玻璃节能技术篇1

关键词：节能双层呼吸式幕墙智能幕墙光电幕墙

中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：

一、玻璃幕墙的发展概况及存在的问题

玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，但我们应该清醒的认识到玻璃幕墙也存在着一些局限性，研究解决光污染，注重节能环保以及新技术的开发和应用，应该是我国今后幕墙玻璃的发展大方向。

二、玻璃幕墙施工新技术

根据原单层幕墙的缺点，经过广大科技人员的努力，已开发出新型节能、无光污染、隔音效果好的幕墙，如双层呼吸式幕墙，智能幕墙、光电幕墙等。

（一）双层呼吸式幕墙

呼吸式幕墙，它由内、外两道幕墙组成，内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间，空气可以从下部进风口进入，又从上部排风口离开这一空间，这一空间经常处于空气流动状态，热量在这一空间流动。

1、呼吸式幕墙的原理与分类

呼吸式幕墙由内外两层玻璃幕墙组成，与传统幕墙相比，它的最大特点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层，由于此换气层中空气的流通或循环的作用，使内层幕墙的温度接近室内温度，减少温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能源42%－52%；制冷时节约能源38%－60%。另外由于双层幕墙的使用，整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墙根据通风层的结构的不同可分为“封闭式内循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。

1）封闭式内循环体系呼吸式幕墙

封闭式内循环体系呼吸式幕墙，一般在冬季较为寒冷的地区使用，其外层原则上是完全封闭的，一般由断热型村中空玻璃组成外层玻璃幕墙，其内层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙式可开启窗，以便对外层幕墙进行清洗。两层幕墙之间的通风换气层一般为100－200mm。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连，形成自下而上的强制性空气循环，室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层，使内侧幕墙玻璃温度达到式接近室内温度，从而形成优越的温度条件，达到节能效果。在通道内设置可调控的百叶窗式垂帘，可有效地调节日照遮阳，为室内创造更加舒适的环境。其节能效果较传统单层幕墙相比达50%以上。

2）敞开式外循环体系呼吸式幕墙

敞开式外循环体系呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反，其外层是单层玻璃与非断热型村组成的玻璃幕墙，内层是由中空玻璃与断热型村组成的幕墙。内外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排气装置，通道内也可设置百页等遮阳装置。冬季时，关闭通风层两羰的进、排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个温室，有效地提高了内层玻璃的温度，减少建筑物的采暖费用。夏季时，打开换气层的进、排风口，在阳光的照射下换气层空气温度升高自然上浮，形成自下而上的空气流，由于烟囱效应带走通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，减少制冷费用。

可见“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环式体系”呼吸式幕墙在遮阳、隔音等方面的优点，在舒适节能方面更为突出，提供了高层、超高层建筑自然通风的可能，从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。

（二）呼吸式幕墙的发展－智能幕墙

智能幕墙是呼吸式幕墙的延伸，是将呼吸式幕墙与电子计算机系统结合在一起发展起来的，是智能化建筑的基础上将建筑配套技术（暖、热、光、电）的适度控制，在幕墙材料、太阳能的有效利用方面进行力改进，通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度和光线，从而节省了建筑物使用过程的能源，降低了生产和建筑物使用过程的费用。它包括以下几个部分：呼吸式幕墙、通风系统、遮阳系统、空调系统、环境监测系统、智能化控制系统等。

智能幕墙的关键在智能控制系统，这种智能化控制系统是一套较为复杂的系统工程，是从功能要求到控制模式、从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统。它涉及气侯、温度、湿度、空气新鲜度、照度的测量，采暖、通风空调遮阳等机构运行状态信息采集及控制，电力系统的配置及控制，楼宇计算机控制等多方面因素。

（三）光电幕墙

光电幕墙，即用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上，镶嵌于两片片玻璃之间，通过电池可将光能转化成电能，这就是-太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术，把太阳光能转化为电能，它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量，使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动，从而产主电压，这称为光电效应。

太阳能光电幕墙集合了光伏发电技术和幕墙技术，是一种高科技工产品，集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建材，特别是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气钵，也无噪声，是一种净能源，与环境有很好的相容性。但因价格比较昂贵，光电幕墙现多用于标志性的屋顶和外墙。充分体现了建筑的智能化与人性化特点，代表着国际上建筑光伏一体化技术的最新发展方向。

工作原理

晶体电池通过导线相互连通，并被接在大表面的模板上，这些电池被嵌入坚硬的树脂玻璃中，导线可接在模板背面或玻璃边缘。作为模板一个组成部分的非晶体是一个完整的平面，相互连通，被告嵌入两块玻璃和透明度高的树脂中。所有模板都可作为幕墙的建筑材料使用，这些模板极为坚固，电绝缘性好，符合二级安全标准。采取这些措施后，即使发生失误，在可触摸部位也不会出现危险的电压。光电模板备抵御外界环境侵扰的能力，或在臭氧，或在酸雨，或在-50度-90度的环境中，光电模板仍可使用几十年，而且是极为美观的造型材料。

光电幕墙的特点是：

节约能源：由于光电幕墙作为建筑护体系，并直接吸收太阳能，避免了墙面温度和屋顶温度过高，可以有效降低墙面及屋面温升，减轻空调负荷，降低空调能耗。

保护环境：光电幕墙通过太阳能进行发电，它不需燃料，不产生废气，无余热，无废渣，无噪声污染。

新型实用：舒缓白天用电高峰期电力需求，解决电力紧张地区及无电少电地区供电情况。可原地发电、原地使用，减少电流运输过程的费用和能耗；；同时避免了放置光电阵板额外占用宝贵的建筑空间，与建筑结构合一省去了单独为光设备提供的支撑结构，也减少了昂贵的外装饰材料，降低了建筑物的整体造价。

特殊效果：光电幕墙本身具有很强的装饰效果。玻璃中间采用各种光伏组件，色彩多样，使建筑具有丰富的艺术表现力。同时光电模板背面还可以衬以设计师喜欢的颜色，以适应不同的建筑风格。

三、重点与难点问题

呼吸式幕墙、光电幕墙在我国刚刚起步，还会有很多具体问题需要解决，如：换气层的宽度（体积）确定。如何才能使其保温节能与隔音降噪达到最佳，日前缺乏理论依据，只能依赖实验，需从设计计算上找到理论依据。

进出风口的设计也是呼吸式幕墙的一个重点，选用不当时一方面会造成换气层循环气流的短路，降低节能效果；另一方面进风口会带入大量的灰尘而影响建筑的外观效果，尤其是风沙较大的地区更应慎重。

玻璃节能技术篇2

[关键词]玻璃，镀膜玻璃，磁控溅射镀膜玻璃生产线

[中图分类号]TQ171[文献标识码]A

平板玻璃作为一种窗用材料，具有高透光率，高硬度和耐久性，质量稳定，加工方便，至今没有其他材料可代替。我国是玻璃生产大国，平板玻璃产销量连续20多年稳居世界第一，河南省玻璃行业在全国也曾有过辉煌的历史。世界三大浮法工艺技术之一的“洛阳浮法工艺技术”就诞生于洛阳玻璃厂，该技术曾在上世纪70年代获得国家发明奖。2000年之前，传统平板玻璃企业的经济效益还是不错的，但随着我国经济的发展和民营经济的壮大，加之玻璃行业入门的门槛不高，浮法玻璃生产线蜂拥而上，造成严重的重复建设和产能过剩问题，玻璃企业经济效益每况愈下，数年来处于全行业微利和亏损状态。

