真空玻璃在绿色建筑中的应用

现代建筑,无论居住还是办公,人们追求形式多样化、时尚化,要求宽敞、明亮、通透、舒适。建筑形式也越来越多地选用大面积采光玻璃窗和玻璃幕墙。但由于环境及气候的影响,室内环境要做到舒适,通常需要消耗更多的能量。如何解决建筑需求与建筑节能的矛盾?关键是技术。只有开发应用先进的节能技术和节能材料,才能提升建筑品质,降低建筑能耗,实现绿色建筑目标。

一、建筑节能行业标准分析

围护结构是建筑节能的关键部位。由于建筑物的围护结构隔热保温性能差,导致冬季采暖、夏季空调制冷能耗高。大面积使用玻璃幕墙的公共建筑能耗更高。因此,国家和地方关于建筑节能的标准中都硬性规定了各个朝向的窗墙面积比,这实在是为了限制建筑能耗而采取的不得已办法。玻璃对现代建筑的作用十分重要,不可或缺。现代建筑对节能玻璃的需求日趋紧迫。

外窗的热工性能比外墙和屋顶差了3~4倍,这使得占比建筑围护结构总面积不大的外窗,能耗占比很高。造成这种现象的原因,一方面是节能观念问题,常用的窗框型材隔热保温性能不佳,而在窗户面积中占绝对多数的玻璃的节能作用往往被人们忽略。许多高档住宅甚至高档别墅,玻璃也仅选用热工性能较差的双白中空玻璃,使得玻璃窗与墙体的隔热保温性能相差甚远;另一方面,占外窗主要面积的玻璃材料热工性能较差,无法达到墙体材料的热工水平,使得外窗成为建筑节能的一大短板。

降低玻璃外窗(或玻璃幕墙)能耗的关键在于提高玻璃的热工性能。因此,需要开发一种具有优异隔热保温性能的节能玻璃,使其构成的玻璃窗系统和玻璃幕墙系统具有与墙体相媲美的热工性能,做到建筑围护结构各部分能耗均衡,消除短板。

二、真空玻璃性能参数

真空玻璃是一种新型节能玻璃。它基于保温瓶原理,将两片玻璃四周密封,之间形成0.1~0.2mm的薄真空层。由于没有气体传热,内表面又有起保温瓶银膜作用的透明低辐射膜,使真空玻璃的保温隔热性能远优于目前已广泛使用的中空玻璃。真空玻璃的传热系数K值可以低至0.6W/(m2?K)以下,与保温墙体的热工性能相近。隔热保温的同时,还具有隔声降噪、防结露、提高舒适度等特性。

真空玻璃可以选择由不同厚度、不同品种或不同功能的玻璃构成。真空玻璃也因此具有不同的传热系数和遮阳系数,以满足不同气候地区的热工要求。构成真空玻璃的两片玻璃在大气压的作用下,紧密结合成一个整体,不可以切割,但可以通过夹胶或合中空等工艺手段与其他玻璃组合,形成复合型真空玻璃,以满足门窗和幕墙等不同工程的需求。

三、真空玻璃提升节能指标

我国开始实施《绿色建筑评价标准》,真空玻璃技术和产品也正是由此而得以快速发展和广泛应用。真空玻璃的应用,可以使建筑在《绿色建筑评价标准》规定主题策划的以下几个性能指标得到显着提升,使建筑物的品质得以改善。

1、节能标准

(1)真空玻璃的保温隔热性能与墙体接近,与普通中空玻璃窗或Low-E中空玻璃窗相比,真空玻璃窗的保温性能占有明显优势。经国家建筑工程质量监督检验中心实际检测,真空玻璃窗在北京等寒冷地区使用,冬季节能可达50%以上。因此,无论是玻璃窗还是玻璃幕墙,透光围护结构不再是建筑节能的短板,整体建筑的能耗可以显着降低,达到绿色建筑规定的指标。

(2)由于建筑功能的需要,当窗墙面积比超出规范要求而需要权衡判断计算时,真空玻璃窗的热工指标可以满足权衡判断的要求。

(3)出于建筑外观设计的需求,当围护结构的某一部分不能达到规范要求而需要权衡判断计算时,真空玻璃幕墙的热工指标可以满足权衡判断的要求。

2、室内环境质量

(1)噪声:真空玻璃的计权隔声量在36dB以上,复合真空玻璃更可达40dB以上。使用真空玻璃窗或幕墙,可以有效隔绝室外噪声,改善室内声环境。

(2)防结露:真空玻璃的超强保温隔热性能,可以完全隔绝室内外环境温度,抗结露因子>75。即使在室外零下20℃的寒冷冬季,玻璃室内表面的温度与室内空气的温差,也不会超过5℃,远高于结露温度。

(3)舒适度:真空玻璃超强的隔热保温性能易于维持室内的恒温和恒湿。玻璃室内表面温度与室温相差小于3~5℃,杜绝了严重的冷热辐射现象,减小了窗前温度梯度,显着提高了室内环境舒适度。

真空玻璃传热系数和遮阳系数可根据需求设计和选取。不同气候地区的建筑,可根据当地的建筑节能要求选用不同热工性能的真空玻璃。北方寒冷地区注重保温,尽量减少室内热量的散失;南方夏热冬冷地区不仅要注重冬季保温,更要注重夏季隔热,减少夏季太阳辐射热的进入。同一建筑不同朝向的采光面,选用真空玻璃的热工性能也要有所差别。只有注重了细节,才能保证最佳的节能效果。

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