论文部分内容阅读
摘 要：伴随着十九大的胜利召开，“必须坚定不移贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念”再次深入人心，针对当今发展迅猛的建筑行业，由于其耗费能源量大，容易引起污染的问题，致使绿色、节能、环保的发展理念，在建筑行业的强烈需求日益凸显，甚至已经成为当今时代的主题。故建筑行业中使用的玻璃门窗、幕墙确实需要采用节能环保技术。本文笔者首先从节能镀膜玻璃主要的设计原则入手分析，利用CODE软件进行光学分析及能耗模拟计算，详细阐述了PVD镀膜玻璃，在中空玻璃门窗、玻璃幕墙应用后的节能环保效果，最后提出了镀膜玻璃节能环保技术的应用效果及市场前景。
关键词：玻璃；镀膜；LOW-E；节能环保；CODE；中空玻璃
序言
目前，我国正在下大力度发展绿色环保节能事业，快速发展的中国在能源消耗方面也是飞速增长，而且造成污染的情况愈发严重，然而建筑行业的能源耗费量在能源耗费总量中占比一直很大，对于我国这种寻求可持续发展的大国来说，加大建筑行业绿色发展的力度成为必然趋势。节能环保型玻璃门窗、幕墙在建筑行业中的应用极其重要，因此研究其玻璃基片在节能环保方面的技术应用及推广具有重要意义。
节能玻璃的简介
1.1常见的节能玻璃
普通平板玻璃对可见光和长波辐射的反射有限，这就使得其往往会导致夏季室内过热、冬季室内温度降低，而节能玻璃所具备的优秀保温隔热性能就可以解决普通平板玻璃存在的不足，热反射镀膜玻璃、吸热玻璃、中空玻璃、低辐射玻璃均属于较为常见且典型的节能玻璃。
1. 热反射镀膜玻璃
通过金属或化合物薄膜，热反射镀膜玻璃能够实现太阳辐射和紫外线入射量的明显限制，其夏季室内隔热性能十分优秀，不过热反射镀膜玻璃在应用中往往会出现对可见光的阻挡过大、冬季无法较好利用太阳能问题，这点需要得到设计人员的重视[1]。
1.3 中空玻璃
中空玻璃由两片或两片以上平板玻璃组合而成，通过玻璃之间的惰性气体层或干燥空气层，中空玻璃就能够实現对流及传导热损失的有效减少，其利用太阳能取暖的性能也较为优秀。不过值得注意的是，传统的中空玻璃往往会导致夏季室内温度持续上升，但中空玻璃中的真空玻璃能够较好避免这一问题。
1.4 低辐射Low-E玻璃
通过真空磁控溅射法在优质浮法玻璃表面镀膜，即可实现夏季室内热辐射、冬季热流量流失的有效控制，而通过不同品种的低辐射Low-E玻璃选择，便能够满足不能地区的建筑需要，高可见光透过率、高红外线反射率是这一节能玻璃的特点所在，这也是低辐射Low-E玻璃拥有最优秀综合节能性能且在我国当下实现了相对广泛应用的原因所在。
玻璃门窗、幕墙节能环保技术的应用情况
2. 镀膜玻璃技术的应用
镀膜玻璃，如上所述是指在玻璃表层镀上金属类薄膜，由此转变玻璃自身的光学性能，从而有效降低热交换的发生，最终实现玻璃的隔热效果。低辐射玻璃（LOW-E），其表层镀上锡、银、镍铬、氧化硅等物质，这些金属膜能够较好吸收可见光，并有效反射红外线光，但是该类金属涂层强度较差，易产生氧化反应，故经常应用于中空玻璃；导电膜玻璃，其表层镀上氧化铟、氧化锡等导电类物质，具有较高的防腐性能与机械强度；热反射玻璃，其表层镀上钛、不锈钢或铬等金属物质，使得玻璃具有绚丽多彩的颜色，能够较好吸收紫外线，并有效反射红外线，从而高效地控制光线，故热反射玻璃经常应用于建筑物节能环保类玻璃幕墙的建造中。
2. Low-E玻璃处理技术的应用
Low-E玻璃往往用于建造建筑物的门窗，该类玻璃能够有效控制室内热能向室外传递，故具备较好的节能效果。Low-E 玻璃能够极好地透射可见光，但是对于可见光的反射率较低。可见，Low-E 玻璃较之传统玻璃有着更为先进的光学性能。另外，Low-E 玻璃，其外观的清晰度及透明度很高，不仅能够确保建筑物的采光效果，还能有效降低玻璃幕墙的光污染问题。
2.3中空玻璃节能环保技术的应用
