高原地區(qū)建筑圓弧門窗玻璃和彎圓機(jī)的選用--隔熱斷橋鋁門窗彎弧機(jī)

為了保護(hù)原生態(tài)環(huán)境，被動(dòng)式低能耗建筑在我國(guó)青海、西藏等高原地區(qū)尤其值得推廣，而高原地區(qū)的氣候特點(diǎn)又決定了在被動(dòng)房在門窗材料的選擇上有一定的特殊性。由于高原地區(qū)的氣壓低，在平原地區(qū)生產(chǎn)的中空玻璃不能直接應(yīng)用于該地區(qū)，即使在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)一定要使中空玻璃內(nèi)部氣壓與當(dāng)?shù)貧鈮罕ＷC一致。除此之外，由于中空玻璃水平放置時(shí)U值會(huì)顯著增大，也不適合用于采光頂。真空玻璃則不存在上述問題，可以說是高原地區(qū)被動(dòng)式低能耗建筑門窗的**選擇。

真空玻璃在被動(dòng)式低能耗建筑中的應(yīng)用

目前，國(guó)際上一些設(shè)計(jì)師已經(jīng)把真空玻璃設(shè)計(jì)在各種節(jié)能建筑當(dāng)中。例如，德國(guó)斯圖加特大學(xué)教授，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng)，世界**建筑設(shè)計(jì)師Werner Sobek博士在主動(dòng)房項(xiàng)目中采用新立基公司提供的真空玻璃。該項(xiàng)目建設(shè)地坐落在斯圖加特市20世紀(jì)20年代完成的WeissenhofSiedlung建筑群中心，即在歐洲現(xiàn)代建筑史上很有紀(jì)念意義的“白院聚落 ”建筑博覽會(huì)。歐洲很多**的設(shè)計(jì)師都參與該地區(qū)房產(chǎn)的建筑設(shè)計(jì)，他們使用新建筑材料、新建筑方法為現(xiàn)代城市居民設(shè)計(jì)生活設(shè)施。

Werner Sobek從政府的研究補(bǔ)助金及贊助商的幫助下集資近390萬(wàn)歐元支持該項(xiàng)目。**可循環(huán)利用的節(jié)能房通過光伏板發(fā)電，不僅能夠?yàn)橹苓吷鐓^(qū)的住宅提供電，還可以給電網(wǎng)供電。此能源樣板房為85平方米的單元聯(lián)排房，利用2.5×1.7m的大型復(fù)合真空玻璃及固定在木質(zhì)前墻上的可收縮陽(yáng)臺(tái)達(dá)到節(jié)能功效，是目前**高效節(jié)能方式。

在中德合作的河北秦皇島被動(dòng)式低能耗住宅示范項(xiàng)目“在水一方”項(xiàng)目中，也使用了真空玻璃。該項(xiàng)目是中德兩國(guó)雙邊合作，由中國(guó)住建部與德國(guó)能源署共同實(shí)施的中國(guó)****級(jí)技術(shù)項(xiàng)目之一，有望成為中國(guó)建筑節(jié)能領(lǐng)域的新一代標(biāo)準(zhǔn)。

“在水一方”項(xiàng)目由四棟按照德國(guó)被動(dòng)式低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)施工的住宅樓組成，是在建中整體規(guī)模150萬(wàn)平方米的綜合項(xiàng)目的一部分。項(xiàng)目建筑每棟樓18層，45套房，共計(jì)6500平方米。該建筑各項(xiàng)節(jié)能指標(biāo)均高于目前國(guó)內(nèi)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，如要求門窗傳熱系數(shù)K值小于1W/(㎡·K)。該項(xiàng)目采用的是復(fù)合真空玻璃和三層Low-E雙中空充氬氣的結(jié)構(gòu)，其中玻璃的太陽(yáng)能總透射比和光熱比可以通過選擇不同的Low-E玻璃來(lái)調(diào)節(jié)。

從上邊的介紹可以看出，高端節(jié)能建筑中應(yīng)用的高端玻璃產(chǎn)品主要有真空玻璃和三玻兩腔中空玻璃兩種。中空玻璃產(chǎn)品應(yīng)用比較早，技術(shù)上也相對(duì)成熟，高端產(chǎn)品通過選用**Low-E并增加Low-E層數(shù)，加厚中空層厚度和充氬氣等方式降低U值，真空玻璃則通過基本的配置**可以達(dá)到更低的U值。

真空玻璃在高原地區(qū)被動(dòng)式低能耗建筑應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

真空玻璃已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的綜合性能優(yōu)勢(shì)，那么真空玻璃應(yīng)用于高原地區(qū)有什么獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)呢?現(xiàn)概述如下。

1)應(yīng)用地域廣，尤其適合于高原地區(qū)。

海拔高，氣壓低是高原地區(qū)的特點(diǎn)，北京地區(qū)的海拔在50m左右，而西寧為2300m，拉薩為3600m。以青藏高原的平均海拔4000m為例，粗略估算青藏高原地區(qū)氣壓比北京地區(qū)低25kPa，如果在北京地區(qū)制作中空玻璃，其內(nèi)部壓強(qiáng)是1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，運(yùn)輸?shù)角嗖馗咴螅瑒t每平米內(nèi)外會(huì)產(chǎn)生2500公斤的壓差，極易造成中空玻璃的脹裂，也有實(shí)際的工程案例證實(shí)了這一點(diǎn)。

另外，旅游數(shù)據(jù)顯示，游客的高原反應(yīng)往往是發(fā)生在路途當(dāng)中，這主要是由于路途中的壓差不斷變化造成的，有些路程的海拔超過5000m，則壓差會(huì)更大。同樣的道理，中空玻璃在平原地區(qū)生產(chǎn)，運(yùn)往高原地區(qū)時(shí)也存在這個(gè)問題，在高海拔路途的運(yùn)輸過程中，中空玻璃承受的壓差會(huì)不斷變化，更容易造成玻璃的脹裂。如果在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)，技術(shù)上也要注意這些問題。

