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影响21世纪建筑玻璃的因素


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全 国性建材科技 期刊——《 璃 》 20 玻 0 3年

第 6期

总第 l l f 期 

影响 2   纪 建 筑 玻 璃 的 因素  1世
刘  杰  盂 庆 玲  
( 中国 耀华 玻 璃集 团公 司  秦 皇 岛市


1 引  言   

0 60 ) 6 0 0 

革 命性 的 变化 。质 量 、 产 效 率 的显 著 提 高 使 多 层  生 镀 膜 的成 本 从 5 0 m 降 到 5 m 以 下 。美 国  0 够/ ¥/ 从8 O年代 初应 用 L w E镀 膜技 术来 减 少 冬 季 热 损  o— 失 , 现 在 应 用 该 技 术 的 玻 璃 窗 己 占 领 了 1 3的  到 /
市场。  

虽然 过 去 2 O多 年建 筑 风格 的变 化相 当缓 慢 , 但 
窗用玻 璃 性 能 的变化 却 很显 著 。窗户 一直 是建 筑 设 

计 的一个 基本 元 素 , 它不 仅 为建 筑 物 提 供 华 丽 的外 
表, 还可 以控 制 室 内的 环境 。   本文 中提 到高 性 能 窗 用 玻 璃 、 璃 窗 系 统 和 建  玻 筑外表, 虽然 三词 的本质 含 义不 尽相 同 , 从文 中可  但

在 美 国 由于 制 冷 的需 求 , 部 分 建 筑 都 安 装 了  大 中央空 调 系统 。为 了满足 制冷 所 需 的 能源 使用 的增  长 , 国许 多生 产 者 都 用 能 够 反 射 光 谱 中 近红 外 区  美 大部 分 太 阳能 的改 进 了 的 双银 膜 代 替 最 初 的透 明 、  

以看 出 只把 窗用 玻 璃 作 为 技 术 的关 键 是 不 全 面 的 ,   因为 窗用 玻璃 怎 样 构 成 玻 璃 窗 系 统 、 而 表 现 为 建  进
筑外表, 建筑 外表 的特点 又 怎样 融入 整 个建 筑 风格 ,   会 显 得越 来越 重要 。窗 用玻 璃 必须 具 备更 多 的功 能  才 能 面对 这一 系列 性 能 标准 的挑 战 。   影响 2 1世 纪最 初 几 十年 窗 用 玻 璃 和 建 筑外 表 

高透 过 率 的 L w E膜 。这 种 光 谱 选 择 性 窗用 玻 璃  o-
与传 统 L w E膜相 比阳光 透 过率 的 改 变不 大 , l o- 1 可  l 以把 获 得 的太 阳 辐 射 热 降低 5  ~ 5  。大 部 分  O 7

传统 窗用 玻 璃 可见 光透 过率 与太 阳 辐射 热 获得 率 的 
比值 在 0 6 . . ~1 0的范 围 内 , 光 谱选 择 窗用 玻 璃 的  而

设 计 的 因素可 以概括 为 技术 因 素 、 筑 因素 、 的需  建 人
求 因素 和 环境 因素 。   2 技术 因素  窗用 玻璃 与 节 能 有关 的主要 性 能 为 : 热 损 失  ① 的控 制 ; 高 可见 光 透 过 率 , 获 得 的 太 阳辐 射 热  ② 但 最 低 ; 太 阳 能 的动态 控 制 ; 入 射 日光 方 向 的 改  ③ ④ 变 而 使其 在建 筑 物 中更 有效 的利用 。   过去 2 5年 窗用 玻 璃 技 术 最 重 要 的革 新 是 大 规  格、 低成 本 、 多层 镀膜 的开发 及 广泛 应用 。镀膜 在 上 

这一 比率达 1 1 1 8 最 高 达 到 了 传 统 窗 用 玻 璃  .~ .,
“ 效” 3倍 。 功 的  

尽 管这 些光 谱 选择 膜性 能优 良 , 以使 采光 量 / 可  

制冷 负 荷 比最 高 , 它 们 不 能 随 天 气 状 况 的变 化 而  但

变化 。镀膜 窗用 玻 璃 的下 一个 大 的技 术 进 步将 是 开 
发 出能 随外 部环 境 和根 据 居住 者 需求 而 自动调 节 的  “ 能 窗用玻 璃 ” 智 。经 过 l 5年 的实验 室研 究 , 现在 已 

经 开始 规模 化 生产 以供建 筑 使用 。这些 智 能 窗用 玻 
璃 可分 为 两大 类 :被 动调 节 型 ” 如 光致 变 色 ( 敏 ) “ , 光   或 热致 变 色 ( 敏 ) “ 动 控 制 型 ” 如 电致 变 色 , 热 ;主 , 可  以用 低 电压根 据 需要 进 行开 关 调控 。上述 各 种 窗用 

面前 三个 领域 中都是 关 键 技术 。镀 膜 奇迹 般地 提 高  了建 筑玻 璃 窗的 性 能 。优质 的多层 镀 膜在 精 密光 学  领域 内已广 泛 应 用 了许 多 年 , 因 其 规 模 小 、 量  但 产
低 、 格 高 而 未 能 在 建 筑 领 域 内应 用 。1 价 9世 纪 7   O 年代 , 大面 积磁 控 溅 射 技 术 的 开 发 及 进 一 步 改 进 以 

