光电玻璃技术范文

智能玻璃窗

2007年1月，日本产业技术综合研究所推出了一种可以自行变化透明度，它可以根据用户的意愿变得如镜子一样的玻璃。这种玻璃的关键之处在于置于内壁的两块玻璃板。一块用钛镁合金制成，另一块则以钯为材料。两块玻璃之间的空间则根据想要达到的效果填满各种气体。例如，如果注入一种无氧气体，玻璃就会变得透明；相反。玻璃则犹如一面反射镜。

这一新技术使拥有光反应变色层的玻璃家族得以丰富。它可以运用于制造眼镜片或用在电子方面。此外，还有电子反光玻璃，这一技术可以用来制造能智窗户。只需按动开关就可以改变玻璃的透光效果，住宅和办公机构都可以安装这样的窗户。

新的“镜子玻璃”技术比原来的电子反光玻璃更能达到节能效果。研究人员认为，如果在住宅和汽车上使用新的“镜子玻璃”，则可以减少30％的能源消费。

在这些方面最为大胆的革命是气凝胶玻璃的使用。巴塞罗邪研究所的莫林斯说：“气凝胶呈透明状，是目前所知的最好的隔离材料。”他指出，这种材料可以让居室温度仅因为一根蜡烛使之变得暖洋洋的。美国航天局甚至也把气凝胶用于制造航天飞机的窗户。

“多才多艺”的玻璃

玻璃领域的技术革新层出不穷。由于技术的进步，在短短30年间，玻璃器皿的重量越来越轻。但质地越来越坚硬。这种“多才多艺的”材料的用途比钢还要广泛。玻璃纤维可以运用在多种领域。玻璃纤维分为短纤维和长纤维。短玻璃纤维在建筑业上作为隔热和隔音层的使用越来越多。长玻璃纤维则用来增强热塑性塑料，甚至可以作为钢的替代品来加固堤坝、桥梁或水库。此外，还可以用来制造军用盾牌。以确保战场上战士们的安全。只要在营地账篷内壁中加入一种玻璃纤维板就可以保护士兵不受距离6.5米之外爆炸的影响。

从厨房到太空望远镜

玻璃家族变为玻璃陶瓷后，它的使用范围就更为广泛了。玻璃陶瓷可以应付温度的急剧变化，比普通玻璃更绝缘。因此，玻璃陶瓷不仅可以用于厨房灶具，还可以用于抗化学腐蚀的工厂和医院的地面材料，以及一些与人们日常生活并不太贴近的领域，如航空航天。

玻璃陶瓷还可以用于天文观测中。欧洲南方天文台的可见及红外波段巡夭望远镜(VISTA)就是利用玻璃陶瓷材料的优势制作的大视场望远镜。将于2007年底开始运行的VISTA望远镜使用的是zerodur微晶玻璃，由一个直径4米的镜片构成，重达5吨，其膨胀系数为零。也就是说，VISTA望远镜的体积和成像效果不会因为温度的变化而改变。

此项专家指出：“高成像质量使我们可以观测到大小只有目前天体1％的天体。”

Zerndur微晶玻璃已经成为建造天文学研究设备的标准材料。“哈勃”望远镜已经准备好用直径1.2米的Zerodur微晶玻璃镜片替换目前的微晶玻璃镜片。新的镜片可以观测到比目前镜片远30倍的天体。此外，目前世界上最大也是最精准的陀螺方向仅也使用这种微晶玻璃。

医学应用

玻璃在医学中应用广泛。例如，生物活性陶瓷玻璃可以用来制作不会产生身体排异反应的器官组织、人造脊椎和人造颌骨。

目前普遍使用的两种生物活性玻璃Bioverit和Bioglass可以用来进行中耳耳骨移植。它的优势是在与血液接触时，会产生羟基磷灰石，这是一种骨骼形成中的磷酸钙。因此，人体会自动将生物活性玻璃辨别为一种天然物质。

还有另一种玻璃材料，它是一种不会产生排异反应的物质，可以达到自我坚固的效果，而且与牙齿同色，还可以改变透明度。它一般在补牙时用作填料。不仅可以贴紧牙齿结构，还可以防止龋齿的再次产生。

