节能建筑中玻璃的节能效果

刘旭东

摘 要：加快推广应用节能玻璃不仅是推进我国建筑节能工作上新台阶的重要“抓手”，而且还是推动我国玻璃工业可持续发展最关键的环节之一。随着玻璃加工技术的不断发展，我国的节能玻璃产业发展迅速,目前国产节能玻璃产品中可供选择的范围越来越大。但不管选择哪种玻璃都应把玻璃是否能有效控制太阳能和能隔热保温即节省能源放在重要的位置来考虑。

关键词：玻璃；节能；效果

在影响建筑能耗的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中，门窗的绝热性能最差，是影响室内热环境质量和建筑节能的主要因素之一。就我国目前典型的围护部件而言，门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗的40%-50%。据统计，在采暖或空调的条件下，冬季单玻窗所损失的热量约占供热负荷的30%-50%，夏季因太阳辐射热透过单玻窗射入室内而消耗的冷量约占空调负荷的20%-30%。我国建筑物外窗热损失是加拿大和其它北半球国家同类建筑物的2倍以上，增强门窗 的保温隔热性能，减少门窗的能耗，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。

对于建筑物来说，自然界中有两种热量形式，其一是太阳辐射，能量主要集中在0.3~2.5μm波段之间，其中可见光占46%，近红外线占44%，其他为紫外线和远红外线，各占7%和3%。其二是环境热量，其热能形式为远红外线，能量主要集中在5~50μm波段之间，在室内，这部分能量主要是被阳光照射后的物体吸收太阳能量后以远红外线形式发出的能量及家用电器、采暖系统和人体等以远红外形式发出的能量。在室外，这部分能量主要是被阳光照射后的物体吸收太阳能量后以远红外线形式发出的能量。

节能玻璃的种类和功能

1 镀膜玻璃：镀膜玻璃是在玻璃表面镀一层或多层金属，合金或金属化合物，以改变玻璃的性能。按特性不同可分为热反射玻璃和低辐射玻璃。

热反射（阳光控制）玻璃，一般是在玻璃表面镀一层或多层如铬，钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，使产品呈丰富颜色，对可见光有适当的透射率，对近红外线有较高的反射率，对紫外线有很低的透过率，因此，也称为阳光控制玻璃。与普通玻璃比较，降低了遮阳系数，即提高了遮阳性能，但对传热系数改变不大。

低辐射（LOW-E）玻璃，是在玻璃表面镀多层银，铜或锡等金属或其他化合物组成的薄膜，产品对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的反射率，具有良好的隔热性能，由于膜层强度较差，一般都制成中空玻璃使用而不单独使用。

2 中空玻璃：中空玻璃是由两片或以上的玻璃用铝制空心边框框住，用胶结或焊接密封，中间形成自由空间，可充以干燥的空气或惰性气体，其传热系数U比单层玻璃小，保温性能好，但其遮阳系数SC降低很小，对太阳辐射的热反射性改善不大。

3 镀膜玻璃与中空玻璃的复合体：包括热反射镀膜中空玻璃和低辐射镀膜中空玻璃。前者可同时降低传热系数和遮阳系数，后者透光率较好。建筑玻璃贴膜的种类和功能.

建筑玻璃贴膜是由优质的聚酯（PET）膜与金属镀膜层通过真空磁射喷涂工艺粘合压制而成，能为各种类型的玻璃提供优良的阳光控制功能。

4 普通浮法玻璃是透明材料，其透明的光谱范围是0.3-4μm，即可见光和近红外线，刚好覆盖太阳光谱，因此普通浮法玻璃可透过太阳光能量的80%左右。

对于环境热量，即5-50μm波段的远红外线，普通浮法玻璃是不透明的，其透过率为0，其反射率也非常低，但其吸收率非常高，可达83.7%。玻璃吸收远红外线后再以远红外线的形式向室内外二次辐射，由于玻璃的室外表面换热系数是室内表面换热系数的三倍左右，玻璃吸收的环境热量75%左右传到室外，25%左右传到室内。在冬季，室内环境热量就是通过玻璃先吸收后辐射的形式，将室内的热量传到室外。

Low-e玻璃组成的中空玻璃，其传热系数一般可降低至1.5-2.1w/m2K。依据《公共建筑节能设计标准》GB50189的要求，在严寒地区，依据不同的体型系数和窗墙比，传热系数限值为1.5~3.2W/(m2K)。普通中空玻璃的传热系数为2.5~3.5W/(m2K)，只能部分满足节能设计要求，Low-E中空玻璃的传热系数一般为1.5~2.1W/(m2K)，可满足节能设计标准。

在严寒和寒冷地区，采暖期室内外温差传热的热量损失占主要地位。因此，对窗（包括阳台门的透明部分）的传热系数的要求较高。窗对建筑能耗高低的影响主要有两个方面，一是窗的传热系数影响冬季采暖、夏季空调时的室内外温差传热；另外就是窗受太阳辐射影响而造成室内得热。冬季，通过窗户进入室内的太阳 辐射有利于建筑节能，因此，减小窗的传热系数抑制温差传热是降低窗热损失的主要途径之一；而夏季，通过窗口进入室内的太阳辐射热成为空调降温的负荷，因此，减少进入室内的太阳辐射以及减小窗或透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。

着色玻璃的遮阳系数可降至0.55-0.85，阳光控制镀膜玻璃的遮阳系数可降至0.25-0.55，由他们组合成的中空玻璃，其遮阳系数可降低进一步下降，但着色玻璃和阳光控制镀膜玻璃以及由他们组合成的中空玻璃，其传热系数与透明浮法玻璃基本一致。

Low-e中空玻璃，特别是双银Low-e中空玻璃，不但其传热系数低，保温性能优良，而且其遮阳系数也可降至0.30-0.60，隔热性能非常好，可满足《公共建筑节能设计标准》GB50189在任何地区对玻璃传热系数和遮阳系数的要求。

彩釉玻璃是将无机釉料(又称油墨)，印刷到玻璃表面，然后经烘干，钢化或热化加工处理，将釉料永久烧结于玻璃表面而得到一种耐磨，耐酸碱的装饰性玻璃产品。这种产品具有很高的功能性和装饰性。它有许多不同的颜色和花纹，如条状、网状和电状图案等等。也可以根据客户的不同需要另行设计花纹。

彩釉玻璃性能特点：

（1）比其他材料如砖，石或木材便宜而容易安装。

（2）色彩，图案多样(一般可根据客户要求定做)，选择面广。在幕墙组合中它能反衬其他玻璃或进行色彩配套。

（3）彩釉玻璃能安装于支撑结构。

（4）具有无吸收，无渗透之特性并易于清洁。

（5）彩釉为同玻璃材料的无机色釉，不褪色，不剥落，因此原有的色调与大楼寿命保持一致。

（6）彩釉易于接受用来隔绝拱肩背的非硬性粘胶。

（7）釉面能吸收并反射部分太阳热能，具有节能的功效。

（8）可进行镀膜，夹层，合成中空等复合加工，获得其它用途的特殊性能。

（9）经钢化处理，最终的产品具有良好的机械性能，抗打击性能和抗热冲击性能，安全性能更高。

彩铀玻璃和建筑遮阳系统可显著降低玻璃的遮阳系数，究竟采用何种遮阳方式，应结合建筑学综合考虑决定。