根据玻璃协会统计数据，截止2012年底，全国共有浮法玻璃生产线274条，其中在产213条，在产生产线的产能为8.8亿重量箱（每重量箱为50Kg，下同）。包括浮法、压延、平拉等平板玻璃总产能12亿重量箱，2012年全年平板玻璃产量7.6亿重量箱，销量7.22亿重量箱[1]。与之形成对比的是，2000年之后，用浮法玻璃原片来进行钢化、镀膜、中空玻璃的玻璃深加工行业异军突起，产能急剧扩大，尤以通过在平板玻璃上镀膜，赋予了平板玻璃崭新的含义，改变了浮法玻璃的光学性能，成为玻璃深加工和玻璃行业产业升级主要技术力量。

早在上世纪90年代初，河南省洛阳玻璃厂和商丘振华玻璃厂就先后引进美国AIRCO公司具有世界先进水平的大型磁控溅射镀膜玻璃生产线，从事平板玻璃上镀膜产业，当时国内能生产镀膜玻璃的仅有几家，河南省在全国处于领先地位。但到2012年末，国内已投产的大型磁控溅射镀膜线90台/套，平均每台/套生产线的设计产能约300万平方米，加上房地产调控的影响，玻璃镀膜深加工行业产能也出现了暂时的过剩。现在国家产业政策明确要求严格控制新增平板玻璃产能，遵循调整结构、淘汰落后、市场导向、合理布局的原则，发展高档用途及深加工玻璃，积极研发各种膜材料，推出新型节能玻璃产品。

专家认为，平板玻璃上镀膜是玻璃企业升级深加工、延伸产业链、提高附加值的重要方向。目前河南省规模化的镀膜玻璃生产企业有洛玻新晶润公司、商丘振华金玻公司、北玻镀膜产品公司等，作者依据多年来从事镀膜玻璃行业的经验，对主流镀膜玻璃生产设备（真空磁控溅射镀膜生产线）目前所发挥的作用及将来玻璃产业转型中所起的作用进行探讨。

1镀膜玻璃的概念和目前该产业状况

所谓镀膜玻璃，就是在普通平板玻璃的空气面镀上一层或多层金属、金属化合物、其他化合物薄膜。单层薄膜的厚度从10纳米到40纳米不等，属于真正的纳米材料。目前用于建筑工程的主要有两类镀膜玻璃，一类是通过镀膜使普通的平板玻璃具有对太阳光遮蔽功能，称为热反射镀膜玻璃；另一类通过镀膜使普通的平板玻璃对红外线有极高反射率、具有保温作用，称为低辐射镀膜玻璃，业界也称之为节能玻璃。

目前在欧美乃至亚洲的部分国家，节能玻璃几乎已经普及到每个家庭。比如德国、日本等国家的普及率，已经达到90%以上。而在国内既有的400多亿平方米的建筑中，九成以上没有使用节能玻璃。此外，数十亿平方米的公共建筑和数千万平方米的玻璃幕墙，目前仍以非节能单片玻璃和普通双层中空玻璃为主。

目前我国生产镀膜玻璃的主流工艺为真空磁控溅射镀膜工艺，产品主要应用在建筑用节能玻璃领域。该工艺所镀膜层均匀，工艺稳定，所镀膜层与玻璃本体结合力牢固，生产过程中改换品种灵活，产量高，适于生产大面积平板玻璃（常用板面2540×3660）。真空磁控溅射镀膜工艺的主要特点是在高的本底真空度（10torr-6torr）下，往工艺室充入工艺气体（通常为Ar、N2、O2），采用不同的靶材料，给装有靶材的阴极加负电压，形成等离子体进行反应溅射或不反应溅射，同时玻璃在靶材下方运动过程中沉积上薄膜。生产线配置的高低取决于工艺室靶材料的种类多少和溅射阴极的多少。世界上从上世纪70年代就有该工艺应用于镀膜玻璃的生产。当时，德国leybold公司和美国Airco公司是主要的真空磁控溅射生产线制造厂家和镀膜产品研发厂家。国内从80年代末和90年代初。洛玻、南玻、耀皮等国内重点玻璃企业先后从这两家引进生产线，最初生产的产品品种都是热反射镀膜玻璃，该镀膜玻璃所反射的各种色彩一下子折服了国内的建筑设计师，客户趋之若鹜。2000年之后，低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃）开始进入国内市场。该产品主要特点是太阳光的可见光部分具有高的透过率，对红外线部分具有高的反射率，具有选择吸收功能，该产品尤其适用于严寒和寒冷地区，一经面世即呈爆发性增长趋势。

2真空磁控溅射镀膜玻璃生产线

镀膜玻璃产业的发展，既可为下游节能中空玻璃行业提供充足的原材料，也促使上游真空磁控溅射镀膜设备制造产业、靶材制造产业、真空泵制造产业的发展。以前世界上通用的大型连续玻璃镀膜成套设备被德国莱宝（Leybold）、冯·阿登纳（VonArdenen）、日本爱发科（ULVAC）和美国应用材料（AppliedMaterials）等国际巨头垄断。从20世纪80年代起，国内有沈阳真空技术研究所等一批科研机构开始真空镀膜技术的科技攻关，但应用领域基本局限于军工和小件装饰镀膜。到2005年以后，通过在线实际工作经验的积累、引进吸收、升级改造和自主创新，国内企业逐步掌握了大型连续镀膜技术，开始进行真空磁控溅射镀膜生产线的研发和试生产。2008年即有大型连续真空磁控溅射镀膜玻璃生产线进入商业化运营。广泛应用在镀膜玻璃和制镜等建筑材料玻璃镀膜。伴随着下游镀膜玻璃应用的发展，我国玻璃镀膜设备行业得到快速发展，涌现了成都南光、深圳豪威、湘潭宏大、洛阳北玻、张家港新艾柯、上海自创镀膜设备有限公司等一批专业从事真空磁控溅射镀膜生产线装备的制造企业，打破了过去我国工业玻璃镀膜生产线设备市场一度被国外企业垄断的局面。

3真空磁控溅射镀膜玻璃生产线主要应用

3.1建筑用热反射镀膜玻璃的生产：这是一种从上世纪90年代初开始进入国内市场的产品，起到遮蔽太阳光、单向透视（白天从室内清楚地看到室外，室外看不到室内）的作用，且玻璃反射率较高，玻璃面可呈各种漂亮的颜色，起建筑装饰和节能环保作用。适用于建筑门窗、玻璃幕墙等，见图3。

3.2建筑用低辐射镀膜玻璃的生产：此产品从2000年后开始进入我国，主要功能层为10纳米厚的金属银。由于银在大气中易氧化，需要加上介质层保护，该膜层结构复杂，对设备配置要求高。该产品可见光透过率较高，遮阳系数和传热系数低，应用于门窗及幕墙外观呈现中性柔和色调，起到控制阳光和良好的保温节能作用。

