通常，貼膜玻璃是在玻璃表明貼一層PET膜，增強(qiáng)韌性和強(qiáng)度，改善防墜落和防飛濺性能，貼膜玻璃的安全性主要得益于該P(yáng)ET膜。從微觀角度分析，PET分子結(jié)構(gòu)高度對稱，屬于線性纖維樹脂，具有一定的結(jié)晶取向能力和較高的成膜性，是通過真空技術(shù)、離子技術(shù)與薄膜物理、精細(xì)化工技術(shù)對PET片進(jìn)行染色、紫外線噴涂、磁控濺射、夾層合成等多種工藝處理，使其具有極高隔熱效率、高張力、高伸張度、強(qiáng)抗酸堿性以及具有安全功能等不同物性的膜片。有學(xué)者針對PET膜進(jìn)行測試研究[3]，從安全性、膜片的拉伸強(qiáng)度角度出發(fā)，選擇0.1mm、0.07mm、0.042mm三種厚度的膜片與3.3mm厚的玻璃進(jìn)行試驗(yàn)對比，結(jié)果表明0.042mm厚度的膜片物理性能中縱橫向抗拉強(qiáng)度分別高達(dá)71MPa和67MPa，詳細(xì)見表1，對其進(jìn)行抗風(fēng)壓試驗(yàn)，3.3mm厚的玻璃其抗風(fēng)壓值達(dá)8.8kPa/m2，遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)JC 846—2007對6mm玻璃抗風(fēng)壓值5.0kPa/m2的技術(shù)要求，詳細(xì)見表2。

表1 PET膜主要性能指標(biāo)測試對比[3]

表2 抗風(fēng)壓強(qiáng)度及破壞性試驗(yàn)[3]

我國玻璃幕墻的使用是先有應(yīng)用后有管理，先有工程后有法規(guī)；因此玻璃幕墻的安全與節(jié)能方面存在不可忽視的隱患，尤其是早些年的幕墻建筑中很大一部分為單層玻璃結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是安全性能、節(jié)能性不滿足現(xiàn)在的需要，同時，既有幕墻的高能耗和安全性都不符合現(xiàn)行國策[3]。目前，大量的既有幕墻均存在安全隱患，改造勢在必行。因此，推廣應(yīng)用安全貼膜玻璃，可以解決既有玻璃幕墻存在的問題。

4 貼膜玻璃的展望

玻璃幕墻具有良好的裝飾效果，現(xiàn)代都市的玻璃幕墻占有量很大，玻璃貼膜是既有玻璃幕墻節(jié)能改造重要形式之一。2017年我國建筑玻璃消費(fèi)量16.58億m2，建筑玻璃貼膜消費(fèi)量為895萬m2，建筑玻璃貼膜消費(fèi)量占當(dāng)年建筑玻璃消費(fèi)量0.54%[4]。近幾年的新建建筑中用到貼膜玻璃的不多，既有玻璃幕墻的改造中，如果用到貼膜玻璃，玻璃幕墻的改造費(fèi)用相對較低，每平方米節(jié)約接近1000元[3]。有調(diào)查資料表明，很多消費(fèi)者對貼膜玻璃的光學(xué)熱工性能和安全性能認(rèn)識不足，實(shí)際工程應(yīng)用量不大。因此，如果政府相關(guān)部門加大對安全貼膜玻璃的宣傳力度，提升廣大消費(fèi)者對貼膜玻璃的認(rèn)知度，那么物美價廉的安全貼膜玻璃市場定會贏來蓬勃發(fā)展，如圖1所示。

圖1 裝飾效果極佳的玻璃幕墻

5 結(jié)語

貼膜玻璃的優(yōu)點(diǎn)眾多，種類及功能多樣化。目前，我國的建筑用貼膜玻璃普及率估計在10%左右，舊樓翻新的存量極大，從貼膜玻璃的節(jié)能、安全、成本等方面綜合考慮，貼膜玻璃發(fā)展前景十分廣闊。