光电玻璃技术范文篇2

关键词：玻璃幕墙；节能；传热方式；新趋势

中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：

引言

随着建筑技术的飞跃发张，玻璃幕墙在建筑物中的应用越来越多，玻璃幕墙逐步成为现代建筑，尤其是现代城市建筑的象征。它不仅具有轻巧、活泼、灵动、时尚的外观，还能能改变传统建筑沉闷、凝重的外立面格调。它的透光性能营造出较明亮的室内环境，达到建筑内外空间交融的效果。但是由于玻璃幕墙的上述特点造成了室内外环境容易发生能量交换，从而达不到良好的节能效果。玻璃幕墙作为建筑护结构,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,是传统墙体热损失5倍多，幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右，故幕墙的节能有极其重要的地位，如何提高玻璃幕墙的节能性能成了建筑界和建筑幕墙行业亟待解决的实际问题。因此如何控制玻璃幕墙的热交换是建筑物是否达到节能环保标准的重要措施之一。

玻璃幕墙及其传热过程

玻璃幕墙是垂直向布置的，它是承受水平风荷载为主的护或者装饰性结构，它一般是由支撑结构体系和玻璃面板组成、可以有一定位移能力、将荷载传递给主体结构但是不承担主体结构所受的荷载。

对玻璃幕墙复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究，是进行幕墙热工设计的前提。玻璃幕墙的传热过程主要有三种途径：一是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热:内表面与室内空气间的对流换热,内表面与室内环境间的辐射换热；二是玻璃和铝合金金属框格的传热：通过单层玻璃的热流传热，通过金属框格传热，通过玻璃的镀膜层减少辐射换热；三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热：外表面与周围空气间的对流换热，外表面和外界环境间的辐射换热，外表面和空间的电磁波、红外线辐射换热。其热传导方式主要就是传导、对流和辐射三种，而节能玻璃幕墙则应从上述三种途径加以综合考虑。

玻璃幕墙节能的主要措施和方法

目前玻璃幕墙节能的主要措施有:阻止热传导(如设置断热桥等)；降低结构传热系数(如热反射玻璃、低辐射镀膜玻璃、中空玻璃等新型玻璃)；降低空气渗透热损失、减少开启窗扇面积、提高气密性等；最新玻璃幕墙节能地有效措施式是双层幕墙。

3.1玻璃的选用

对于建筑物外窗及玻璃幕墙来说,由于玻璃的面积占据立面的绝大部分,可以参与热交换的面积较大，因此玻璃是窗、幕墙节能的关键。

关于阳光辐射控制玻璃，这类技术通过改变玻璃的光学特性来实现对太阳能辐射的选择性屏蔽从而达到环保节能效果。关于透过率可调玻璃，它随环境改变自身的透过特性，实现对太阳辐射能量的有效控制。根据玻璃特性改变的机理不同，这种可调玻璃又可分为热致变色玻璃、电致变色玻璃和光致变色玻璃。热致变色就是玻璃随着温度升高而透过率降低，电致变色则是当有电流通过的时候玻璃透过率降低,光致变色就是玻璃随光强增大而透过率降低，以上过程均是可逆的。这其中，电致变色玻璃和光致变色玻璃尤为引起幕墙行业人士的关注，尤其是电致变色玻璃由于可以人为控制其改变的过程和程度，已经在幕墙工程上得到实验性的应用。

关于光谱选择透过性玻璃:也就是所谓的Low-E玻璃、热反射玻璃等技术的延伸，它就是通过在玻璃表面覆盖一层或者几层特殊材料涂层，使得玻璃对不同波长的太阳辐射或热辐射具有不同的透过率。该技术能使得太阳辐射中的可见光成分最大量的通过，同时阻挡具有较高热量的紫外、红外线的成分，最大限度的利用自然光照亮室内，又把辐射的热能阻挡在室外，于是从采光和制冷两方面同时起到了节能效果。也可以使用它相反的特性，阻挡可见光透过热量，从而适用于高纬度地区以消除进入室内的眩光，同时能有效地利用太阳辐射热来加热室内空气。

3.2玻璃隔热的技术

在中空玻璃技术的基础上，一些新型的隔热玻璃不断出现主要有惰性气体隔热玻璃、真空隔热玻璃、凝胶隔热玻璃。

惰性气体隔热玻璃，在中空玻璃的空腔内充入惰性气体,可以得到更高隔热性能的玻璃。目前国外已经出现了充氪气的三层中空玻璃,结合Low-E技术，它的传热系数可以达到0.7W/(m2・K)。

