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【摘要】 玻璃最大特点是可透光且可以作为围护结构材料。玻璃也属于节能产品，本文对建筑用各种玻璃的应用特点进行分析探讨。
【关键词】 吸热玻璃；热反射玻璃；低辐射玻璃；中空玻璃；真空玻璃；普通玻璃
【中图分类号】 TU524 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727—5123（2012）04—004—02
玻璃在现代建筑及装饰材料中占有重要的位置，也是最常见的材料之一，其最大特点是可透光且可以作为围护结构材料。随着建筑技术的快速发展，玻璃在建筑中的用途更加广泛，与建筑环保之间的关系也更加密切不可分别。
1 玻璃的种类及特点
玻璃也属于节能产品的范畴，如中空玻璃，热反射玻璃，Low—E玻璃等产品。它可以根据具体建筑物的设计要求而定，如按导热系数来确定。按照节能要求和性能特点，节能玻璃是通过对其性能参数进行调整，搭配，节能玻璃就可以应用在不同地区不同需要的建筑物上，产生需要的效果。现在玻璃可以分为以下几个类型，即吸热玻璃，热反射玻璃，低辐射玻璃，中空玻璃，真空玻璃及普通玻璃等。
1.1 吸热玻璃。此种玻璃是一种能够吸收太阳能的平板玻璃，是利用玻璃中的金属离子对太阳能进行选择性的吸收，同时呈现出不同的颜色。有些夹层玻璃胶片中也掺入特殊的金属离子，用这种胶片可以生产出吸热的夹层玻璃。吸热玻璃一般可以减少进入室内的太阳热能的30%左右，降低了空调负荷。吸热玻璃的特点是遮蔽系数比较低，太阳能总透射比，太阳光直接透射比和太阳光直接反射比都比较低，可见光透射比和玻璃的颜色可以根据玻璃中的金属离子的成分和浓度变化。可见光反射比，传热系数，辐射率则与普通玻璃差别不大。
1.2 热反射玻璃。此种玻璃是一种对太阳光有反射作用的镀膜玻璃，其反射率可达20～40%以上。它的表面镀有金属，非金属及其氧化物等材质薄膜，这些薄层可以对太阳光产生一定的反射作用，从而达到阻档太阳光进入室内的目的。在低纬度地区进入炎热季节，具有良好的遮阳效果，使房屋内光线柔和舒适，从而可节省室内空调用电量。另外热反射玻璃反射层的镜面效果和色泽对建筑物的外观装饰效果都较好。而且其遮蔽系数，太阳光总透射比，太阳光直接反射比，可见光反射比较高，而传热系数，辐射率则与普通玻璃差别不大。
1.3 低辐射玻璃。低辐射玻璃又被称作Low—E玻璃，是一种对波长在4.5～25um范围的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃，它具有较低的辐射率。在冬季它可以反射室内暖气辐射的红外热能，辐射率一般小于0.25，将热量停滞在室内。在夏季公路，水泥场地和大量硬化地面，建筑物墙体在太阳的长时间辐射下，吸收了大量的热能并以远红外线的形式向周围散发。低辐射玻璃的遮蔽系数，太阳光总透射比，太阳光直接反射比，可见光透射比和可见光反射比都同普通玻璃差别不大，其辐射率，传热系数比较低。
1.4 中空玻璃。中空玻璃是把两片或多片玻璃以有效支撑，均匀隔离并对周边粘结密封，使玻璃层之间形成有干燥气体的空腔，其玻璃之间形成有一定厚度的被限制了流动的气体层。由于这些气体的导热系数大大小于玻璃材料的导热系数，因而具有很好的隔热性能。中空玻璃的特点是传热系数较低，与普通玻璃相比，其传热系数至少可以降低40%，是现在应用前景最好的隔热玻璃。可以采取多种玻璃组合以更好的节能效果。
