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Low-E玻璃的性能及應用

發表時間:2017-03-22 15:13 瀏覽:

  在當代城市中,伴隨著人口高密度化、交通立體化的出現,越來越多的高層建筑出現在人們的眼前。由于人們對建筑物裝飾性要求不斷提高,玻璃幕墻等建筑外立面形式的使用率不斷增大,玻璃這種建筑材料的使用量也不斷增大。人們在選擇建筑物玻璃時,不僅注重其藝術性美學特征,更要綜合考慮其保溫隔熱、能耗成本、光污染問題以及投射陽光的舒適性和平衡等問題。于是,新型玻璃材料陸續出現,具備優異的隔熱效果和良好的透光性的新型材料——Low-E玻璃就是其中之一,它越來越受到建筑設計者、開發商乃至使用人群的關注。

  一、Low-E玻璃的性能

  Low-E 玻璃,即低輻射(Low Emissivity)玻璃,是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物的膜系產品。1978 年,這種材料首次由美國的英特佩應用到建筑物上。到了 1985 年,世界玻璃行業巨頭之一,英國皮爾金頓公司實現了 Low-E 玻璃的規模化生產,從 1990 年開始,其用量在美國以年 5% 的速度遞增。與普通玻璃材料相比,Low-E 玻璃具有優異的熱性能及光學性能。通過在透明玻璃板表面涂覆金屬膜,如以銀為基礎的低輻射薄膜,可大大降低因從室內向室外輻射而造成的熱損失,這樣就保證了室內的熱舒適平衡,既節約了因采暖

  而消耗的燃料,也減緩了因二氧化碳排放而造成的溫室效應。另外,在可見光范圍內 Low-E 玻璃擁有同普通玻璃一樣的良好的透射性。太陽光中的短波透過玻璃后,照射到室內的物

  體上。這些物體被加熱后,將以長波的形式再次輻射。這些經輻射的長波被 Low-E 玻璃阻擋,從而返回室內,也達到了減少室內熱損失的目的。無論室內外溫差有多大,利用這種低輻射玻璃,便能夠實現“冬暖夏涼”的理想狀態。然而,與普通玻璃不同的是 Low-E 玻璃的反射性能卻很低,這樣既能保證建筑物內部空間得到良好的采光,同時又不會因為光反射而對室外行人造成光污染的不良影響,也進一步減小了交通事故發生的概率。

Low-E玻璃的性能

  二、Low-E玻璃的改進

  科學技術的發展也使 Low-E 玻璃的性能有了進一步的提高。為解決 Low-E 玻璃因其鍍膜層脆弱的問題,人們通過將玻璃做成中空的形式來對玻璃加以保護。中空玻璃的出現,也讓人們看到了 Low-E 玻璃的發展前景。曾經為了提高玻璃的隔熱性能,人們嘗試將玻璃厚度增至原來的兩倍,卻從實驗結果中發現其熱輻射率與單層玻璃幾乎完全相同。而中空玻璃是在 3mm 厚的玻璃板與 Low-E 玻璃之間保持一定的間距,形成厚度僅為約 0。2mm 的真空層。憑借這真空層其熱輻射率可達高隔熱玻璃的一半。為進一步加強其隔熱性能,甚至可以采用同等條件下生產而成的三層玻璃。大西正宜在他的《建筑與環境共生的 25 個要點》一書中曾經提出在雙層中空玻璃之間加百葉簾的設想。如同生活中常見的百葉窗,在遮陽方面它不僅可以抵擋紫外線輻射,還能通過百葉簾葉片上下變換角度,從而很容易地對日照和采光進行調整。放下百葉簾葉片向下關閉形成整體一片,空氣層就被分成了兩部分。根據書中所提供的數據可以知道,這種“百葉式”玻璃的熱輻射率可達到 2。0W/(m2·K),與中空層 12mm 的高隔熱雙層玻璃相當。這種帶有百葉簾的玻璃窗甚至可以替代普通的布藝窗簾,確保了室內空間的私密性。

  筆者曾在建筑設備課程中提出有關 Low-E 玻璃的初步改進可能:即將中空玻璃的百葉簾換成可蓄熱的材料。白天,陽光照射玻璃,蓄熱材料可以將部分熱能吸收并儲存,從而減少進入室內的熱能;而到了夜晚,當室外溫度逐漸下降時,蓄熱體通過向外散熱的形式提供給室內熱量以達到熱舒適狀態。如此便與建筑中蓄熱墻體的工作原理相似。其好處不僅在于可以通過材料本身調節一天之內室內的溫度,同時也可以配合季節的變換,通過與百葉簾工作原理的配合,達到一年內的室內熱舒適平衡。

  三、Low-E的應用

  1997 年建成的北京南銀大廈率先使用了美國 Viracon 公司生產的 Low-E 玻璃,其淡雅的藍灰色玻璃幕墻在當時引起了不小的轟動,而且節能效果也非常突出。盡管 Low-E 玻璃可謂是真正意義上的綠色、節能、環保材料,但并沒有在現實生活中被廣泛應用。原因之一在于目前在生產方面,Low-E 玻璃的成本要高于普通玻璃,尤其是技術復雜的雙銀Low-E 玻璃;原因之二在于低端 Low-E 玻璃充斥市場,阻礙Low-E 玻璃健康發展;原因之三在于 Low-E 玻璃并未被絕大多數人所知曉,因此無人談及將其推廣。新興的節能材料將會帶來社會效益和經濟效益,同時可以提高人們生活的舒適度,但往往由于材料本身不被建筑師等所了解,便無從談及在設計中加以運用,更不用說推薦給客戶使用。

  誠然,目前國內對于 Low-E 玻璃的使用現狀不甚樂觀,但隨著國家相繼頒布公共建筑和居住建筑的節能標準,人們已經開始關注并接受 Low-E 玻璃在生活中所起的重要作用,也有如上海的湯臣一品、北京的公園大道等高層建筑已經對其加以使用。加之技術上的進一步發展,使 Low-E 玻璃的生產成本有所降低,促進了開發商對其的投資。最后,筆者認為,大力打造國內企業品牌形象、提升生產質量也是尤為重要的,嚴禁低端 Low-E 玻璃走入市場,提高國內企業品牌的知名度,從而與國外知名品牌形成一定的競爭力。

  四、結語

  在全球能源緊張、全社會節能意識日益增強的環境下,同時伴有土地資源緊缺,越來越多的高層建筑拔地而起的現狀,Low-E 玻璃有著無限的發展空間和應用前景。Low-E 玻璃的出現,改善了傳統玻璃幕墻的弊端,也將逐步取代傳統玻璃,引領人們進入綠色的、可持續發展的新生活環境中。

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