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Low-E 玻璃的性能

 在当代城市中,伴随着人口高密度化、交通立体化的出现,越来越 多的高层建筑出现在人们的眼前。由于人 们对建筑物装饰性要求不断提高,玻璃幕 墙等建筑外立面形式的使用率不断增大,玻璃这 种建筑材料的使用量也不断增大。人们在 选择建筑物玻璃时,不仅注 重其艺术性美学特征,更要综 合考虑其保温隔热、能耗成本、光污染 问题以及投射阳光的舒适性和平衡等问题。于是,新型玻 璃材料陆续出现,具备优 异的隔热效果和良好的透光性的新型材料——Low-E 玻璃就是其中之一,它越来 越受到建筑设计者、开发商 乃至使用人群的关注。本文对 这种材料略做探讨。
 
      一、Low-E 玻璃的性能
 
      Low-E 玻璃,即低辐射(Low Emissivity)玻璃,是在玻 璃表面镀上多层金属或其他化合物的膜系产品。1978 年,这种材 料首次由美国的英特佩应用到建筑物上。到了 1985 年,世界玻 璃行业巨头之一,英国皮 尔金顿公司实现了 Low-E 玻璃的规模化生产,从 1990 年开始,其用量在美国以年 5% 的速度递增。与普通玻璃材料相比,Low-E 玻璃具 有优异的热性能及光学性能。通过在 透明玻璃板表面涂覆金属膜,如以银 为基础的低辐射薄膜,可大大 降低因从室内向室外辐射而造成的热损失,这样就 保证了室内的热舒适平衡,既节约 了因采暖而消耗的燃料,也减缓 了因二氧化碳排放而造成的温室效应。另外,在可见光范围内 Low-E 玻璃拥 有同普通玻璃一样的良好的透射性。太阳光 中的短波透过玻璃后,照射到室内的物体上。这些物体被加热后,将以长 波的形式再次辐射。这些经辐射的长波被 Low-E 玻璃阻挡,从而返回室内,也达到 了减少室内热损失的目的。无论室 内外温差有多大,利用这种低辐射玻璃,便能够实现“冬暖夏凉”的理想状态。然而,与普通玻璃不同的是 Low-E 玻璃的 反射性能却很低,这样既 能保证建筑物内部空间得到良好的采光,同时又 不会因为光反射而对室外行人造成光污染的不良影响,也进一 步减小了交通事故发生的概率。
 
      二、Low-E 玻璃的改进
 
      科学技术的发展也使 Low-E 玻璃的 性能有了进一步的提高。为解决 Low-E 玻璃因 其镀膜层脆弱的问题,人们通 过将玻璃做成中空的形式来对玻璃加以保护。中空玻璃的出现,也让人们看到了 Low-E 玻璃的发展前景。曾经为 了提高玻璃的隔热性能,人们尝 试将玻璃厚度增至原来的两倍,却从实 验结果中发现其热辐射率与单层玻璃几乎完全相同。而中空玻璃是在 3mm 厚的玻璃板与 Low-E 玻璃之 间保持一定的间距,形成厚度仅为约 0.2mm 的真空层。凭借这 真空层其热辐射率可达高隔热玻璃的一半。为进一 步加强其隔热性能,甚至可 以采用同等条件下生产而成的三层玻璃。大西正宜在他的《建筑与环境共生的25个要点》一书中 曾经提出在双层中空玻璃之间加百叶帘的设想。如同生 活中常见的百叶窗,在遮阳 方面它不仅可以抵挡紫外线辐射,还能通 过百叶帘叶片上下变换角度,从而很 容易地对日照和采光进行调整。放下百 叶帘叶片向下关闭形成整体一片,空气层 就被分成了两部分。根据书 中所提供的数据可以知道,这种“百叶式”玻璃的 热辐射率可达到 2.0W/(m2·K),与中空层 12mm 的高隔 热双层玻璃相当。这种带 有百叶帘的玻璃窗甚至可以替代普通的布艺窗帘,确保了 室内空间的私密性。
 
      笔者曾 在建筑设备课程中提出有关 Low-E 玻璃的初步改进可能:即将中 空玻璃的百叶帘换成可蓄热的材料。白天,阳光照射玻璃,蓄热材 料可以将部分热能吸收并储存,从而减 少进入室内的热能;而到了夜晚,当室外 温度逐渐下降时,蓄热体 通过向外散热的形式提供给室内热量以达到热舒适状态。如此便 与建筑中蓄热墙体的工作原理相似。其好处 不仅在于可以通过材料本身调节一天之内室内的温度,同时也 可以配合季节的变换,通过与 百叶帘工作原理的配合,达到一 年内的室内热舒适平衡。
 
      三、Low-E 的应用
 
      1997 年建成 的北京南银大厦率先使用了美国 Viracon 公司生产的 Low-E 玻璃,其淡雅 的蓝灰色玻璃幕墙在当时引起了不小的轰动,而且节 能效果也非常突出。尽管 Low-E 玻璃可 谓是真正意义上的绿色、节能、环保材料,但并没 有在现实生活中被广泛应用。原因之 一在于目前在生产方面,Low-E 玻璃的 成本要高于普通玻璃,尤其是 技术复杂的双银Low-E 玻璃;原因之二在于低端 Low-E 玻璃充斥市场,阻碍Low-E 玻璃健康发展;原因之三在于 Low-E 玻璃并 未被绝大多数人所知晓,因此无 人谈及将其推广。新兴的 节能材料将会带来社会效益和经济效益,同时可 以提高人们生活的舒适度,但往往 由于材料本身不被建筑师等所了解,便无从 谈及在设计中加以运用,更不用 说推荐给客户使用。
 
      诚然,目前国内对于 Low-E 玻璃的 使用现状不甚乐观,但随着 国家相继颁布公共建筑和居住建筑的节能标准,人们已 经开始关注并接受 Low-E 玻璃在 生活中所起的重要作用,也有如 上海的汤臣一品、北京的 公园大道等高层建筑已经对其加以使用。加之技 术上的进一步发展,使 Low-E 玻璃的 生产成本有所降低,促进了 开发商对其的投资。最后,笔者认为,大力打 造国内企业品牌形象、提升生 产质量也是尤为重要的,严禁低端 Low-E 玻璃走入市场,提高国 内企业品牌的知名度,从而与 国外知名品牌形成一定的竞争力。
 
      四、结语
 
      在全球能源紧张、全社会 节能意识日益增强的环境下,同时伴 有土地资源紧缺,越来越 多的高层建筑拔地而起的现状,Low-E 玻璃有 着无限的发展空间和应用前景。Low-E 玻璃的出现,改善了 传统玻璃幕墙的弊端,也将逐 步取代传统玻璃,引领人们进入绿色的、可持续 发展的新生活环境中。
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