3.3汽车用镀膜玻璃的生产：主要用于汽车窗玻，由于汽车玻璃多为弧形，需进行热弯加工，就要求所镀膜层材料适应热弯工艺（经受600℃～700℃高温和淬火冷却过程）。一般要求所镀膜层有遮阳功能即可，见图4。

4磁控溅射镀膜生产线未来应用

随着科技的发展，时代的进步，磁控溅射镀膜玻璃生产线还会有更多的应用方面：

4.1太阳能光伏用玻璃基板镀AZO（氧化锌掺铝）薄膜：目前的太阳能光伏发电工业，薄膜太阳能电池由于硅材料消耗少、生产成本低、生产效率高，被认为是发展前途最为光明的新型太阳能电池[2]。薄膜太阳能电池的制作需要采用TCO（透明导电氧化物）薄膜作为前电极和后电极来导出电流，现在使用的TCO材料主要是浮法在线镀膜生产的FTO，需日本进口、价格昂贵。研究人员研究出了用普通的磁控溅射镀膜工艺，采用金属锌铝靶，生产高性能的AZO膜，其性能能够完全替代FTO薄膜。

4.2太阳能集热器用兰膜：所谓兰膜，就是在真空磁控溅射镀膜玻璃生产线，主要是用金属钛作为溅射靶材，以N2、O2作为反应气体在玻璃上沉积薄膜，因其外观是蔚蓝色，故称兰膜。兰膜对太阳能吸收率高，用于太阳能平板集热器。它以水为加热介质，可用于民用，也可用于沙漠上阳光充足地区建电站。目前国内高性能的集热器用兰膜基本上都是从德国进口。主要生产厂家有TINOX、blutec等，见图6。

4.3装饰用图案玻璃：目前有很多建筑物的内外装修会采用一些美丽的图案，这些图案玻璃在磁控溅射设备上也可容易的获得。我们只需在待镀膜的玻璃上贴上图案的保护薄膜，玻璃在镀膜机镀膜后揭去保护膜即可。用磁控溅射镀膜及来做图案玻璃，图案颜色靓丽，而且产量很高，见图7。

4.4其他方面的应用：目前应用于建筑镀膜的真空磁控溅射玻璃生产线是大面积镀膜设备，所镀膜层材料也可镀在金属薄板、木板板材、塑料板材等，随着时代的发展，也可探索磁控溅射镀膜设备应用于其他板材镀膜的可能性。

总的来说，磁控溅射镀膜技术在我国尚处于成长期，所适用的领域越来越多。在政策方面。近十年间，国家坚持贯彻节能减排、大力发展新能源，积极实施刺激内需拉动经济增长的方针，从法律法规、产业政策等各个层面，相继颁布和出台了一系列支持和鼓励玻璃镀膜深加工及其装备制造产业的法规和政策，有力促进了我国玻璃深加工行业及其设备制造行业的快速发展，再一方面我国广大农村门窗玻璃还是传统的单片平板玻璃和简单的双层中空玻璃，随着城镇化快速发展，节能玻璃的需求量会再次迎来爆发期。河南省玻璃行业基础良好，既有钢化设备和磁控溅射镀膜生产线的制造公司，又有一批从事镀膜玻璃深加工的骨干企业，要重振昔日雄风，需要相关企业单位要充分利用现有政策，并积极争取国家技术专项支持，加快发展。转变行业生存与发展的观念，形成“质量第一、信誉至上”的客户口碑，注重高端市场，创新发展模式。加强产、学、研、用的结合，加强基础研究，开发新工艺；一方面支持磁控溅射镀膜装备发展，立足自主研发，提高我国磁控溅射镀膜设备的综合技术水平、产品质量和可靠性。另一方面是加强镀膜玻璃企业之间的合作与协调，通过合理的机制分享技术、信息，避免无序竞争和重复研发，造成资源的浪费，主打绿色建材和节能环保产品，寻找新的增长点，充分发挥磁控溅射镀膜生产线在玻璃行业转型升级中的作用。

参考文献：

[1]周志武.中国建筑玻璃与工业玻璃协会网，http：//.cn/2013-04-28

[2]王长贵.太阳能电池的发展趋势[J].太阳能，2008（1）：14.

玻璃节能技术篇3

关键词：建筑幕墙；节能；技术

Abstract:withthedevelopmentofsociety,peopleinadditiontohighbesidesbeautifulrequirementsofbuildingenergyefficiencyrequirementsofmoreandmoreisalsohigh.Atpresent,asakindofaestheticfeelingnovelexteriormaintenanceformofglasswallshighlightsthefeatureofmodernarchitecture,itthroughouttheworldtomoreandmoregetextensiveapplication.Butaccordingtothefigures,theglobalenergyconsumptionofbuildingthewholesocietyhas27.6%ofthetotalenergyconsumption,ofwhichabouthalfisrelatedwiththeWindowsanddoorscurtainwall.Inviewofthis,thispaperstudiessomeforeignanddomestictoenergyconservationandenvironmentalprotectionhasanimportantmeaningofthenewmaterial,andthecurtainwalltechnologyarediscussed.

Keywords:theconstructioncurtainwall;Energysaving;technology

中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：

一、幕墙节能材料的选用

（一）玻璃的选用

在目前建筑设计中，针对建筑物外窗和玻璃幕墙，玻璃占的面积是绝大部分的，因为它可以参与的热交换的面积较大，这样使之成为了幕墙和窗节能的关键部分。伴随着科学技术的发展，新型节能的玻璃材料不断地被研究出来，并得到广泛运用，下面针对一些应用较多的材料进行剖析：

（1）阳光辐射控制玻璃

这类玻璃材料主要是采用改变玻璃的光学特性来实现对太阳能辐射进行选择的技术，该技术能够进行选择性屏蔽一些辐射，从而能够达到异性环保节能效果，主要有光谱选择透过性玻璃和透过率可调玻璃：①光谱选择性透过玻璃，它实际上是Low-E玻璃和热反射玻璃技术的延伸，即通过在玻璃表层覆盖一层特殊性质的材料涂层，这种玻璃材料能够选择不同波长的太阳辐射和热辐射。②透过率可调玻璃，这种类型的玻璃能够伴随环境的变化来改变自身的透过特性，能够实现对太阳辐射能量的控制，进而达到满足节能的要求。这种玻璃根据其改变特性的机理可以分为热致变色玻璃、电致变色玻璃和光致变色玻璃。这三种类型的玻璃中，光和电致变色玻璃已经引起了幕墙行业相关人士的广泛关注，并且得到了一定的应用。在实际生活中，光致变色玻璃的可见光透过率能够是现在75%-25%范围内变化，太阳能辐射的透过率变动能够实现53%-23%范围内变化，电致变色玻璃在短短的五分钟内可以时间可见光透过率67%-10%以及太阳辐射66%-10%的变化。