将中空玻璃空腔里的空气抽走，消除掉空腔内部的对流和传导传热,可以获得更好的隔热效果。称为真空玻璃，这种玻璃的空腔很窄,两层玻璃之间用一些均匀分布的支柱分开。通过附加Low-E涂层改善辐射特性,真空隔热玻璃的传热系数可以达到0.5W/(m2・K)。其优点是具有厚度大、重量轻的优点,但生产工艺较为复杂,中间小立柱的存在也影响了它的外观,在一定程度上限制了在幕墙、门窗上广泛的应用。

关于凝胶隔热玻璃，凝胶是一种多孔性的硅酸盐凝胶,95%(体积比)为空气。由于它内部的气泡十分细小(小于20mm),所以具有良好的隔热性能,同时又不会阻挡、折射光线(颗粒远小于可见光波长),具有均匀透光的外观。把这种气凝胶注入中空玻璃的空腔,可以得到传热系数小于0.7W/(m2・K)的隔热玻璃组件。该种气凝胶物质长时间使用后的沉降现象是目前限制它大范围商业应用的主要因素。

3.3铝合金型材选用

不同材料的窗框对外窗(含采光顶、玻璃幕墙)的传热系数影响较大,不容忽视，木窗框、塑料窗框等因材料本身的传热系数较小，对外窗的传热系数影响不大。但是钢窗框、铝合金窗框等材料本身的导热系数很大，形成的热桥对外窗的传热系数影响较大，必须采用断桥的处理。铝合金断桥处理做法有很多种，材料也不同，如聚氨酯(PU)、聚酰胺(PA)断热条等,对保温性能要求高的外窗应选择断桥效果好的铝型材。

3.4提高结构框架的节能保温性能

对于构成玻璃幕墙结构框架的铝合金型材,我们采用的是所谓的“断桥隔热”技术。断桥隔热式铝塑复合窗的原理是利用塑料型材将室内外两层铝合金既隔开又紧密连接成一个整体,既在内外两层铝合金型材间填入保温复合材料，构成一种新的隔热型铝型材，用这种型材做门窗，其隔热性与塑钢窗在同一个等级―国标级，彻底解决了铝合金传导散热快、不符合节能要求的致命问题，保温性好，且其隔音性、水密性、气密性好比一般的铝合金型材都具有很大的改良。

3.5双层幕墙的设计

双层幕墙比单层幕墙在建筑能耗方面对比较低，是幕墙企业近年提倡的新领域。随着节能环保理念的不断深入人心，双层通风幕墙作为一项新兴技术产品，其良好的环保、节能性能，以及新颖的构造给建筑外装饰带来的更多变化。双层幕墙的缺点：一次性投资太大。双层幕墙分为：外循环式双层幕墙、内循环式双层幕墙、综合内外循环的双层幕墙。

外层幕墙采用单层玻璃，在其下部有进风口，上部有排风口。内层幕墙采用中空玻璃、隔热型材，且设有可开启的窗或门。它无需专用机械设备，完全靠自然通风将太阳辐射热，经通道上排风口排出室外。从而节约能源和机械运行维修费用。夏季开启上下通风口，进行自然排风降温。冬季关闭上下通风口，利用太阳辐射热经开启的门或窗进入室内，可利用热能和减少室内热能的损失。内循环式双层幕墙，外层幕墙采用中空玻璃、隔热型材形成封闭状态。内层幕墙采用单层玻璃或单层铝合金门窗，成可开启状态。利用机械通风，空气从楼板或地下的风口进入通道，经上部排风口进入顶棚流动。由于进风为室内空气，所以通道内空气温度与室内温度基本相同，因此可节省采暖与制冷的能源，对采暖地区更为有利。由于内通风需要机械设备和光电控制百叶卷帘或遮阳系统，因此有较高的技术要求和费用。关于综合内外循环的双层幕墙，并不仅仅拘泥于内循环或外循环的单一循环方式，应具有更加灵活的对外界天气、气候状况的灵活适应性。例如对夏季和冬季具有更好的兼顾性，并且减少了对其他系统（如新风系统、制冷系统等）的依赖性，有利于提高综合节能效果。通道设置一般只作通风用，其宽度为100～300mm。有检修、清洗要求时，其宽度为500～900mm。当作休息、观景、散步时其宽度为＞900mm，并设有格栅。

