绿色建筑玻璃类型及特性研究

绿色建筑玻璃类型及特性研究

徐 浩1和 茜1刘家琦2

应用于绿色建筑中的玻璃除了具有普通的功能外，还需要满足保温、隔热、隔声、安全等新的功能和要求。绿色建筑玻璃的主要类型有夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃和钢化玻璃四类。本文详细分析了各种绿色建筑玻璃的特点及应用范围，以期对绿色建筑的玻璃选材有所助益。

绿色建筑；夹层玻璃；中空玻璃；镀膜玻璃；钢化玻璃

随着我国可持续发展战略的提出以及人们对人居环境质量要求的日益提高，建材与建筑的“绿色化”被提到了议事日程。建筑业中可持续发展观念是以资源有效利用、健康环境和生产效率为基本原则，符合这些原则的建筑被称为绿色建筑。当今， “绿色”已成为人类环保愿望实现的标志，以绿色度表明其对环境的贡献程度。而建筑玻璃是体现建筑绿色度的重要内容。绿色环保玻璃将注定成为人们的新宠和今后绿色建筑玻璃发展的风向标。

一、夹层玻璃

夹层玻璃 （见图1）是将两片或多片玻璃用一种透明黏结材料或胶片黏结在一起的复合玻璃。由于这种黏结材料具有良好的抗冲击性能和黏结性能，当玻璃受到冲击破裂时，外来撞击物既不会穿透玻璃，玻璃碎片也不会飞散出去伤人，从而起到了安全作用。

夹层玻璃按其性能可分为防弹玻璃、防盗夹层玻璃、防火夹层玻璃、电加温夹层玻璃、装饰性夹层玻璃和光致变夹层玻璃等。一般来说，夹层玻璃具有如下一些特性。

1.安全性

夹层玻璃破碎时会产生细小裂纹，类似 “蜘蛛网”状，且破碎的玻璃片牢牢地粘在其PVB胶片上不脱落四散，减少了伤人的机会；而且当夹层玻璃受冲击物撞击时，弹性的PVB胶片可吸收冲击能量，阻止撞击物穿透夹层玻璃，降低了人身撞击玻璃时穿透玻璃冲出窗外和外来物穿透玻璃进入窗内的危险。

图1 夹层展示

2.隔声

厚度相近的夹层玻璃与单片玻璃相比具有较高的隔声能力。这是因为，夹层玻璃内的 “黏弹性”PVB胶片具有高阻尼，可以减轻声音传播时的振动，因此比起相同厚度的单片玻璃，能大幅度降低玻璃谐振频率引起的重合效应。在人们讲话的声波频率范围内，夹层玻璃减轻声音传播的效力强，用于作为室内隔板，隔声效果尤佳。

3.隔热

夹层玻璃的隔热性可以通过使用不同的PVB胶片和具有一定功能的玻璃得以提高。

4.抗紫外线

夹层玻璃的PVB胶片中含有吸收紫外线添加剂，能滤除99%以上的紫外线，不仅能保护人的皮肤不受紫外线伤害，也能防止室内的窗帘、地毯、相片、家具、室内装饰及文件资料的免受褪色或损坏。

在夹层玻璃的制造过程中，选择低吸收系数的原材料，合理控制玻璃结构，保证良好的生产环境，可以使夹层玻璃的透光性能在一定范围内获得提高。

现代居室，隔声效果是否良好，已成为人们衡量住房质量的重要因素之一。使用了PVB中间膜的夹层玻璃能阻隔声波，维持安静、舒适的办公环境。其特有的过滤紫外线功能，既保护了人们的皮肤健康，又可使家中的贵重家具、陈列品等摆脱褪色的厄运。它还可减弱太阳光的透射，降低制冷能耗。夹层玻璃的诸多优点，用在家居装饰方面也会有意想不到的好效果。如许多家庭的门，包括厨房的门，都是用磨砂玻璃做材料。煮饭时厨房的油烟容易积在上面，如果用夹层玻璃取而代之，就不会有这个烦恼。同样，家中大面积的玻璃间隔，对天生好动的小孩来说是个安全隐患，若用上夹层玻璃，家长就可以大大放心了。夹层玻璃安全破裂，在重球撞击下可能碎裂，但整块玻璃仍保持一体性，碎块和锋利的小碎片仍与中间膜粘在一起。