1.5 真空玻璃。真空玻璃的结构形式类似于中空玻璃，所不同的是真空玻璃空腔内的气体非常稀薄，接近真空。其隔热原理就是利用真空构造隔断了热传导，传热系数很低。根据一些资料介绍，同种材料真空玻璃的传热系数至少比中空玻璃低15%左右。
1.6 普通玻璃。普通玻璃也就是最常见的平白玻璃，其可以通过贴膜产生吸热，热反射或低辐射等效果。由于节能的原理基本相似，贴膜玻璃的节能效果与同功能的镀膜玻璃区别不大。伴随着玻璃产品深加工技术的创新，特别是薄膜技术的不断发展，一些创新的镀膜玻璃产品，己不再是单一功能的节能玻璃，它可以是一种复合了多种功能的节能玻璃，如阳光控制型低辐射玻璃，结合了热反射，低辐射和吸热等多种特性。
2 选择适合的节能玻璃
现在建筑用能耗占全国总能耗的1/3左右，提高玻璃的节能效果已经成为实现建筑节能的关键环节。房屋外窗是外围护结构的主要构件，不但满足室内的通风和采光，散热和观赏外景的作用，还应具备良好的保温，隔热和隔音的性能。但是外窗的耗能比较大却占到建筑总能耗的40%左右。又因为玻璃占整个窗户面积比较大，成为房屋外围护结构中隔热，保温最薄弱的即位。
随着玻璃品种的更多，玻璃节能已成为降低建筑外窗能耗量的首要目标，达到整个建筑物节能的需要。具体而言，要考虑玻璃的遮阳系数Sc，传热系数U（U值分冬夏季，越低越好） ，玻璃阻隔热传导的性能就越好。因此要选择U值越低的玻璃产品，如Low—E中空玻璃。如果对玻璃的隔热性能有更严格要求时，可以选择充有氩气的Low—E中空玻璃。不同气候环境地区应当选择不同Sc值玻璃或中空组装方式。
在不同地区玻璃的选择不同，如寒冷地区，太阳辐射对保持室内温度是有利的，对此不要采用折射率低，遮阳系数小且不能有效利用太阳能取暖的玻璃，如单片热反射玻璃，Low—E玻璃及Solar—E玻璃等。可以选择使用保温性能好的透明中空玻璃。在夏热冬暖区域建筑物耗能主要是室内外温差传热用能和太阳辐射耗能，尤其是太阳辐射耗能占建筑能耗的比例很高，是夏季得热的最主要因素，直接影响到室内的热环境。因此对夏热冬暖地区要尽量控制进入室内的太阳辐射，选择窗玻璃的主要是玻璃的反射系数，尽可能选择Sc小的玻璃。
3 节能玻璃的应用
被动式采暖建筑房屋通过对建筑朝向和周围环境的合理布置，对建筑内外空间的周到处理和材料的合理利用，使得建筑房屋冬季保温采暖，夏季遮阳散热环境舒适。被动式太阳能采暖按照系统供暖方式，可分为直接受益式，集热蓄热墙式，附加阳光间式和组合式几种： 3.1 直接受益式供暖。它利用南向窗直接接受太阳光照射采暖，是被动式太阳能采暖方式中最简单的一种。其特点是太阳光直接加热住宅房间，把房屋本身作为一个有太阳能集热，蓄热和分散的集合点，供热效率高，但进入夜晚降温速度快，室内温度波动大，适用于仅在白天工作的场所。
3.2 集热蓄热墙式供暖。在南向玻璃窗里面的蓄热墙外表面涂上黑色涂层，上下留置风口。白天太阳光入射到（特朗勃墙）蓄热墙上被墙面吸收转变为热量，加热墙与玻璃之间的空气，热空气上升由上风口进入室内，室内低温空气由下风口进入墙与玻璃之间的空气通道，形成自然的热循环。夜间热量通过墙体辐射传导进入室内，要关闭上下风口，防止倒流降温。
3.3 附加阳光间式供暖。阳光间附加在房屋的南侧面，中间用一隔壁把房间与阳光间隔开，阳光间的南墙或屋面用玻璃及其它透光材料，在房屋之间的公共墙上开设门窗或通行洞。阳光间得到太阳光照射很快升温，其温度总是高于室外的环境温度。这样既可在白天通过对流经门窗或通行洞给房屋供热，又可在夜晚作为过渡区，减少房屋的热损失。
