核心提示：在建筑门窗和采用玻璃幕墙的建筑外墙中，玻璃是构成外墙材料最广的，也是最容易传热的部分。玻璃幕墙建筑受日照和室外气温的影响
在建筑门窗和采用玻璃幕墙的建筑外墙中，玻璃是构成外墙材料最广的，也是最容易传热的部分。玻璃幕墙建筑受日照和室外气温的影响也是最大的。因此，选择适当的玻璃品种是进行门窗和玻璃幕墙节能控制的一个主要措施。
节能玻璃主要包括热反射玻璃、中空玻璃、泡沫玻璃和太阳能玻璃等,还包括近年来开始推广应用的玻璃替代品———PC 板等。
1 热反射玻璃
热反射玻璃又称镀膜玻璃,它采用热解法、真空法、化学镀膜法等多种生成方法在玻璃表面涂以金、银、铜、铬、镍、铁等金属或金属氧化物薄膜或非金属氧化物薄膜,或采用电浮法等离子交换方法向玻璃表面渗入金属离子以置换玻璃表面层原有的离子而形成热反射膜,制造出热反射、热反射中空和夹层热反射玻璃。热反射玻璃可以获得多种反射光,能将四周建筑及自然景物映射到彩色的玻璃幕墙上,使整个建筑物显得异常绚丽壮观,同时,该产品有减轻眩光作用,使工作及居住环境舒适。
单片热反射玻璃可直接用在幕墙工程中,也可用来制造中空玻璃、夹层玻璃。如采用热反射玻璃与普通透明平板玻璃制造的中空玻璃来制造玻璃幕墙, 其遮蔽系数仅有 10%左右, 而传热系数约为1.74w/(m.K),近似于 240mm 厚砖墙的保温性能。在幕墙施工时要注意镀膜玻璃的镀膜面应朝向室内,镀膜判别可用一支铅笔,观察其倒影位置,如倒影与铅笔相交,则此面为镀膜面;如倒影与铅笔错开,则该面为末镀膜面。
2 中空玻璃
中空玻璃是由两片或多片玻璃胶接而成的,两片或多片玻璃其周边用间隔框分开,并用密封胶密封,使玻璃层间形成干燥的气体空间。中空玻璃原片玻璃厚度可采用 5、6、8、10mm 厚, 空气层厚度可采用 6、9、12mm。中空玻璃具有以下特性:
(1)光学性能:若选用不同的玻璃原片,可以具有不同的光学性能,一般可见光透光范围在 80%左右。
(2)防止结露:如果室内外温差较大,则单层玻璃就会结露;而双层玻璃,露水则不易在其表面凝结。与室内空气相接触的内层玻璃,由于空气隔离层的影响,即使外层玻璃很冷,内层玻璃也不易变冷,因此就可消除和减少在内层玻璃上结露。中空玻璃的露点可达一40℃,在一般情况下结露温度比普通窗户低 15℃左右。
(3)隔声性能:中空玻璃隔声性能优良,可以大大减轻室外的噪音通过玻璃进入室内,可减低噪声 27-40dB,可将 80dB 的交通噪声降至 50dB 左右安静房间的程度。
(4)热工性能:中空玻璃的整个热透系数几乎减少到一层玻璃之半,因它在两片玻璃之间有一空气层隔离,结果,由于室内外温差的减少和空气效率的提高,热透射能减少了,这是中空玻璃最本质的特征, 所以其热传导系数比普通平板玻璃低得多, 其传热系数为1.6-3.23W/(m2.K)。
隐框玻璃幕墙选用中空玻璃时,必须做到中空玻璃第二道密封胶一定要采用硅酮密封胶并与结构性玻璃装配用密封胶相容,即两者必须采用相容的密封胶,当结构性装配使用某一硅酮密封胶时,最好采用同一厂的硅酮密封胶作中空玻璃的密封胶。
使用热反射玻璃、吸热玻璃、夹层和钢化玻璃制成的中空玻璃,安装时一定要分清正反面,如当外侧采用镀膜玻璃时,镀膜面应向空气层。