二、中空玻璃

中空玻璃是由两片或多片玻璃在其周边用间隔框分开，并用密封胶密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的产品。中空玻璃优良的性能即为保温隔热能力。中空玻璃的隔热能力主要来自于密封的空气层，因为空气的热导率为0.03W/(m2·K)，而普通平板玻璃的热导率为6.8W/(m2·K)。密封着的空气层基本依靠传导传热，因此能较大程度地提高中空玻璃的隔热效果 （但不是唯一提高中空玻璃隔热性能的途径）。这种玻璃在大幅度提高保温性能的同时，还具有较好的防结露特性。中空玻璃比普通单层玻璃的热阻大，所以能降低结露的温度，而且中空玻璃内部密封，空间的水分被干燥剂吸收，也不会在隔层出现露水。中空玻璃是典型的绿色建筑材料产品，其生命全过程具有较高的绿色化程度。

1.普通中空玻璃

普通中空玻璃是由两层或多层平板玻璃构成。四周用高强高气密性复合粘结剂，将两片或多片玻璃与密封条、玻璃条粘接、密封。中间充入干燥气体，框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。可以根据要求选用各种不同性能的玻璃原片，如无色透明浮法玻璃压花玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、夹丝玻璃、钢化玻璃等与边框（铝框架或玻璃条等），经胶结、焊接或熔接而制成。其结构如图2。中空玻璃可采用3、4、5、6、8、10、12mm厚片度原片玻璃，空气层厚度可采用6、9、12mm间隔。

图2 双层中空玻璃剖面图

2.高性能中空玻璃

高性能中空玻璃与一般普通中空玻璃不同，除在两层玻璃中间封入干燥空气之外，还要在外侧玻璃中间空气层侧，涂上一层热性能好的特殊金属膜。它可以截止由太阳射到室内的相当的能量，起到更大的隔热效果。

中空玻璃中间封入干燥空气，因此根据温度、气压的变化，内部空气压力也随之变化，但玻璃面上只产生很小的变形。另外，制造时可能产生微小翘曲，施工过程中也可能形成畸变。所以包括这样一些因素在内，有时对反射也相应地有些变化，应予以重视。选用颜色不同，反射也不尽相同。

（1）较大的节能效果

高性能中空玻璃，由于有一层特殊的金属膜，可达到0.22-0.49遮蔽系数，使室内空调 （冷气）负载减轻。传热系数1.4-2.8W/(m2·K)，比普通中空玻璃好。对减轻室内暖气负荷，同样发挥很大效率。因此，窗户开得越大，节能效果越明显。