真空玻璃由于內(nèi)部為真空狀態(tài)，不存在中空玻璃運(yùn)到高原低氣壓地區(qū)的脹裂問題，可應(yīng)用于平原以及高海拔地區(qū)。從理論上講，越是在高原地區(qū)，真空玻璃受到的壓差越小，玻璃所承受的應(yīng)力也**越小，安全性更高。

2)水平放置U值不變，適合應(yīng)用于采光頂與陽(yáng)光房

高原地區(qū)陽(yáng)光充足，非常適合使用采光頂及建造陽(yáng)光房等，真空玻璃在應(yīng)用于建筑物的斜面以及平面采光頂和陽(yáng)光房等部位時(shí)，不存在中空玻璃平放時(shí)氣體對(duì)流傳導(dǎo)大大增加的問題。以“在水一方”項(xiàng)目中產(chǎn)品為例，分別計(jì)算玻璃在垂直放置、45°角放置及水平放置時(shí)U值的變化?？梢钥闯觯汕恢锌詹ＡУ腢值由0.67 W/(m2·K)變?yōu)?.97 W/(m2·K)，明顯變大，而真空玻璃的U值基本上沒有變化。

3)U值低，而且今后還可以更低。

“在水一方”項(xiàng)目采用的玻璃中，新立基公司的復(fù)合真空玻璃的U值**低。實(shí)際上真空玻璃的U值還可以更低，如采用發(fā)射率更低的Low-E玻璃，增加Low-E玻璃層數(shù)等。

以“在水一方”項(xiàng)目中的中空+半鋼化真空玻璃為例，如果使用輻射率分別為0.06、0.03的單Low-E玻璃，U值可達(dá)到0.50、0.41 W/(m2·K);如果使用輻射率分別為0.06、0.03的雙Low-E玻璃U值更低，可達(dá)到0.41、0.35 W/(m2·K)。低U值不僅可以降低建筑能耗，還可以有效防止室內(nèi)結(jié)露，在被動(dòng)式低能耗建筑應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，選擇U值低的真空玻璃可以在保證整窗U值不變的前提下，減小整窗的框窗比，增加整個(gè)建筑的透光性，使居住環(huán)境更加透亮。

玻璃的太陽(yáng)能總透射比和光熱比可以通過選用不同Low-E玻璃調(diào)節(jié)，尤其是我國(guó)幅員遼闊，氣候條件多樣，真空玻璃的光學(xué)及熱工性能，如可見光透過率、光熱比、太陽(yáng)能總透射比等可根據(jù)地區(qū)、朝向等的需要進(jìn)行調(diào)整。

4)厚度薄，而且今后還可以更薄。

從"在水一方”項(xiàng)目產(chǎn)品參數(shù)表中可以看出，在U值基本接近的情況下，真空玻璃的厚度要遠(yuǎn)小于三玻兩腔中空玻璃，這樣一方面可以降低整窗的厚度，減少建筑負(fù)重;另一方面可以增加建筑的使用空間，如果建筑選用落地窗，則可以增加建筑使用面積。

真空玻璃在以前的應(yīng)用中一般使用復(fù)合真空+中空玻璃的結(jié)構(gòu)，這主要是從力學(xué)安全角度出發(fā)。如果在對(duì)安全性要求比較高的地方，使用真空+夾膠形式則可以減少?gòu)?fù)合真空玻璃的厚度。

“在水一方”項(xiàng)目中使用維卡82型材，整窗的厚度為82mm，比較厚重。如果使用低U值真空玻璃，同時(shí)開發(fā)匹配真空玻璃的高性能型材，則可以降低整窗的厚度和重量，這樣不但可以降低窗框中合頁(yè)的負(fù)擔(dān)，降低成本，同時(shí)也便于用戶使用。

5)長(zhǎng)壽命，即使中空失效，U值變化不大。

高原地區(qū)的紫外線照射強(qiáng)烈，使得中空玻璃邊部密封膠極易失效，而真空玻璃為無(wú)機(jī)材料密封，不含有機(jī)膠材料，且在采用合格工藝的條件下加工時(shí)經(jīng)過嚴(yán)格的高溫真空排氣，在高溫、低溫、高濕、紫外線照射等惡劣環(huán)境下，不會(huì)產(chǎn)生性能衰減、老化失效等問題。并且，真空層內(nèi)部放置有吸氣材料，經(jīng)過嚴(yán)格的氣候模擬測(cè)試和理論計(jì)算，真空壽命在50年以上。實(shí)際上我們?cè)诒本┑貐^(qū)室外自然條件下經(jīng)過近3000天的跟蹤測(cè)試，真空玻璃樣品熱導(dǎo)變化較小，在5%范圍內(nèi)波動(dòng)。在真空+中空復(fù)合結(jié)構(gòu)中，即使中空玻璃失效，也不會(huì)對(duì)U值產(chǎn)生大的影響。

另一方面，真空玻璃中的Low-E層位于真空層內(nèi)部，鑒于真空玻璃內(nèi)部的高真空度，可以起到保護(hù)Low-E膜的作用，也**可以更持久的保證真空玻璃的低U值，提高產(chǎn)品壽命。

6)隔聲效果好。

復(fù)合真空玻璃的隔聲量可達(dá)41dB，優(yōu)于三玻兩腔中空玻璃。真空玻璃可以有效阻隔處于中低頻段的交通噪聲，增強(qiáng)了其在阻隔生活噪聲方面的實(shí)用性。