真空玻璃在綠色建筑中的應用

有研究數(shù)據(jù)顯示，在我國總能耗中，建筑能耗所占的比例相對較高，可達30%，建筑能耗當中，50%的能耗經(jīng)門窗流失，而在門窗當中，玻璃占到了70~80%的比重。能耗污染造成的霧霾問題對公眾健康造成了負面影響，有必要研究與推廣低碳、綠色建筑技術。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。本文將對綠色建筑材料———真空玻璃進行探討，期望對相關工作者有所裨益。

1 真空玻璃簡介

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）。為進一步控制真空玻璃2 片玻璃之間的輻射換熱，在選材時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“復合真空玻璃”。

2 真空玻璃在綠色建筑中的應用優(yōu)勢

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。現(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0.47W/（m2·K），遠低于中空玻璃的1.68W/（m2·K）。此外，當水平安裝時，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)露點之上，因此即便外界溫度很低時，玻璃表面仍能具備較佳的潔凈通透度。當室外溫度較低時，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)露時的臨界室外溫度情況（假設室內(nèi)濕度為70%，室內(nèi)溫度為20℃），對比如表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/鋼化真空玻璃的計權(quán)隔聲量可達37dB，而等效厚度的單片玻璃和普通中空玻璃的計權(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、鐵路及機場附近應用。

2.4 應用壽命長

無論是邊材料、封口材料，還是內(nèi)部支撐物，真空玻璃均應用了抗老化性能優(yōu)良的無機材料。真空層能對Low-E膜產(chǎn)生保護作用，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算規(guī)程》中整窗傳熱系數(shù)計算方法為依據(jù)進行計算，可得到真空玻璃配合不同型材所獲得的K 值（具體見表3），在實際應用中，不同建筑由不同的標準要求，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)能設計標準》中有1.5~2.0W/（m2·K）的要求，對于此，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)能實例

以北京某辦公樓為例，應用冬夏季累計評價法計算，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)約能耗可達到525716kwh，與真空玻璃年節(jié)約能耗相對應的污染物減排量，如表4 所示。

表4 真空玻璃窗相對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用價值，國家應積極引導真空玻璃行業(yè)發(fā)展，促進玻璃加工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，進一步拓展真空玻璃的應用范圍，促使國家擁有更多的綠色建筑。