（2）隔热玻璃

随着技术的发展，一些新型隔热玻璃在中控技术上不断被研发出来，主要有以下几种：①惰性气体隔热玻璃，这种玻璃是通过往中空玻璃的空腔内注入惰性气体得到的。如今，国外市场上已经出现了充氯气的4mm-8mm-4mm-8mm-4mm三层中空玻璃，该种玻璃是结合Low-E技术形成，它的传热系数达到了0.7W/(m2·K)。②气凝胶隔热玻璃，气凝胶是一种多孔性的硅酸盐凝胶，其体积的95%为空气，这种气凝胶中的气泡比较小，一般小于20mm，因此，具有较好的隔热性能，而且还不会阻挡和折射光线，因为其颗粒远小于可见光波长。然而这种气凝胶物质长时间使用后会出现沉降现象，这也是目前限制其大范围商业化应用的主要原因。

（二）铝合金型材选用

在选用窗框材料时，需要考虑不同材料的玻璃幕墙和采光顶等外窗的传热系数影响，这个因素是选择材料时不可缺少的条件。目前，一些塑料窗框和木窗框由于本身的传热系数很小，加上其对外窗的传热系数影响也很小，因此在选用作为节能窗框时，很少考虑。相对而言，铝合金和钢窗框等材料本身的导热系数大，加上其对外窗的传热系数影响较大，需要采用断桥处理。这种断桥处理针对铝合金材料来说有很多种，比如，聚酷胶（PA)断热条和聚氨酷（PU）等等，对于一些对保温性能要求非常高的外窗应考虑选择断桥效果较好的铝型材。

二、幕墙节能技术研究

（一）幕墙节能体系的选用

（1）双层幕墙技术

近些年来幕墙行业在开发新型的幕墙结构方面取得不少进展，尤其是双层幕墙技术引人关注，它的节能原理可以总结为循环幕墙由一层玻璃幕墙和一层普通开窗墙体或者双层的玻璃幕墙组成，双层都可以进行上下通风口设置。在夏季的时候，可以打开外层的上下通风口，这样在阳光的照射下其中间空气层温度会升高而出现上浮，从而逐渐形成自上而下的空气流，最终可以达到降低内层表面温度的目的。在冬季时，把外层的通风口关闭，打开内层的通风口，这样夹层中的空气就会在阳光的照射下不断升高，从而逐渐形成一个小温室，这样能够有效地提高内层玻璃温度，造成室内气体循环，从而慢慢提升室内温度，较少热负荷的要求。与单层玻璃幕墙相比，双层的玻璃幕墙可以节约42%-52%的能源，同时制冷时可以节约能源38%-60%。

（2）节能百页技术

相对于传统的百叶遮阳技术而言，节能的百页是对其进行的有效地改进，传统的建筑中百页要么悬挂在室内要么悬于室外，室内的百页不能够高效的控制室内的热量，室外的百页不能达到循环通风效果，这样对节能效果有非常大的影响。我们知道太阳直射能够对建筑的冷热负荷产生影响，夏季遮阳能够对负荷总价值进行有效地控制，冬季的阳光能够进入室内，这样节能百页能够高效的利用这一特征。使用节能百叶是幕墙改革的一个非常好的方案，它能够适度调节角度，以最佳状态来达到节能的目的。

（二）幕墙节能新技术

（1）太阳光变向照明技术

太阳光变向照明技术取代了传统的遮阳机构，它利用幕墙上的光线反射装置把室外的日光反射到室内的天花板上，再由天花板反射到工作或者生活区域，这样为人们提拱照明。这种形势下的光照条件与传统的以“光柱”形式进入室内的太阳光相比，会更为柔和和均匀，从而消除了由直接入射的强烈阳光在电脑或者电视屏幕上造成的眩光，同时还能够改善日光在整个房间甚至建筑物的分布，从而减少照明费用。

（2）光电幕墙

光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热和装饰等功能于一身的新型建筑幕墙，此种类型的幕墙集合了太阳能光电技术与幕墙技术，把以前被当作有害因素而屏蔽掉的太阳光，转化为能被人们利用的电能。光电幕墙的意义还体现在它把太阳能发电技术集成到建筑幕墙产品中，不占用专门的土地，而且太阳能光电板也可以替代传统的玻璃等幕墙面板材料，无需重复投资。

三、总结

长期以来，人们总是认为幕墙建筑不节能，但是从分析中可以看到，随着科学技术的不断发展，幕墙节能材料和节能系统的不断完善，玻璃幕墙也可以做出符合节能要求的建筑物。幕墙节能，并不是人们想象中的存在技术上的问题，更多的是我们对它的重新认识与合理运用。

参考文献

[1]龙文志.热通道幕墙及智能幕墙[A].2009年全国铝合金门窗幕墙行业年会论文集锦.

玻璃节能技术篇4

关键词低辐射镀膜玻璃，制备方法，节能

1前言

随着现代建筑对装饰材料要求的提高，人们对作为建筑材料之一的玻璃的要求也越来越高。玻璃是建筑物和汽车不可缺少的组成部分，承担着许多重要的功能，包括美化建筑物和汽车的外观、采光及给室内带来开阔的视野。但是普通玻璃阳光透过率很高、红外反射率很低，大部分太阳光透过玻璃进入室内，从而会加热物体。而这些室内的能量又会以辐射形式通过玻璃散失掉。据统计，建筑物中通过门窗散失的热量约占整个建筑采暖或制冷能耗的50%，而通过玻璃流失的热量就占整个窗户的80%左右。

低辐射膜对远红外（热辐射）的反射率很高，具有阻隔热辐射直接透过的作用。玻璃镀上低辐射膜，其隔热性大大改善。普通镀膜玻璃不具备反射远红外线的功能，同样也不能达到隔热保温的目的。低辐射膜的本质是降低表面的辐射率。当太阳能通过低辐射玻璃表面时，反射到空间一部分，进入室内的一部分和室内物体发射的红外线，由窗户又反射到室内，使室内热能不易散失。这一特性使Low-e玻璃的传热系数大大降低，有效地改善了窗户的隔热性能[1]。

2开发低辐射镀膜玻璃的意义

太阳辐射是取之不尽的巨大能源，透过大气层到达地平面的太阳辐射热按光谱区的能量分配大致如下：波长0.3～0.38μm的紫外光，其辐射能约占太阳总辐射能的13%；波长0.38～0.78μm的可见光区，其辐射能约占太阳辐射能的43%；波长0.78～2.5μm的红外光，其辐射能约占太阳辐射能的41%；其余的约占3%，即太阳能能量的97%集中在波长0.3～2.5μm范围。普通透明玻璃对太阳的辐射透射比和传热系数都很高，5mm厚的普通浮法玻璃对太阳辐射的透射比高达84%，在炎热的夏季大部分的太阳辐射能通过窗玻璃透进室内，使房间的温度升高，使空调负荷很大。在玻璃表面通过物理或化学沉积方法涂上一层薄膜，由于膜层具有特殊的光热性能即具有反射太阳辐射能的特性，因而成为节能型玻璃[2]。

