真空玻璃在綠色建筑中的應(yīng)用

有研究數(shù)據(jù)顯示，在我國(guó)總能耗中，建筑能耗所占的比例相對(duì)較高，可達(dá)30%，建筑能耗當(dāng)中，50%的能耗經(jīng)門窗流失，而在門窗當(dāng)中，玻璃占到了70~80%的比重。能耗污染造成的霧霾問題對(duì)公眾健康造成了負(fù)面影響，有必要研究與推廣低碳、綠色建筑技術(shù)。近年來，新型的綠色建筑不涌現(xiàn)，門窗是建筑物的開口部，合理選用門窗，能夠從整體上降低建筑能耗。本文將對(duì)綠色建筑材料———真空玻璃進(jìn)行探討，期望對(duì)相關(guān)工作者有所裨益。

1 真空玻璃簡(jiǎn)介

真空玻璃為節(jié)能產(chǎn)品，屬第3 代節(jié)能玻璃，它由2塊平板玻璃構(gòu)成，玻璃間被支撐物（高為0.1~0.2mm）隔開，玻璃外部被玻璃焊料封接，2片玻璃中的1片留有抽氣孔，真空排氣后抽氣孔被金屬片封住，繼而讓2片玻璃之間形成真空腔。真空玻璃的基本結(jié)構(gòu)（詳見圖1）。為進(jìn)一步控制真空玻璃2 片玻璃之間的輻射換熱，在選材時(shí)一般采用低輻射膜玻璃。此外，真空玻璃還能以夾膠或中空的方式同另1 片玻璃組合在一起，變成“復(fù)合真空玻璃”。

2 真空玻璃在綠色建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

與其他玻璃相比，Low-E真空玻璃具備更佳的隔熱保溫性能、隔聲性能以及防結(jié)露性能?，F(xiàn)一一分析如下：

2.1 隔熱保溫性能

真空玻璃的傳熱系數(shù)隨著Low-E 玻璃輻射率的降低而降低，最低可達(dá)0.47W/（m2·K），遠(yuǎn)低于中空玻璃的1.68W/（m2·K）。此外，當(dāng)水平安裝時(shí)，中空玻璃的傳熱系數(shù)可增加約30%，而真空玻璃的傳熱系數(shù)可保持不變。中空玻璃與真空玻璃的傳熱系數(shù)比較，詳見表1。

表1 中空玻璃與真空玻璃的傳熱系數(shù)比較

2.2 防結(jié)露性能

真空玻璃內(nèi)部呈真空狀態(tài)，四周被密封，能最大限度地降低玻璃的結(jié)露可能性。正常情況下，真空玻璃室內(nèi)側(cè)表面溫度在結(jié)露點(diǎn)之上，因此即便外界溫度很低時(shí)，玻璃表面仍能具備較佳的潔凈通透度。當(dāng)室外溫度較低時(shí)，與其他類型的玻璃相比，真空玻璃的內(nèi)側(cè)表面溫度較高?，F(xiàn)將各種玻璃室內(nèi)表面結(jié)露時(shí)的臨界室外溫度情況（假設(shè)室內(nèi)濕度為70%，室內(nèi)溫度為20℃），對(duì)比如表2 所示。

表2 不同玻璃類型的結(jié)露性能情況比較

2.3 隔聲性能

空氣是聲波的傳遞介質(zhì)，真空玻璃的真空層中幾乎無空氣，因此能收獲較佳的隔聲效果。有研究數(shù)據(jù)顯示，半鋼化/鋼化真空玻璃的計(jì)權(quán)隔聲量可達(dá)37dB，而等效厚度的單片玻璃和普通中空玻璃的計(jì)權(quán)隔聲量量約為31dB。由此可知，真空玻璃具備更佳的隔聲性能，更適合在臨街、鐵路及機(jī)場(chǎng)附近應(yīng)用。

2.4 應(yīng)用壽命長(zhǎng)

無論是邊材料、封口材料，還是內(nèi)部支撐物，真空玻璃均應(yīng)用了抗老化性能優(yōu)良的無機(jī)材料。真空層能對(duì)Low-E膜產(chǎn)生保護(hù)作用，避免膜層脫膜或氧化。除此之外，真空玻璃內(nèi)部還置有吸氣材料，從理論上看，吸氣材料的應(yīng)用可讓真空玻璃內(nèi)部真空度維持至50年甚至更久。

3 真空玻璃在綠色建筑中的應(yīng)用

3.1 不同玻璃類型的真空玻璃窗K值

真空玻璃的隔熱保溫性能優(yōu)異，它與不同型材組合。能夠達(dá)到不同節(jié)能效果的外窗產(chǎn)品。以《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》中整窗傳熱系數(shù)計(jì)算方法為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可得到真空玻璃配合不同型材所獲得的K 值（具體見表3），在實(shí)際應(yīng)用中，不同建筑由不同的標(biāo)準(zhǔn)要求，可選擇真空玻璃與不同的型材組合。比如說，《北京居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中有1.5~2.0W/（m2·K）的要求，對(duì)于此，可選擇真空玻璃與木窗組合，也可選擇真空玻璃與玻璃窗組合。

表3 不同玻璃類型的真空玻璃窗K值

3.2 真空玻璃的節(jié)能實(shí)例

以北京某辦公樓為例，應(yīng)用冬夏季累計(jì)評(píng)價(jià)法計(jì)算，結(jié)果顯示真空玻璃能夠收獲較佳的節(jié)能減排效果。具體而言，相對(duì)于Low-E 中空玻璃，真空玻璃的夏季空調(diào)節(jié)能和冬季采暖能耗節(jié)能分別為33072kWh、492644kWh，換而言之，真空玻璃的年節(jié)約能耗可達(dá)到525716kwh，與真空玻璃年節(jié)約能耗相對(duì)應(yīng)的污染物減排量，如表4 所示。

表4 真空玻璃窗相對(duì)于中空玻璃窗的污染物減排量（t）

4 結(jié)語

真空玻璃具有較高的應(yīng)用價(jià)值，國(guó)家應(yīng)積極引導(dǎo)真空玻璃行業(yè)發(fā)展，促進(jìn)玻璃加工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，進(jìn)一步拓展真空玻璃的應(yīng)用范圍，促使國(guó)家擁有更多的綠色建筑。