中空玻璃，即指在两层玻璃中间分隔出一个独立空间，将惰性气体或空气填充入其中，从而有效管控玻璃内外的热交换，实现玻璃的保温隔热效果，完成节能环保的目标。在此基础上，将两层玻璃的其中一层更换为镀膜玻璃，则可以更好的实现中空玻璃节能环保的性能目标，但值得设计人员注意的是，要保证好中空玻璃的质量，一旦出现空气进入到玻璃中空夹层，则会导致LOW-E功能膜层氧化，从而失去环保节能的大部分效果[2]。
3全年能耗及经济性分析
3.1全年能耗分析
对5种中空玻璃类型进行全年能耗模拟分析，双普通玻璃中空全年能耗最高，双片双银三玻两腔充85%氩气全年能耗最低，节能效果最好，相对双普通玻璃节能率达到26.4%，在不考虑经济因素情况下，采用双银玻璃能够达到最佳的建筑节能效果，根据现实情况综合考虑经济成本、节能等方面，笔者较为推荐单银LOW-E中空玻璃在建筑中的广泛应用[3]。
3. 经济性分析
本次主要采用以年为周期费用计算方式，要分析多种玻璃类型的经济性，就要确定其运行费用，建筑立面面积、采光方向、夏季、冬季室内外温差等等因素。年运行费用要参考CODE模拟能耗数据计算的结果，并结合北京市公共事业率，北京市办公建筑用电费大多在高峰时段，按照1元/kWh 考虑，可得到不同玻璃类型的年运行费用，将各项计算整理得到费用的情况，目前在建筑行业广泛应用的中空玻璃幕墙和其他四类节能中空玻璃幕墙相比差距还是十分明显的，就电费一项而言就可以节省50%甚至75%，再综合考虑建筑物的美观、设计风格及相对的隐私性等几个方面，可以得出明确的结论，镀膜中空玻璃门窗及幕墙能够更好的是适应现在建筑行业的发展需求。
4.结语
在当前建筑领域，如果能将LOW-E中空玻璃及幕墙的应用大幅推广到公装及民用的建筑节能设计中，将大幅降低建筑能耗，同时满足建筑透光性、保暖性等要求，减少热量损失，降低供热能耗，达到良好的节能环保效果，目前Low-E玻璃在国外很多国家的应用程度相当高，而中国Low-E玻璃的普及率则只有不到5%，主要应用在公装市场，民用市场占比相对较小，市场行业前景巨大。对于我国这种能源耗费量较大的发展中国家，建筑行业对于节能环保玻璃的推广尤其必要，其未来的意义也更加深远。
参考文献
[1] 汪海滨 节能玻璃在建筑节能设计中的应用分析[J]江西建材 2018（03）：95-96
[2] 张天佑 玻璃幕墙的节能环保技术进展研究[J]施工技术 2018（02）：37
[3] 王迪 多种Low-E中空玻璃性能对比分析[J]建筑节能 2017（05）：48-49
（作者单位：北京市海淀区香山工业公司）
关键词：玻璃；镀膜；LOW-E；节能环保；CODE；中空玻璃
序言
目前，我国正在下大力度发展绿色环保节能事业，快速发展的中国在能源消耗方面也是飞速增长，而且造成污染的情况愈发严重，然而建筑行业的能源耗费量在能源耗费总量中占比一直很大，对于我国这种寻求可持续发展的大国来说，加大建筑行业绿色发展的力度成为必然趋势。节能环保型玻璃门窗、幕墙在建筑行业中的应用极其重要，因此研究其玻璃基片在节能环保方面的技术应用及推广具有重要意义。
节能玻璃的简介
1.1常见的节能玻璃
普通平板玻璃对可见光和长波辐射的反射有限，这就使得其往往会导致夏季室内过热、冬季室内温度降低，而节能玻璃所具备的优秀保温隔热性能就可以解决普通平板玻璃存在的不足，热反射镀膜玻璃、吸热玻璃、中空玻璃、低辐射玻璃均属于较为常见且典型的节能玻璃。
1. 热反射镀膜玻璃
通过金属或化合物薄膜，热反射镀膜玻璃能够实现太阳辐射和紫外线入射量的明显限制，其夏季室内隔热性能十分优秀，不过热反射镀膜玻璃在应用中往往会出现对可见光的阻挡过大、冬季无法较好利用太阳能问题，这点需要得到设计人员的重视[1]。
1.3 中空玻璃
中空玻璃由两片或两片以上平板玻璃组合而成，通过玻璃之间的惰性气体层或干燥空气层，中空玻璃就能够实現对流及传导热损失的有效减少，其利用太阳能取暖的性能也较为优秀。不过值得注意的是，传统的中空玻璃往往会导致夏季室内温度持续上升，但中空玻璃中的真空玻璃能够较好避免这一问题。
1.4 低辐射Low-E玻璃