3.4 组合式供暖。组合式太阳房是由上述两种或更多类型经组合而成的被动式太阳采暖房。不同的采暖方式结合使用，可以形成互相补充的，更加有效的被动的太阳采暖房系统，现在建成的太阳房大多数为组合形式。
4 玻璃在建筑采光应用
建筑住宅工程中人们还是喜欢自然采光，于是就采用各种建筑造形以适应采光的需要。玻璃采光顶按照组合方式可分为单体，群体和联体几种。单体即单个玻璃采光顶；群体是由多个单体玻璃采光顶在钢结构或砼结构支撑体系上组合成一个玻璃采光顶群；联体由几种玻璃采光顶和玻璃幕墙以共用杆件连成一个整体的玻璃顶和墙面体系。玻璃采光顶按照支架杆件用料分为：钢玻璃采光顶，铝合金玻璃采光顶，玻璃框架玻璃采光顶。玻璃采光顶按照设置方式分为有敞开式和封闭式； 敞开式是指通廊或雨蓬上的采光顶，封闭式是位于封闭空间的顶盖或屋盖上的采光顶。玻璃采光顶抟按功能也可以分为密闭型和非密闭型两种，密闭型是用于封闭空间的玻璃采光顶，非密闭型是用于敞开空间的玻璃采光顶。
玻璃采光顶最大的问题是保温隔热性能较差，如果室内外温差较大，容易产生冷凝水。解决冷凝水有几种方法，首先是采用双层玻璃，改善保温隔热性能；其次是将玻璃顶设计成坡度或弧度，组织好上面排水处理，玻璃采光顶坡面与水平夹角在20～40°为宜；最后是在玻璃顶下面墙体上，留出通风洞或孔，让外面冷空气进入室内，使玻璃顶的内外侧温差减小。玻璃顶下面不再有冷凝水，而且可以改善室内空气质量，但会有一些热量损失。
5 玻璃在其它方面的应用
5.1 景观玻璃窗台的使用。玻璃窗台分为平面式，外凸式及凹陷式。其中外凸式窗台对于景观的可视角度最大化，并且最有利。玻璃窗台增加了室内外的交流，扩大了室内的空间感，可营造出室内外空间的过渡联系。由于玻璃是常用的透光材料，被作为装饰使用，在家具透光的应用方面，要强调的是玻璃的质感和色泽，营造出和谐的室内环境。
5.2 玻璃幕墙。平板玻璃的玻璃幕墙是最普通的幕墙应用形式，使竖向更简洁现代，室内有更好的采光。在建筑照明中配合内部各种灯光，建筑显得更加亮丽。为了处理好隔热问题，使室内空调用电尽量减少，可以采用Low—E玻璃或者双层中空玻璃及隔热玻璃，但是成本会上升。
5.3 玻璃砖。玻璃砖是用透明或带色玻璃制作的块状，空心的玻璃制品或块状表面施釉的制品。其品种主要有：玻璃空心砖，玻璃饰面砖和玻璃锦砖（马赛克）等。玻璃砖是一种非承重砖，但是具有砖的使用特点，同时具备幕墙的透光特点，砌筑时可以根据龙骨框架或辅助框架来达到形成任意造型的表面，使用不同品种的玻璃，如磨沙玻璃，压花玻璃和彩色玻璃，可以造就室内空间的多彩。
5.4 U型玻璃。U型玻璃又称槽形玻璃，是一种新型建筑节能墙体型材玻璃，它是由碎玻璃和石英沙等原料制成，造型为条幅型，具有挺拔清秀和线条流畅的时代感，有独特的装饰效果。而且施工安装方便，综合费用也较低，同普通平板玻璃结构相比较降低费用30%左右，减少湿作业40%左右，节省玻璃与金属材料用量。
通过浅要分析探讨可知，在建筑工程中合理科学地使用玻璃产品，有利于营造健康环保的住宅建筑及室内环境。但是在建筑物表面透光材料的应用中形式是多种多样的，需要不断探索和创新，结合地区和工程特点，使建筑空间达到节省能源，使玻璃材料在建筑中持续健康有序的充分利用，创造良好的应用和社会价值。
参考文献
1 方瑞.真空玻璃的性能与节能效果[J].门窗，2009（3）：34～38
2 谢浩.对玻璃幕墙的节能研究[J].建筑节能，2005（12）：46～48