最初开发的Low-e玻璃主要用于寒冷地区，以降低能源消耗。冬季，它对室内散热片及室内物体散发的远红外线，几乎如绝缘镜一样，全部反射回室内，保证室内热量不向室外散失，从而可以节约取暖费用。夏季，它可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内，节约空调费用。同时，它可使70%以上的太阳光（可见光和近红外光）透入建筑物内，对可见光的透过率适中。可见光的发射率低可避免光污染的产生，营造良好的光环境。低辐射镀膜玻璃的这种选择透过性，可以起到控制阳光、调节热量、节约能源，进而保护环境的作用，因而成为目前世界上公认的最理想的窗玻璃材料。数据表明，建筑物使用普通中空玻璃比单层普通玻璃节能50%左右，使用低辐射镀膜玻璃的中空玻璃窗，可比单层普通玻璃窗节能75%左右[3]。由于窗户是节能的薄弱环节和重点部位，改善建筑物窗户的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键因素。随着国家对节能和环保力度的加大，人们已越来越关心燃烧所产生的污染问题，特别是我国煤炭占能源消耗总量的75%，建筑采暖所用能耗占全国商品用能耗量的10%左右。随着城镇建设的快速发展，建筑用能耗所排放的污染物急剧增加，建筑节能所体现的经济和社会效益就日益突出。玻璃工业作为建筑业的一个支柱行业，若能抓住机遇调整产品结构，生产节能玻璃将会使全行业进入一个新的发展阶段[4]。

3国内外现状

3.1国内现状

80年代末，我国只有几家企业引进镀膜玻璃生产线和技术。到了90年代初期，市场对镀膜玻璃的需求量增长迅猛，镀膜玻璃出现供不应求的局面，而且利润非常可观，因而各种镀膜生产线被迅速引进。短短几年时间内，该行业在我国得到迅速发展。结果其生产能力超过了我国当前建筑业的实际需求，形成了供过于求的局面。由于有些企业单纯追求一时的经济效益，不关心生产、使用、施工中的技术研究和质量管理，导致一些企业停产或转产，很多企业效益下滑，使镀膜玻璃生产行业的健康发展受到了很大的影响。虽然有些企业引进了国外的生产线和相关技术，但由于我国企业的经营模式所限，各企业只对设备的使用、维修、保养及简单的膜系开发作了些研究，很少有企业与科研院所和镀膜设备制造商融为一体，对镀膜工艺和技术作深入的研究和开发，因此国内镀膜行业的发展和国外相比存在很大的差距[5]。

3.2国外现状

70年代出现的世界能源危机，促进了低辐射玻璃的开发和应用，到了80年代末期，国外特别是欧洲和美国等国家和地区的建筑物门窗大量采用低辐射镀膜玻璃。美国在80年代末期，低辐射玻璃窗已占整个双层玻璃窗市场的四分之一以上。由于低辐射镀膜玻璃优异的节能效果，使其在欧美及日本等发达国家得到了广泛的应用，年使用量的增长率高于20%，全世界年用量已超过1.2亿m2。德国政府1996年立法规定，所有建筑物都必须采用低辐射镀膜玻璃，以减少普通玻璃因热损失过大而造成的能源浪费。欧共体自2001年6月新节能条例生效后，要求在此后的新建、改建建筑物上推广使用低辐射玻璃，使低辐射玻璃市场需求量急剧上升。全欧洲年需求量达到了6500万m2。推广普及低辐射中空玻璃的德国今后要达到92%，奥地利为90%，波兰为75%，美国由于推行了“能源之星”等节能措施，低辐射玻璃的使用量也急剧增长，2001年低辐射玻璃的销售量为5140万m2[6]。

现今许多国家也正在出台类似的政策。随着各国的重视及相继立法，低辐射镀膜玻璃的用量将大幅度增加。

4低辐射镀膜玻璃的制备方法

目前生产镀膜玻璃的方法主要有以下三种：一是真空蒸发镀膜；二是磁控溅射镀膜；三是化学法镀膜。前两种方法属于物理气相沉积PVD（PhysicalVapourDeposition）。第一种工艺方法投资少、见效快，属一种短平快的项目，但存在膜层不均匀、牢固性差的缺点，因而该工艺将会逐渐被淘汰；磁控溅射法自动化程度高，其膜层易控制，因此其产品质量较好，但该工艺设备投资大、生产周期长，在一般的中小企业中推广存在一定的困难。目前，用磁控溅射法生产低辐射镀膜玻璃的主要厂家有德国莱宝、美国BOC等公司。在线生产低辐射镀膜玻璃的厂家只有英国皮尔金顿公司、美国PPG公司、法国圣戈班公司等少数几家大公司，这些公司大都采用CVD（ChemicalVapourDeposition）法生产低辐射镀膜玻璃。

化学镀膜法操作简单、经济、易于大面积成膜，其中采用CSD（ChemicalSprayDeposition）法较多。化学法的另一种方法是溶胶－凝胶法（Sol-gelMethod），该法是目前国内外广泛采用的镀膜玻璃生产方法。生产镀膜玻璃的三种方法比较如表所示。

溶胶－凝胶技术是80年展起来的一门新技术，指有机或无机金属化合物经过溶胶－凝胶化和热处理形成氧化物或其它固体化合物的方法。其过程是：用液体化学试剂（或粉状试剂溶于溶剂）或溶胶为原料，在液相中均匀混合并进行反应，生成稳定且无沉淀的溶胶体系，放置一定时间后转变为凝胶，经脱水处理，在溶胶或凝胶状态下成形为制品，再在低于传统的温度下烧结[8]。

利用该法制备的无机薄膜材料具有耐热性好、稳定性高、强度大的特点，还能使基材具有光、电、色、磁、热等特殊物理功能，因此受到各国的重视。溶胶－凝胶法设备投资少、具有生产工艺简单、建厂快、产品膜层均匀性好、膜层耐酸碱和牢固性较好的特性，适合于大面积制膜，而且薄膜化学组成比较容易控制，能从分子水平上设计、剪裁，特别适合于制备多组元氧化物薄膜材料。更重要的是该产品可以用于钢化及热弯，因而目前在国内被广泛采用[9]。

低辐射镀膜玻璃主要有银膜体系，包括单银和双银膜系等。SnO2基薄膜、掺锑的SnO2薄膜简称为ATO；掺氟的SnO2薄膜简称为FTO；In2O3基薄膜、掺锡的In2O3薄膜简称ITO；ZnO基薄膜，其中掺铝的ZnO薄膜（ZAO）是目前最好的ZnO系薄膜。

5存在的问题及展望

在我国大面积推广低辐射镀膜玻璃，就必须使其生产规模化，以降低成本。低辐射玻璃在线生产技术涉及化学、流体力学、热工学、机械、材料学、光学、电子学、色度学和玻璃工艺学等学科，是多学科的综合运用，技术难度非常之大。然而基于溶胶-凝胶法的众多优点，若将这个技术开发成熟，将会有广阔的前景，同时会对我国建筑节能步伐的推进作出不可估量的贡献。90年代中期，国内有关部门已着手这项技术的基础性研究。国内在线镀阳光控制膜玻璃的生产技术已经相当成熟，已达到国外同类水平，但从阳光控制膜玻璃生产转到低辐射镀膜玻璃生产还存在很大的技术难度。然而，凭借国内十余年在线镀膜的科研和生产经验，只要我们集中精力，加之国家和社会各界的大力支持，攻克这一难关将不会太遥远。