玻璃幕墙节能发展新趋势

随着新型节能玻璃、太阳能利用、新型保温材料等新技术的发展，玻璃幕墙的节能思想正逐渐从被动设防向主动利用能源转变.在开发新型幕墙结构方面进行了很多有益的探索，将新技术、新能源引入到新建筑及既有建筑的改造中，取得了显著的节能效果。运用建筑绿化方法引入生态技术是玻璃幕墙节能发展的新趋势。同时绿色节能玻璃幕墙，太阳能作为一种随处可见的能源,它的潜在利用价值可以说是无限的。如何有效的把清洁太阳能转化成可利用的能源,成为广大科技工作者努力研究的方向。

结论

本文针对玻璃幕墙节能的具体措施和方法进行了研究，玻璃幕墙应该追求设计功能的主动性和积极性，变被动设防为主动利用能源的设计思想。节能玻璃的选择只是建筑节能工作中的一部分，而真正的建筑设计上应全面考虑，包括门窗型材的轻型、气密性、隔热、安全性等。综合运用热能、光能、电能的智能玻璃幕墙是最理想的发展方向。

参考文献：

[1]张其林．玻璃幕墙结构[M]．济南：山东科学技术出版社，2006．

[2]王强，黄义龙，曹芹．双层玻璃幕墙节能效果实验研究[J]．新型建筑材料，2006（7）：70-72．

[3]涂逢祥．节能窗技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．

光电玻璃技术范文

关键词:新型玻璃幕墙；节能；应用

中图分类号：TU382文献标识码：A文章编号：

引言

现在的幕墙的耗能、安全问题使自身处于一种非常尴尬的境界，而第四代节能新型幕墙的面世，使幕墙的生态环保功能、隔热性能和节能方面都有了本质性的突破。这个时代的幕墙采用了高新科技，提高了幕墙的使用功能和舒适度，正在向绿色环保、智能生态的可持续发展道路迈进。

一、传统玻璃幕墙的漏洞

据统计，世界上70%的玻璃幕墙面积都在中国，中国已然成为世界上最大的玻璃幕墙制造国和使用国。随着玻璃幕墙的广泛使用和时间的推移，很多在大厦办公和居住的人会发现，尽管玻璃看上去会使建筑物简洁明快，但是玻璃幕墙的漏洞也越发凸显起来。

1.1、能耗问题

自上世纪70年代能源危机后，世界各国越来越重视节能工作。中国的经济发展和建设同样受能源问题的困扰，建设节约型社会已经成为全社会关注的焦点。有部分统计，目前北京、天津和上海等特大城市的建筑能耗占整个城市所有能耗的25%，位于所有能耗的首位，其中占据建筑总能耗的大半部分的是公共建筑能耗，玻璃幕墙冬季的散热和夏季的吸热，带给建筑物美观的同时也带来了大量的能源消耗。

1.2、光的污染

光污染危害源的主要对象仍然是一个城市的高层建筑玻璃幕墙和矗立在道路两侧的玻璃幕墙块，像一面面巨大的镜子，对光线的反射，极易诱发意外交通事故。而如果人们长期受到玻璃幕墙的“白光污染”，人们会感到心情烦躁和精神压抑，遭受到长时间的照射不仅会造成视力下降，还会诱发一些疾病。在全国范围中，随着玻璃幕墙在各大城市建设中大行其道，在最近几年受到光污染的公众投诉也直线上升。

1.3、安全隐患

据有关专家介绍，目前市场上很多胶水用于黏结玻璃幕墙结构的，会随着时间推移老化，甚至失效。在一般的情况下，制造商对硅胶、结构胶承诺的保质期为10年。即便在目前的技术规范下，玻璃幕墙的设计年限也不超过25年。如果国家年久失修的玻璃幕墙增多，会产生许多安全隐患，成为“空中定时炸弹”。

二、新型玻璃幕墙的出现与发展

随着进步的科学和技术，反光系数低和隔热性能好的一些玻璃相继问世，要想较好地解决保温隔热的问题需要采用由这些玻璃组成的中空玻璃，使解决玻璃幕墙能耗的问题成为可能。中空玻璃的隔热性能好，因为其内部的空气层是在一个封闭的空间，这是不产生对流的一种气体，和空气的热导率的系数就只有1/27。在北方，中空玻璃一般是尽量减少阻隔太阳辐射，让进入室内的太阳辐射最大化。而在南方，中空玻璃首先是吸收或反射太阳短波辐射，再利用中空玻璃的空气层有效隔绝温差传热和长波辐射，从而使大量的太阳辐射不能进入室内。所以，有较好节能效果的玻璃是中空玻璃、有保温隔热功能的单片玻璃配合组成的中空玻璃等。