（2）改善室内环境

高性能中空玻璃可以拦截由太阳射到室内的相当的能量，因而可以防止因辐射热引起的不舒适感和减轻夕照阳光引起的目眩。

（3）丰富的色调和艺术性

高性能中空玻璃有多种色彩，可以根据需要选用色彩，以达到更理想的艺术效果。

（4）高性能中空玻璃用途

适用于办公大楼、展览室、图书馆等公共设施和像计算机房、精密仪器车间、化学工厂等要求恒温洹湿的特殊建筑物。另外也可以用于防晒和防夕照目眩的地方。

三、镀膜玻璃

镀膜玻璃 （见图3）是在平板玻璃表面镀覆一层或者多层金属或金属氧化物薄膜，从而通过对玻璃的表面改性使其具有新的或更好的功能。按照制造工艺，将镀膜玻璃划分为在线镀膜玻璃和离线镀膜玻璃两种。按照功能划分，镀膜玻璃包含热反射玻璃、低辐射玻璃、减反射玻璃、导电玻璃、彩釉玻璃、镭射玻璃、镜面玻璃等。镀膜玻璃的制备方法不同。功能多种多样，应该根据具体的应用领域和地域进行选择使用。例如，具有阳光控制能力的热反射玻璃，应该在热带、亚热带使用，反射阳光中的红外线，降低室内的空调能耗。低辐射玻璃既可以在寒带地区使用，降低室内采暖费用，也可以在炎热地区使用，降低室内能耗。镀膜玻璃的主要功能表现在节能和装饰方面，其对绿色建筑的积极作用已经得到确认。

图3 镀膜玻璃

四、钢化玻璃

平板玻璃经过两次加工，经过钢化处理便称为钢化玻璃 （见图4）。它具有很高的强度，弥补了普通玻璃质脆易碎、使用安全性、可靠性极差的缺点，大多适合用于绿色建筑中的门、窗、幕墙等构件。

钢化玻璃按照生产方法可以分为物理钢化玻璃和化学钢化玻璃两种。根据钢化后的形状可以分为平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃，平面钢化玻璃主要用于门窗、隔断和幕墙，曲面钢化玻璃主要用于汽车等交通工具的挡风玻璃。根据钢化时所用的玻璃原片分为普通钢化玻璃、磨光钢化玻璃和钢化吸热玻璃等。

由于钢化玻璃破碎后，碎片会破成均匀的小颗粒并且没有普遍玻璃刀状的尖角，从而被称为安全玻璃而广泛用于汽车、室内装饰之中，以及高楼层对外开窗户上。一般普通玻璃破碎后锋利的刀状尖角很容易割伤小孩或者撞击者，造成对人身的伤害。玻璃破碎后是变成小颗粒还是刀状这是钢化玻璃与普通玻璃最主要区别方式。但在工程检验中，动不动采用这种破坏性的检验无疑是不现实的。

图4 钢化玻璃

五、结语

本文根据建筑玻璃是绿色建筑降低能耗的重要建筑部品之一，提出了全新的概念 “绿色建筑玻璃”。玻璃作为先进的建筑外围护系统和高档次的外装修产品，不应该仅是用来炫耀财富的豪华外壳，而应该是以绿色建筑为宗旨、以可持续发展为目标的生态建筑意识和先进建筑技术的集成。按照绿色建筑的原则，玻璃除了基本的防护功能外，还应考虑室内环境品质的调节、提高建筑节能效率以及环保建材。因此，绿色建筑玻璃的设计应该是多功能的，如获得自然采光、通风，满足景观的要求，避免雨水的侵袭，屏蔽噪音，以及夏季遮阳和冬季御寒等。以可持续发展为目标，绿色建筑最主要的特征就是低能耗。所以为满足这一要求，在建筑玻璃的建筑设计中，首先考虑建筑造形，其次通过幕墙构造设计，使建筑能够直接利用当地的自然环境资源，实现在不使用额外的 “主动式”机电设备的条件下，整个被建造系统及其各个部分能够尽可能满足各种使用功能，并以一种低能耗的方式运营。

[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告.中国建筑工业出版社,2010.3

[2]中国城市科学研究会.绿色建筑2010.中国建筑工业出版社,2010.3

[3]邱永忠.中空玻璃在建筑节能中的应用.上海建材, 2009.2

[4]韩永奇.建筑节能催生节能玻璃市场.建筑,2008.12

[5]杨昭，郁文红.遮阳型节能玻璃的全年节能评价.太阳能学报,2005.2

[6]马眷荣，罗忆，刘忠伟.建筑玻璃应用技术.化学工业出版社,2005

TU524

C

1671-3362（2011）03-0027-04

1.西安建筑科技大学建筑学院；2.青岛理工大学建筑学院）