近年来，我国节能工作虽然取得了长足的进步，但是与国际先进水平相比仍有很大的差距。目前我国能源利用效率仅为30%左右，比发达国家约低10个百分点；人均能源消耗仅为世界平均水平的一半，但产值能耗比世界平均水平高出2倍多。据有关专家估算，如果我国非节能型窗中的40%改造成节能窗，全国每年可减少能耗折合标准煤约1.56亿t，同时可减少向大气排放灰尘7000万t和大量的有害气体。所以未来几年，低辐射玻璃将是镀膜玻璃发展的重点。1996年我国颁布的《中华人民共和国建设部建筑节能技术政策》中规定：从1996年起到2000年新设计采暖居住建筑应达到1980～1981年在当地通用设计能耗水平基础上节能50%的标准，2005年起新建采暖居住建筑应在此基础上再节能30%。这就为镀膜玻璃，特别是低辐射玻璃的大量应用提供了政策依据。中国北京申奥成功，大规模的场馆建设对绿色建材、绿色环保提出了更高的要求，也给节能玻璃的广泛应用带来了契机，可见其发展前景广阔[4]。

参考文献

1姜燮昌.低辐射膜玻璃的最新进展[J].真空,2003,2:1～6

2王伟，付立伟，赵年伟.节能型镀膜玻璃概述[J].玻璃,2002,1:43～45

3陈巧香.低辐射膜的分类及生产工艺技术[J].玻璃,2002,3:39～42

4杜震宇.低辐射玻璃－21世纪节能环保玻璃[J].玻璃,2002,5:27～30

5郭明.国内外镀膜玻璃生产现状及发展趋势[J].玻璃,2002,3:43～45

6鲁大学.低辐射镀膜玻璃在建筑节能中的优势[J].建筑科技,2003,12:20～21

7卢旭晨，李佑楚，韩铠，王风鸣.陶瓷薄膜制备及应用[J].材料导报,1999,6:35～38

玻璃节能技术篇5

摘要:

介绍了浮法玻璃熔窑中采用的鼓泡工艺原理及其作用，通过例举实际生产中的数据进行比对，分析鼓泡工艺技术的应用效果及其在浮法玻璃生产中的重要节能作用。

关键词：

鼓泡工艺；熔化温度；玻璃液反应；碹顶温度；浮法玻璃；窑炉节能

0引言

浮法玻璃熔窑鼓泡工艺是玻璃熔化过程中一种强制性的助熔措施，由于玻璃熔窑的鼓泡技术经济、安全、实用、易操作而被广泛地应用。目前，鼓泡工艺技术作为高效节能熔窑的现代技术手段之一，被企业应用于生产浮法玻璃尤其是着色玻璃，其颜色均匀性、熔化澄清等所起的效果非常显著，尤其是为企业节省燃料、降低生产成本做出了积极贡献。

1鼓泡技术原理

玻璃熔窑的鼓泡技术基本原理是将干燥、净化后的气体，通过熔窑池底特定位置设置的一组或多组鼓泡器向高温玻璃液鼓泡，但因窑炉底部玻璃液黏稠（尤其在生产颜色玻璃时），采用鼓泡器技术，可形成不断地自下而上移动并不断放大的气泡，最终在玻璃液面浮出破裂。鼓泡时，自下而上移动的气泡推动玻璃液移动，并使气泡周围的玻璃液形成环旋转的环流。见图1。如图1所示，在玻璃液热点处的池底，鼓泡器从窑炉底部垂直向上插入玻璃液内，安装鼓泡器装置的横排一行的多个管道喷枪，喷出鼓泡气形成多个环流，强化热点处的屏蔽作用和玻璃液的热对流。鼓泡工艺的屏蔽作用有效阻止未熔化完全的配合料进入澄清区，而热对流速度的加快则提高玻璃液的温度向下传递和均匀分布。采用鼓泡工艺技术，其玻璃液热流速度加大，比未采用鼓泡流速大几十倍。鼓泡工艺可以提高玻璃配合料熔化质量，缩短玻璃熔化、澄清和均化的时间，提高熔窑的熔化能力，降低燃料能源的消耗，实现了节能效果。

2鼓泡工艺在玻璃熔窑上的操作分析

在浮法玻璃生产过程中，鼓泡工艺流程如图2所示。为了更进一步了解鼓泡工艺在浮法玻璃生产过程中的运用情况，通过收集在实际生产过程中会对鼓泡工艺技术产生影响的因素进行对比分析，同时对比分析所采用的数据是以具有浮法玻璃生产代表意义的白玻与本体着色玻璃（绿玻）的实际生产参数，获得的依据。

2.1鼓泡工艺在生产白玻与绿玻时情况分析

表1是生产白玻与绿玻的碹顶温度数据，从#表1中可以看出在生产白玻与绿玻时，1小炉到澄清部测得的碹顶温度数值都高于采用鼓泡工艺后的碹顶温度。生产白玻与生产绿玻时其鼓泡前后所测得的池底温度如表2所示，无论是白玻还是绿玻其鼓泡后的池底温度都高于鼓泡前的池底温度。可见，生产浮法玻璃时采用鼓泡工艺有助于玻璃液对熔窑空间热量的吸收，加速玻璃配合料的熔化。自下而上移动的气泡加快玻璃液与熔窑空间的热交换，通过玻璃液对于空间温度的吸收、扩散等，降低了熔窑碹顶温度，避免了碹顶的烧损，同时带动玻璃液流动达到均化玻璃液温度与玻璃液成分的目的，降低窑炉碹顶温度和提高窑底层玻璃液温度。

2.2鼓泡工艺在生产色玻中情况分析

由表1、表2可以看出，鼓泡工艺在浮法玻璃生产中的应用对于生产本体着色玻璃（也称为色玻，如绿玻、灰玻和蓝玻等）的影响远比白玻影响大。为了加深对鼓泡工艺在浮法玻璃生产过程中影响的研究，选择色玻中的绿玻作为深入研究对象，进行鼓泡枪插入深度、鼓泡流量、碹顶温度和熔窑池底温度，并记录其采用鼓泡工艺与未采用鼓泡工艺的生产参数。

（1）鼓泡枪插入玻璃液深度不同对熔窑温度的影响分析在实际生产时，通过对把鼓泡装置安装在离玻璃液面不同高度的位置以及没有安装鼓泡器的情况进行生产操作分析，其具体碹顶与池底温度变化数据如图3、图4所示。图3中，从无鼓泡器、鼓泡器插入220mm、鼓泡器插入500mm的3种情况分析可以看出，鼓泡工艺的采用，对于绿玻生产时其碹顶温度具有明显的降低作用，随着鼓泡器与玻璃液表面的距离增大，浮法玻璃熔窑的碹顶温度越低，其变化##值为：1小炉碹顶温度低16℃、2小炉碹顶温度##低27℃、3小炉碹顶温度低40℃、4小炉碹顶温##度低47℃、5小炉碹顶温度低47℃、6小炉碹顶温度低32℃、澄清部碹顶温度低20℃。图4中，当鼓泡器枪插入玻璃液表面的距离增大时，熔窑池底温度也随着增加，距离玻璃液面位置从220mm增加至500mm时，温度变化值##为：1小炉高22℃、4小炉高16℃、澄清部高14℃。可见，鼓泡器安装的位置离玻璃液面越远，鼓泡时，可以带动的玻璃液就越多，其玻璃液与空间温度的热交换效果就越明显。