2.1、生态幕墙

生态幕墙是随着建筑生态化的发展而发展的，根据使用功能或使用要求的基础上，能够改变生态和色彩的建筑幕墙称之为生态幕墙。生态幕墙是一种生态外维护结构的生态建筑。它是基于“可持续发展”作为战略性地利用高科技的试验，生物气候缓冲层为重点，节约资源，减少污染，健康，舒适的生态建筑护结构。

生态建筑与生态幕墙在三维空间中，引入了时间概念，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。

2.2、光电幕墙

光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一体的太阳能光电玻璃幕墙，它充分体现了建筑的智能化与人性化特点。进入20世纪90年代后，随着常规发电成本的上升和人们对环境保护的日益重视，一些国家实施促进太阳能屋顶计划，并提出了新的“建筑物产生能源”理念，从而推动了大规模的发展和光电子技术的应用。美国、德国、日本、意大利、印度和其他许多国家已经建立了一个太阳能屋顶或外墙的建筑。

PV是光电模板的简称，是由嵌入在特殊的高度透明的低铁玻璃，增强处理，通过其连接的导线之间的背面的多个太阳能电池，从而构成一个不可分割的光电​​模板。这是一个完美的技术，它的优点是工作像往常一样，在天气恶劣的情况下，能够抵抗入侵的外部环境，或臭氧、酸雨，或在摄氏零下50度到90度的环境中，光电模板还可以被使用几十年，而且是极为美观的造型材料。

智能化是光电幕墙的特点，太阳能电池发电不排放二氧化碳等温室效应气体，也没有噪音，还能用来发电，由此可见，光电幕墙是一种能与环境很好兼容的净能源。同时太阳能光电技术集成到幕墙中不仅不占有建筑面积，而且太阳能光电板具有晶莹的外观具有特殊的装饰作用，更赋予建筑物鲜明的现代科技色彩。

由此可见，玻璃幕墙的发展与进步的科学是并行的，全面的发展和技术的使用，特别是在新技术、新工艺、新材料的开发，生态幕墙及光电幕墙是科学与技术的综合反映。

三、目前新型幕墙材料的应用

很早以前就有人提出光电玻璃幕墙的理论，并进行了实践，到20世纪80年代才在德国首先广泛的应用起来，德国旭格公司首先展出了光电幕墙，这是将光能应用于建筑装饰业的开始，从此以后，专业人士越来越关注光电幕墙这一产品。

我国随着节能和环保的需要已逐渐接受这种光电幕墙。为了国内的市场需求，已开始与多家海外公司合资引进并生产这种光电幕墙产品。国内在研发具有自主知识产权的光电幕墙产品方面紧跟国际先进技术，最终开发出具有自主知识产权的产品。

德国是最早开始研究并开始使用生态玻璃幕墙的国家，技术成熟得到了广泛的发展，德国法兰克福银行大厦、柏林得比斯大厦和美国建筑研究所办公楼等就是工程的典型。

四、新型玻璃幕墙的发展目标

智能建筑是建筑结构、环境监测、空调和智能控制的统一体，它包含了幕墙结构系统，通风空调系统、阳光调节系统、环境监测系统和计算机控制系统，通过这些系统的协调工作，通过计算机网络系统管理、调控，使建筑成为了“智能建筑”。智能玻璃幕墙是一个新的概念幕墙，幕墙的新结构是与“环保幕墙”，“生态建筑”概念相联系的，智能建筑的一个重要组成部分就是智能玻璃幕墙。随着时代的发展，科学技术的进步，为建筑技术、光电技术、计算机技术等为智能幕墙的实施提供了强有力的支持，作为智能建筑一部分的智能幕墙，其产生和发展必然是社会合力发展的趋势，也是人类进步的象征，只有付出更多的努力，才能真正达到智能化建筑、生态建筑。

五结束语

社会的进步、科学技术的发展，合理的资源利用、节约能源、绿色环保等正成为建筑业发展的主流。我国幕墙的设计和使用一定会完善、合理，新型玻璃幕墙技术以后会给人们的生活带来美好的明天。

参考文献：

[1]白文艳．新型玻璃幕墙在建筑节能中的应用与发展[J].建筑工程，2012，(07)

[2]孙晓亚．新型玻璃幕墙在建筑节能中的应用[J].中国新技术新产品，2012，(02)

[3]崔宏江．浅谈新型玻璃幕墙在建筑节能中的应用[J].哈尔滨宇顺建筑工程设计有限公司.2012（18）