3 马立群等.考虑建筑节能：玻璃的性能与应用[J].房材与应用2005（2）：25～27
【关键词】 吸热玻璃；热反射玻璃；低辐射玻璃；中空玻璃；真空玻璃；普通玻璃
【中图分类号】 TU524 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727—5123（2012）04—004—02
玻璃在现代建筑及装饰材料中占有重要的位置，也是最常见的材料之一，其最大特点是可透光且可以作为围护结构材料。随着建筑技术的快速发展，玻璃在建筑中的用途更加广泛，与建筑环保之间的关系也更加密切不可分别。
1 玻璃的种类及特点
玻璃也属于节能产品的范畴，如中空玻璃，热反射玻璃，Low—E玻璃等产品。它可以根据具体建筑物的设计要求而定，如按导热系数来确定。按照节能要求和性能特点，节能玻璃是通过对其性能参数进行调整，搭配，节能玻璃就可以应用在不同地区不同需要的建筑物上，产生需要的效果。现在玻璃可以分为以下几个类型，即吸热玻璃，热反射玻璃，低辐射玻璃，中空玻璃，真空玻璃及普通玻璃等。
1.1 吸热玻璃。此种玻璃是一种能够吸收太阳能的平板玻璃，是利用玻璃中的金属离子对太阳能进行选择性的吸收，同时呈现出不同的颜色。有些夹层玻璃胶片中也掺入特殊的金属离子，用这种胶片可以生产出吸热的夹层玻璃。吸热玻璃一般可以减少进入室内的太阳热能的30%左右，降低了空调负荷。吸热玻璃的特点是遮蔽系数比较低，太阳能总透射比，太阳光直接透射比和太阳光直接反射比都比较低，可见光透射比和玻璃的颜色可以根据玻璃中的金属离子的成分和浓度变化。可见光反射比，传热系数，辐射率则与普通玻璃差别不大。
1.2 热反射玻璃。此种玻璃是一种对太阳光有反射作用的镀膜玻璃，其反射率可达20～40%以上。它的表面镀有金属，非金属及其氧化物等材质薄膜，这些薄层可以对太阳光产生一定的反射作用，从而达到阻档太阳光进入室内的目的。在低纬度地区进入炎热季节，具有良好的遮阳效果，使房屋内光线柔和舒适，从而可节省室内空调用电量。另外热反射玻璃反射层的镜面效果和色泽对建筑物的外观装饰效果都较好。而且其遮蔽系数，太阳光总透射比，太阳光直接反射比，可见光反射比较高，而传热系数，辐射率则与普通玻璃差别不大。
1.3 低辐射玻璃。低辐射玻璃又被称作Low—E玻璃，是一种对波长在4.5～25um范围的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃，它具有较低的辐射率。在冬季它可以反射室内暖气辐射的红外热能，辐射率一般小于0.25，将热量停滞在室内。在夏季公路，水泥场地和大量硬化地面，建筑物墙体在太阳的长时间辐射下，吸收了大量的热能并以远红外线的形式向周围散发。低辐射玻璃的遮蔽系数，太阳光总透射比，太阳光直接反射比，可见光透射比和可见光反射比都同普通玻璃差别不大，其辐射率，传热系数比较低。
1.4 中空玻璃。中空玻璃是把两片或多片玻璃以有效支撑，均匀隔离并对周边粘结密封，使玻璃层之间形成有干燥气体的空腔，其玻璃之间形成有一定厚度的被限制了流动的气体层。由于这些气体的导热系数大大小于玻璃材料的导热系数，因而具有很好的隔热性能。中空玻璃的特点是传热系数较低，与普通玻璃相比，其传热系数至少可以降低40%，是现在应用前景最好的隔热玻璃。可以采取多种玻璃组合以更好的节能效果。