（2）鼓泡器气体流量对玻璃熔窑情况的影响分析3在生产绿玻时，分别使用流量为0.2m/h与31.0m/h的压缩空气进行鼓泡，如表3与表4所示，鼓泡时采用的气体流量越大，产生的气泡越大，因气泡自下而上的移动所带动的玻璃液越多越有利于玻璃液与空间温度的热交换，加速玻璃配合料的化学反应，进而对熔窑热能利用效果越好。

（3）不同鼓泡工艺操作对其它设备工况的影响分析在生产绿玻时采用鼓泡后熔窑池底温度增高，碹顶温度变低，使整个熔窑温度有效地集中在玻璃液中，使玻璃液温度大幅提高，从而可以加速玻璃配合料的熔化。同时如表5所示，采用鼓泡工艺后，耗油量、助燃风以及总烟道温度都减少，鼓泡工艺的利用有利于在浮法玻璃生产过程中的节能。表6是鼓泡前后绿玻的生产指标数据。从表6中可以看出，采用鼓泡工艺后玻璃产品的合格率提升，夹杂物减少等生产指标都表明了鼓泡工艺有助于浮法玻璃生产，特别是对生产色玻所起到的效果更为明显。因此，在浮法玻璃生产中，采用鼓泡工艺不仅可以提高产品的合格率，还起到节能降耗的作用。

3鼓泡工艺在浮法玻璃生产中的作用

通过上述鼓泡工艺在浮法玻璃生产操作过程中所采集的数据可以归纳得到采用鼓泡工艺对浮法玻璃生产具有以下作用：

（1）节能作用鼓泡工艺技术过程中，由于气泡的上升，搅动玻璃液，加强垂直方向上玻璃液对流，增强固有的投料回流和成形回流，促使深层玻璃液的流动增强，使更多的深层玻璃液回流到上层，加强了玻璃液与火焰之间的热交换，有效提升熔窑的热效率。配合料在熔化过程中，由于玻璃液温度的提高而加快了熔化速度，鼓泡工艺技术，加强玻璃液对流，加快熔化速度，单位时间内，提高了玻璃拉引量，节约了燃料，起到了节能作用。

（2）澄清作用鼓泡工艺有利于玻璃液的澄清。根据玻璃液的澄清原理，优质的玻璃液需要将其夹杂的气泡排除。排除玻璃液夹杂的气泡，则是要求在澄清温度下有大的上升气泡来吸收夹杂于玻璃液中的小气泡以形成更大的气泡排出玻璃液面，并且该上升的大气泡需与溶解于玻璃液内的气体组成不同。而玻璃熔窑的鼓泡工艺就可以形成大的上升气泡，即可以吸收原先夹杂在玻璃液中的气泡，促使玻璃液内的小气泡不断被上升大气泡吸收，最后排出玻璃液面，继而达到澄清玻璃液的目的。

（3）均化作用鼓入玻璃液的气泡在上升过程中，搅动四周的玻璃液流上升与增强玻璃液的对流扩散，使玻璃液的成分和温度更加均匀，起到均化玻璃液的作用，提高了玻璃质量。

（4）屏障作用玻璃熔化时，会形成一个最高温度带即热点，并在热点处形成的投料回流，阻挡了配合料的前行，形成一定的化料区。鼓泡工艺的应用则是加强投料回流，降低配合料前行的速度，延长未熔融物在熔化区的停留时间，有效地减少料粉结石的逃逸。

（5）转色作用可以减少玻璃颜色转变的时间，玻璃转色即窑内的玻璃液都要转成均一的颜色。在无鼓泡器的情况下，只能靠窑内玻璃液形成的流动来实现换色生产。采用鼓泡工艺可以通过上升的气泡来增强与带动玻璃液的流动，加快玻璃液颜色的转变，缩短换色生产时间，减少原料与燃料的浪费。

4结语

（1）采用鼓泡熔化工艺技术，可以把喷枪火焰的热温直接传递至窑炉池底不同层面，使池底的玻璃液温度大幅上升，热效率得到大幅提高，加快了玻璃原料料山区的熔化速率，缩短了玻璃液澄清和均化时间，加速玻璃液熔化、澄清、均化，节能和保窑，尤其在生产色玻时，效果非常明显。

（2）采用鼓泡熔化工艺技术，解决颜色玻璃均匀性和澄清问题，继而在单位时间内提高了产量质量；与此同时，可以降低熔窑喷枪火焰的温度，节约了燃料，降低了能耗，也使得熔化部碹顶温度变低，有利于减轻耐火材料的烧损、减少耐火材料结石，有效保护了窑炉耐火材料不被高温侵蚀等。

（3）采用鼓泡熔化工艺技术，可推广应用于生产白玻工艺中，同样可以节能与提高玻璃质量，改变了以前认为只有生产本体着色玻璃时，才需要安装鼓泡器的想法。但在生产色玻时应用鼓泡器的效果远高于生产白玻时的效果，这也是人们为什么在生产色玻时，要求安装鼓泡器的原因。

（4）鼓泡工艺技术使配合料在熔化过程中由于玻璃液温度的提高而加快了熔化速度，加强玻璃液对流，单位时间内，提高了玻璃拉引量，节约了燃料。

参考文献：

［1］姜红,宋力昕,韩新生,何松申.玻璃熔窑三维数学模拟的应用及鼓泡模型分析[J].武汉理工大学学报,2002.24（2）:27-31.

［2］邱懿培.一种本体着色（灰色）浮法玻璃配方及其熔化工艺探讨[J].福建建材,2015（10）:7-9.2

玻璃节能技术篇6

关键词：环保；节能；幕墙

Abstract:Inrecentyears,withthecontinuousapplicationofcurtainwallinthebuilding,people'sawarenessofenvironmentalprotectioncontinuetoprogress,societyforenvironmentalprotectionandenergysavinghasbeengettinghigherandhigher,peopleforthecurtainwallofthegreenenvironmentalprotectionandenergysavingalsoraisednewrequirement.Atpresentinthevariousbuildings,greenenvironmentalprotectionwallapplicationsaremoreandmore,theglasscurtainwallofseveralmeasuresofenvironmentalprotectiontodosomeanalysisandresearch.