中空玻璃的安装施工应严格按照有关施工规范的要求进行,要防止玻璃受局部不均匀力的作用发生破裂,中空玻璃与装框架间不能有直接接触。镶嵌中空玻璃的腻子必须是不硬固化型的,而且不含有与中空玻璃密封胶产生化学反应的物质。
安装中空玻璃时的工作温度应在 4℃以上, 不得在 4℃以下的温度进行安装施工。为了更好地利用中空玻璃的节能特性,可采用由热反射玻璃和热吸收玻璃组成的中空玻璃产品。
3 聚碳酸酯板(PC 板)
聚碳酸酯板又称为 PC 板,也称透明塑料片,或称为阳光板或耐力板,它与玻璃有相似的透光性能。它的主要特点是耐冲击(耐冲击性能是玻璃的 100 倍),保温性能优于玻璃,能冷成型,是较理想的采光预购料。目前,它又被用来作为封闭阳台的围护栏板以及雨篷门斗、隔断、柜门,并可替代门窗和幕墙玻璃,由于其安全、通透、保温、易弯曲、质轻、抗冲击、色彩多变等特性,正在现代建筑中得到一定的推广应用。
PC 板的缺点是随时间的推移有变黄的现象, 表面耐磨比玻璃差,线膨胀系数是玻璃的 7 倍,在温度变化时伸缩比较明显。但随着生产工艺和加工技术的不断提高以及材料配方的进一步改进,它的产品质量和性能也在不断提高。通过系统的对比试验,在厚度相同的条件下.单层 PC 板可比玻璃节能 10%-25%,双层 PC 板可比玻璃节能 40%-60%。无论冬季采暖、夏季降温,PC 板都可以有效地降低建筑能耗,降低综合成本。在今天,这一点尤其具有显著的社会效益和经济效益,日本北海道高寒地区新建住宅中大量采用的就是厚度为 16mm 的双层 PC 板。耐候性:PC 板各项物理指标可以在 -40℃-120℃范围内保持稳定性。其低温脆化温度为 -110℃,高温软化温度为止 0℃。
PC 板表面经过高科技光稳定工艺处理, 产品具备抗老化功能,因而成功地解决了其他工程塑料所不能解决的老化问题。防结露性能: 在通常条件下, 当室外温度为 0℃, 室内温度为23℃,室内相对湿度。达到 40%时,采光材料玻璃的内表面就要结露。采用 PC 板,室内相对湿度达 80%时,材料的内表面才开始结露。阻燃性能:PC 板的自燃温度为 630℃。P,C 板在燃烧过程中不产生如氰化物、丙烯醛、氯化氢、二氧化硫等毒性气体(生成物无腐蚀性)。经过测定,PC 板燃烧过程的烟雾浓度远低于木材、纸张的生成量。PC 板近年相继通过美国、英国、德国、法国、日本等专业标准的严格审查测试,被确定为准燃一级材料。加工性能:PC 单层板可用真空成型法及压力成型法加工成多种造型的制件,也可在常温下进行冷弯成型。在常温下 PC 双层板的最小弯曲半径为板厚的 180 倍,PC 单层板的最小弯曲半径为板厚的150 倍。
4 结论
节能玻璃是一种高效、实用、美观的建筑材料,在建筑节能系统工程中发挥着不可替代的作用。在建筑节能设计中,节能玻璃的选择应该遵循“因地制宜,外观与采光并重”的原则,根据不同地区的气候特点合理选择适用性能的玻璃,既要考虑外观效果,又要重视采光程度。同时,充分考虑节能玻璃的类型、配置、辐射率、膜面位置、间隔层气体等因素对节能玻璃性能的影响,规避不利因素,使节能玻璃在建筑节能工程中发挥出其最理想的节能效果,从而达到降低能耗的目的。我们相信,随着可持续发展观念和建筑节能意识的逐步深入,高性能的节能玻璃必将得到不断的发展和拥有更加广泛的市场前景。