1.5 真空玻璃。真空玻璃的结构形式类似于中空玻璃，所不同的是真空玻璃空腔内的气体非常稀薄，接近真空。其隔热原理就是利用真空构造隔断了热传导，传热系数很低。根据一些资料介绍，同种材料真空玻璃的传热系数至少比中空玻璃低15%左右。
1.6 普通玻璃。普通玻璃也就是最常见的平白玻璃，其可以通过贴膜产生吸热，热反射或低辐射等效果。由于节能的原理基本相似，贴膜玻璃的节能效果与同功能的镀膜玻璃区别不大。伴随着玻璃产品深加工技术的创新，特别是薄膜技术的不断发展，一些创新的镀膜玻璃产品，己不再是单一功能的节能玻璃，它可以是一种复合了多种功能的节能玻璃，如阳光控制型低辐射玻璃，结合了热反射，低辐射和吸热等多种特性。
2 选择适合的节能玻璃
现在建筑用能耗占全国总能耗的1/3左右，提高玻璃的节能效果已经成为实现建筑节能的关键环节。房屋外窗是外围护结构的主要构件，不但满足室内的通风和采光，散热和观赏外景的作用，还应具备良好的保温，隔热和隔音的性能。但是外窗的耗能比较大却占到建筑总能耗的40%左右。又因为玻璃占整个窗户面积比较大，成为房屋外围护结构中隔热，保温最薄弱的即位。
随着玻璃品种的更多，玻璃节能已成为降低建筑外窗能耗量的首要目标，达到整个建筑物节能的需要。具体而言，要考虑玻璃的遮阳系数Sc，传热系数U（U值分冬夏季，越低越好） ，玻璃阻隔热传导的性能就越好。因此要选择U值越低的玻璃产品，如Low—E中空玻璃。如果对玻璃的隔热性能有更严格要求时，可以选择充有氩气的Low—E中空玻璃。不同气候环境地区应当选择不同Sc值玻璃或中空组装方式。
在不同地区玻璃的选择不同，如寒冷地区，太阳辐射对保持室内温度是有利的，对此不要采用折射率低，遮阳系数小且不能有效利用太阳能取暖的玻璃，如单片热反射玻璃，Low—E玻璃及Solar—E玻璃等。可以选择使用保温性能好的透明中空玻璃。在夏热冬暖区域建筑物耗能主要是室内外温差传热用能和太阳辐射耗能，尤其是太阳辐射耗能占建筑能耗的比例很高，是夏季得热的最主要因素，直接影响到室内的热环境。因此对夏热冬暖地区要尽量控制进入室内的太阳辐射，选择窗玻璃的主要是玻璃的反射系数，尽可能选择Sc小的玻璃。
3 节能玻璃的应用
被动式采暖建筑房屋通过对建筑朝向和周围环境的合理布置，对建筑内外空间的周到处理和材料的合理利用，使得建筑房屋冬季保温采暖，夏季遮阳散热环境舒适。被动式太阳能采暖按照系统供暖方式，可分为直接受益式，集热蓄热墙式，附加阳光间式和组合式几种： 3.1 直接受益式供暖。它利用南向窗直接接受太阳光照射采暖，是被动式太阳能采暖方式中最简单的一种。其特点是太阳光直接加热住宅房间，把房屋本身作为一个有太阳能集热，蓄热和分散的集合点，供热效率高，但进入夜晚降温速度快，室内温度波动大，适用于仅在白天工作的场所。
3.2 集热蓄热墙式供暖。在南向玻璃窗里面的蓄热墙外表面涂上黑色涂层，上下留置风口。白天太阳光入射到（特朗勃墙）蓄热墙上被墙面吸收转变为热量，加热墙与玻璃之间的空气，热空气上升由上风口进入室内，室内低温空气由下风口进入墙与玻璃之间的空气通道，形成自然的热循环。夜间热量通过墙体辐射传导进入室内，要关闭上下风口，防止倒流降温。
3.3 附加阳光间式供暖。阳光间附加在房屋的南侧面，中间用一隔壁把房间与阳光间隔开，阳光间的南墙或屋面用玻璃及其它透光材料，在房屋之间的公共墙上开设门窗或通行洞。阳光间得到太阳光照射很快升温，其温度总是高于室外的环境温度。这样既可在白天通过对流经门窗或通行洞给房屋供热，又可在夜晚作为过渡区，减少房屋的热损失。