Keywords:environmentalprotection;energysaving;curtainwall

中图分类号；[G232.3]文献标识码；A文章编码；

引言：近三四十年来，建筑节能成为世界性潮流，绿色建筑概念大行其道。绿色建筑使用绿色建材和绿色能源，在制造、使用过程中造成的地球环境负荷最小，有利于人类健康。作为现代建筑的象征，玻璃幕墙在世界范围内得到了越来越广泛的应用。而包括幕墙、门窗在内的建筑护结构综合考虑占建筑能耗的75%以上。所以，玻璃幕墙的节能和环保问题显得极为重要。

一、玻璃幕墙的功能

一般来讲，作为建筑物的一种护结构，幕墙的功能要求主要有以下几个方面：

1．满足结构强度及安全性要求；2．控制热量传递;3．控制空气交换;4．控制日光照射;5．控制凝结水汽;6．控制雨水渗透;7．控制噪声;8．控制火灾;9．建筑美学功能;10．满足经济性要求。

幕墙的以上各个功能之间既相互独立，又相互联系，如对热量传递的控制会涉及到对空气交换（空气渗透性能）和日光照射（太阳辐射得热）的控制，而对空气交换的控制主要注重室内环境的换气，通风要求，对日光照射的控制注重解决自然采光、视野通透、消除眩光等问题。它们既相辅相成，又彼此矛盾甚至冲突。只有经过对具体使用环境、影响因素的系统分析，对各功能要求进行仔细的平衡、折衷，才有可能设计出最为适用的幕墙产品。每一个成功的幕墙工程从根本上讲都是综合折衷的产物。幕墙节能、环保性能的提高，主要是通过改善幕墙的热量传递、空气交换、日光照射、噪声控制等功能来实现的。在确保幕墙结构的安全性以及其他物理要求的同时，大力改善上述功能，可以为人们提供更舒适、更经济的居住环境。

二、目前在建筑幕墙的设计和应用方面采用的一些节能环保措施

1、中空玻璃，特别是LOW-E中空玻璃技术

普通白玻璃6mm，k值约为5w/㎡k;5+6+5的普通中空玻璃，K值约2.6~3.5w/㎡k;如果使用LOW-E中空玻璃并充氩气，K值可达1.6~1.8w/㎡k。LOW-E中空玻璃节能环保效果明显，冬季可有效地阻止室内暖气的热辐射向外泄漏；夏季可防止外面的热辐射进入室内。目前全世界Low-E玻璃的年均用量已达到1.2亿m3。

2、光电暮墙

光电幕墙，即用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上，镶嵌于两片玻璃之间，通过电池可将光能转化成电能.这就是--太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术，把太阳光转化为电能，它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量，使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动，从而产生电压，这称为光电效应。其工作原理为：

设计光电幕墙需考虑电池、模板、导线和变压器各个因素，各电池组成模板，各模板组成小分格，并通过导线连接，所有导线又组成一个PV变压器。一个PV变压器是一个封闭的幕墙部分，每套光电设备可由一个或多个变压器组成。每套光电设备都先产生直流电，再由直流电转变成交流电，并由电压网传输，逆整流器再将230/400伏的电压转变成频率通常为50赫兹的电能。晶体电池通过导线相互连通，并被接在大表面的模板上，这些电池被嵌入坚硬的树脂玻璃中，导线可接在模板背面或玻璃边缘。作为模板一个组成部分的非晶体是一个完整的平面，相互连通，被嵌入两块玻璃和透明度高的树脂中。所有模板都可作为幕墙的建筑材料使用，这些模板极为坚固，电绝缘性好，符合二级安全标准。采取这些措施后，即使发生失误，在可触摸部位也不会出现危险的电压。光电模板具备抵御外界环境侵扰的能力，或在臭氧，或在酸雨，或在零下50至90℃的环境中，光电模板仍可使用几十年，而且是极为美观的造型材料。

3、双层节能幕墙

双层节能玻璃幕墙主要分为内循环和外循环体系，有其共同点和不同点，共同特点都是在双层玻璃之间形成温室效应，并将其温室的夏季的过热空气排除室外，冬季把太阳热能有挂制排入室内，使冬夏二季节约大量能源。在夏季为防紫外线和强热辐射要遮阳帘办法是必要的。

3.1内循环双层玻璃幕墙结构主要特点

（1）其结构设计可采用框架断热或单元断热形式

（2）一般外层玻璃选用中空钢化，内层玻璃选择单片钢化

（3）采用强制措施，电控管道系统，把夏季的白天将双层封闭热通道大部分热空气排除室外。冬季将温室效应蓄热通过打开内侧开启扇窗或开启门把热空气排向室内，达到节能效果。

（4）其内外层之间的空腔厚度设计为：一般150-200mm之内

（5）需要增设自然空气进入室内的窗扇通道

（6）便于清洗双层玻璃之间的灰尘

（7）使用材料较少，因此成本较低

（8）但需用电力驱动抽风，它比外循环结构节能率低

3.2外循环双层玻璃幕墙结构主要特点

（1）其结构设计可采用外层框架、单元或点式驳接等几种结构形式，内层框架断热或单元中空玻璃断热形式。

（2）一般外层玻璃选用单片或夹层钢化，内层玻璃选择中空或加LOW—E钢化玻璃。

（3）采用自然的“烟筒”效应通风，所有双通道箱体是独立密闭的。夏季的白天将温室的热空气排除室外，注意不同楼层的“烟筒”效应不同。

（4）其内外层之间的空腔厚度设计较厚，便于内外层之间的空腔人员进入清洗工作（450mm）。

（5）不需要增设专用设备自然空气进入通道和屋内，外层幕墙设计有进出风口，内层幕墙设计有开启门或窗，需要注意的是进出风口应防止沙尘的进入，通道下部设置外空气进入腔体的进风口和上部热空交换后的排风口。

（6）双层玻璃之间的灰尘应考虑方便清洗。

（7）使用材料较多，因此成本较高，本工程估计设计材料费为2500元/m2。

4、生态幕墙及其动态节能技术

生态幕墙，它是随着建筑生态化的发展而发展的。所谓生态建筑。是指根据建筑物的使用功能或使用要求。能够改变建筑生态和建筑色彩的建筑称之为生态建筑。根据使用功能或使用要求，能够改变生态和色彩的建筑幕墙称之为生态幕墙，生态幕墙是生态建筑的一种，是生态护结构的建筑。它是以“可持续发展”为战略，以使用的高新技术为先导，以生物气候缓冲层为重点，节约资源，减少污染，是健康舒适的生态建筑护结构。

生态幕墙，可以在建筑与周围生态环境之间，建立的一个缓冲区域，既可以在一定程度防止各种极端气候对室内影响，又可以强化各种微观气候调节的效果，进而满足人们种种舒适的要求，并且能够达到适当节能的目标。生态幕墙建造，超出常规建筑学和建筑工程学的范畴。是一个系统工程，需要建筑师、结构工程师和幕墙工程师熟悉机械传动原理，了解机械加工、装配以及物理、化学和自动控制等相关科学专业的知识，需要多学科的协调，各专业的通力合作。

生态建筑与生态幕墙在三维空间中，引入了时间，在功能及美学上具有独特的意义，可以称其为“四维建筑”，即静与动，封闭与开放，收敛与张开，空间与时间，使建筑和幕墙更具有鲜明的音乐韵律。改变了传统建筑和幕墙终身不变的形态和色彩，拓宽了建筑和幕墙的新视野和新技术，对现代建筑和幕墙的实践和理论是一种补充和拓展，有着独立的价值和意义。

三、总结

总之，建筑幕墙技术与时俱进，我们应该本着“开放与交流、舒适与自然、环保与节能"的建筑原则,朝着国际前沿方向，开展各种高性能的新型节能、环保、智能化幕墙的研制、开发工作，提高技术建筑幕墙行业的科学技术水平，实现可持续发展。

参考文献：

谢士涛.通风节能环保幕墙[J].建筑学报,2001,(7).