通过真空磁控溅射法在优质浮法玻璃表面镀膜，即可实现夏季室内热辐射、冬季热流量流失的有效控制，而通过不同品种的低辐射Low-E玻璃选择，便能够满足不能地区的建筑需要，高可见光透过率、高红外线反射率是这一节能玻璃的特点所在，这也是低辐射Low-E玻璃拥有最优秀综合节能性能且在我国当下实现了相对广泛应用的原因所在。
玻璃门窗、幕墙节能环保技术的应用情况
2. 镀膜玻璃技术的应用
镀膜玻璃，如上所述是指在玻璃表层镀上金属类薄膜，由此转变玻璃自身的光学性能，从而有效降低热交换的发生，最终实现玻璃的隔热效果。低辐射玻璃（LOW-E），其表层镀上锡、银、镍铬、氧化硅等物质，这些金属膜能够较好吸收可见光，并有效反射红外线光，但是该类金属涂层强度较差，易产生氧化反应，故经常应用于中空玻璃；导电膜玻璃，其表层镀上氧化铟、氧化锡等导电类物质，具有较高的防腐性能与机械强度；热反射玻璃，其表层镀上钛、不锈钢或铬等金属物质，使得玻璃具有绚丽多彩的颜色，能够较好吸收紫外线，并有效反射红外线，从而高效地控制光线，故热反射玻璃经常应用于建筑物节能环保类玻璃幕墙的建造中。
2. Low-E玻璃处理技术的应用
Low-E玻璃往往用于建造建筑物的门窗，该类玻璃能够有效控制室内热能向室外传递，故具备较好的节能效果。Low-E 玻璃能够极好地透射可见光，但是对于可见光的反射率较低。可见，Low-E 玻璃较之传统玻璃有着更为先进的光学性能。另外，Low-E 玻璃，其外观的清晰度及透明度很高，不仅能够确保建筑物的采光效果，还能有效降低玻璃幕墙的光污染问题。
2.3中空玻璃节能环保技术的应用
中空玻璃，即指在两层玻璃中间分隔出一个独立空间，将惰性气体或空气填充入其中，从而有效管控玻璃内外的热交换，实现玻璃的保温隔热效果，完成节能环保的目标。在此基础上，将两层玻璃的其中一层更换为镀膜玻璃，则可以更好的实现中空玻璃节能环保的性能目标，但值得设计人员注意的是，要保证好中空玻璃的质量，一旦出现空气进入到玻璃中空夹层，则会导致LOW-E功能膜层氧化，从而失去环保节能的大部分效果[2]。
3全年能耗及经济性分析
3.1全年能耗分析
对5种中空玻璃类型进行全年能耗模拟分析，双普通玻璃中空全年能耗最高，双片双银三玻两腔充85%氩气全年能耗最低，节能效果最好，相对双普通玻璃节能率达到26.4%，在不考虑经济因素情况下，采用双银玻璃能够达到最佳的建筑节能效果，根据现实情况综合考虑经济成本、节能等方面，笔者较为推荐单银LOW-E中空玻璃在建筑中的广泛应用[3]。
3. 经济性分析
本次主要采用以年为周期费用计算方式，要分析多种玻璃类型的经济性，就要确定其运行费用，建筑立面面积、采光方向、夏季、冬季室内外温差等等因素。年运行费用要参考CODE模拟能耗数据计算的结果，并结合北京市公共事业率，北京市办公建筑用电费大多在高峰时段，按照1元/kWh 考虑，可得到不同玻璃类型的年运行费用，将各项计算整理得到费用的情况，目前在建筑行业广泛应用的中空玻璃幕墙和其他四类节能中空玻璃幕墙相比差距还是十分明显的，就电费一项而言就可以节省50%甚至75%，再综合考虑建筑物的美观、设计风格及相对的隐私性等几个方面，可以得出明确的结论，镀膜中空玻璃门窗及幕墙能够更好的是适应现在建筑行业的发展需求。
4.结语
在当前建筑领域，如果能将LOW-E中空玻璃及幕墙的应用大幅推广到公装及民用的建筑节能设计中，将大幅降低建筑能耗，同时满足建筑透光性、保暖性等要求，减少热量损失，降低供热能耗，达到良好的节能环保效果，目前Low-E玻璃在国外很多国家的应用程度相当高，而中国Low-E玻璃的普及率则只有不到5%，主要应用在公装市场，民用市场占比相对较小，市场行业前景巨大。对于我国这种能源耗费量较大的发展中国家，建筑行业对于节能环保玻璃的推广尤其必要，其未来的意义也更加深远。
参考文献
[1] 汪海滨 节能玻璃在建筑节能设计中的应用分析[J]江西建材 2018（03）：95-96
[2] 张天佑 玻璃幕墙的节能环保技术进展研究[J]施工技术 2018（02）：37
[3] 王迪 多种Low-E中空玻璃性能对比分析[J]建筑节能 2017（05）：48-49
（作者单位：北京市海淀区香山工业公司）