3.4 组合式供暖。组合式太阳房是由上述两种或更多类型经组合而成的被动式太阳采暖房。不同的采暖方式结合使用，可以形成互相补充的，更加有效的被动的太阳采暖房系统，现在建成的太阳房大多数为组合形式。
4 玻璃在建筑采光应用
建筑住宅工程中人们还是喜欢自然采光，于是就采用各种建筑造形以适应采光的需要。玻璃采光顶按照组合方式可分为单体，群体和联体几种。单体即单个玻璃采光顶；群体是由多个单体玻璃采光顶在钢结构或砼结构支撑体系上组合成一个玻璃采光顶群；联体由几种玻璃采光顶和玻璃幕墙以共用杆件连成一个整体的玻璃顶和墙面体系。玻璃采光顶按照支架杆件用料分为：钢玻璃采光顶，铝合金玻璃采光顶，玻璃框架玻璃采光顶。玻璃采光顶按照设置方式分为有敞开式和封闭式； 敞开式是指通廊或雨蓬上的采光顶，封闭式是位于封闭空间的顶盖或屋盖上的采光顶。玻璃采光顶抟按功能也可以分为密闭型和非密闭型两种，密闭型是用于封闭空间的玻璃采光顶，非密闭型是用于敞开空间的玻璃采光顶。
玻璃采光顶最大的问题是保温隔热性能较差，如果室内外温差较大，容易产生冷凝水。解决冷凝水有几种方法，首先是采用双层玻璃，改善保温隔热性能；其次是将玻璃顶设计成坡度或弧度，组织好上面排水处理，玻璃采光顶坡面与水平夹角在20～40°为宜；最后是在玻璃顶下面墙体上，留出通风洞或孔，让外面冷空气进入室内，使玻璃顶的内外侧温差减小。玻璃顶下面不再有冷凝水，而且可以改善室内空气质量，但会有一些热量损失。
5 玻璃在其它方面的应用
5.1 景观玻璃窗台的使用。玻璃窗台分为平面式，外凸式及凹陷式。其中外凸式窗台对于景观的可视角度最大化，并且最有利。玻璃窗台增加了室内外的交流，扩大了室内的空间感，可营造出室内外空间的过渡联系。由于玻璃是常用的透光材料，被作为装饰使用，在家具透光的应用方面，要强调的是玻璃的质感和色泽，营造出和谐的室内环境。
5.2 玻璃幕墙。平板玻璃的玻璃幕墙是最普通的幕墙应用形式，使竖向更简洁现代，室内有更好的采光。在建筑照明中配合内部各种灯光，建筑显得更加亮丽。为了处理好隔热问题，使室内空调用电尽量减少，可以采用Low—E玻璃或者双层中空玻璃及隔热玻璃，但是成本会上升。
5.3 玻璃砖。玻璃砖是用透明或带色玻璃制作的块状，空心的玻璃制品或块状表面施釉的制品。其品种主要有：玻璃空心砖，玻璃饰面砖和玻璃锦砖（马赛克）等。玻璃砖是一种非承重砖，但是具有砖的使用特点，同时具备幕墙的透光特点，砌筑时可以根据龙骨框架或辅助框架来达到形成任意造型的表面，使用不同品种的玻璃，如磨沙玻璃，压花玻璃和彩色玻璃，可以造就室内空间的多彩。
5.4 U型玻璃。U型玻璃又称槽形玻璃，是一种新型建筑节能墙体型材玻璃，它是由碎玻璃和石英沙等原料制成，造型为条幅型，具有挺拔清秀和线条流畅的时代感，有独特的装饰效果。而且施工安装方便，综合费用也较低，同普通平板玻璃结构相比较降低费用30%左右，减少湿作业40%左右，节省玻璃与金属材料用量。
通过浅要分析探讨可知，在建筑工程中合理科学地使用玻璃产品，有利于营造健康环保的住宅建筑及室内环境。但是在建筑物表面透光材料的应用中形式是多种多样的，需要不断探索和创新，结合地区和工程特点，使建筑空间达到节省能源，使玻璃材料在建筑中持续健康有序的充分利用，创造良好的应用和社会价值。
参考文献
1 方瑞.真空玻璃的性能与节能效果[J].门窗，2009（3）：34～38
2 谢浩.对玻璃幕墙的节能研究[J].建筑节能，2005（12）：46～48
3 马立群等.考虑建筑节能：玻璃的性能与应用[J].房材与应用2005（2）：25～27