玻 璃最 终 都会 找 到 最 适 合 自己 的市 场 , 如 果 耐 久  但 性 和成 本 问题 可 以 较 好 解 决 的话 , 动 可 控 的 电致  主
变 色产 品可 能是 人们 优 先 的选择 。   改变 光 的方 向来 控 制光 在 室 内 的分 布仍 是 窗用 

及后 来在 线热 解 沉 积技 术 的提 高 都带 来 了窗 用玻 璃 
16   

玻 璃 的 主要 光学 难 题 。反 射 及 折 射 光 学 元 件 、 射  衍

一 ]  T  疆

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第 6期  总 第 1 1 7 期 

显 微结 构 、 息 技术 都 有 可 能 用 来 制 造 可 以 改 变 太  全 阳光在 室 内 的传 播 方 向 的 窗用 玻 璃 , 在 这 些 领 域  但
内 还没 有 突破 性 的进 展 。  
3 建 筑 因 素 

对 大多 数 行业 来 说雇 员 也是 成本 最 高 的财 产 。因此 

影 响雇 员 满意 程 度及 工作 效 率 的建 筑设 计 将成 为非  常重 要 的经济 因素 。请看 一 家美 国写字 楼 年成 本 的 


些 数 字 : 员 薪水 :8 0 m 雇 1 0 ¥/  年 , 是房 租 3 0   0 ¥/

m  的 6 , 年 倍 是公 用 设施 费用 3 5/ o m 年 的 6 0倍 。  

通 过 改进 建 筑外 表 的 设计 可实 现 自然 采光 和 自   然通 风 , 将 成 为下 一代 建 筑设 计 的 主流 。 这   如 果把 现 在 建筑 设 计 中所 使 用 的窗 用玻 璃 与几  年前 相 比较 , 你会 发 现几 个 新趋 势 : 富有 创 意 的 自然  采 光技 术 应用 的增加 ; 自然 通 风技 术 使用 的增加 ; 天  井 、 厅等 场 所 大型 玻璃 的使用 。 展   现在 , 自然 采 光 被 重新 看作 是一 种 重要 的 建筑  设计 思 想 。其 优点 很 多 , 也存 在 问题 , 就 是在 获  但 那 得更 多采 光 的 同时光 污 染 的 问题 也 随之 而来 。传统  观 点认 为 只要 有 玻璃 窗 的 地方 都 可 以认 为是 自然采  光 , 是能 够 对光 、 强 度加 以控 制 的 自然采 光 才是  但 热 成 功 的 。为 了达 到 自然 采 光而 只 片面 强 调多 使用 玻  璃 是不 对 的 。 以美 国 的气 候 为例 , 部 分 自然 采 光  大

另外 , 因雇 员跳 槽 而对 新 录 用 雇 员 的培 训 的费 用 则 
更高 。   越 来越 多 的证 据 表 明雇 员 在 自然 光 线 充 足 、 环 

境 优 雅 的办 公室 中工 作 效 率 更 高 , 因 就 是 这 种 环  原
境 可 使雇 员 觉得 更 舒适 。因此 对玻 璃 窗 这方 面 的相  关 需 求 已发 展 为建 筑设 计要 求 。   以前 我们 对 窗用 玻 璃 的传 统看 法 是基 于 静态 的  角 度 把它 单 纯看 作 为 建 筑 的一 部 分 , 现 代 设 计 要  而 求 要更 具 人性 化 。不 仅要 考 虑外 部 气侯 及 相关 的热  和 光 的变 化 , 而且 还 要 考 虑 不 同 的 居 住 者 对 内 部 环 

境 的需 求 的差异 。当外部 的气候 条 件 高度 变化 而 又 
需 要 室 内环境 相 对 稳 定 时 , 要 采 用 不 同类 型 的 动  就

态 控 制 。考 虑到 这种 高 度 的室外 动 态 改变 及 室 内的 
不 同 的需 要 , 唯一 的解 决 办 法 就是 窗用 玻 璃 系 统 能 

是通 过 约 占墙 体 3  的 高 透 过 率 的 窗 用 玻 璃 和 占  5
不 到 5 的 顶 棚 实 现 的 。顶 棚 采 光 是 最 好 的 手 段 ,    

够 随 着该 变化 而 变化 。现 在 看来 智 能 窗用 玻璃 技 术 
的出 现可 能最 终会 解 决这 一 技术 难 题 。首 先它 需 要 

因 为这 样 内部 光线 的分 布 比较 均匀 。而侧 面 采光 最  普 遍 的问 题 就 是 房 间 四周 的亮 度 可 能 比 中间 高 1  0
倍, 因而形 成 反 差 、 成 眩 光 。解 决这 一 问题 的办法  造 是 使用 导 光 管 以使 光 线 深 入 内部 空 间 以 消 除 反 差 。   另 一个 办 法 是采 用 双 层 的建 筑 外 表 , 层 为高 透 过  外

动 态控 制 透过 窗用 玻 璃 的光 和热 的强 度来 降低 制 冷 
负 荷 及 眩光 的产 生 , 终 达 到 动态 控 制 室 内 的 光 线  最 分 布 从而 缓 和室 内光 线 随室 外 日光 变 化 的程 度 。  
5 环 境 因素 

率 的窗 用玻 璃 , 内层 为透 过 率较 低 的 窗用 玻璃 , 样  这
可 以 降低 光 污染 。   在欧洲 , 自然通 风 的应 用逐 渐 流 行 , 在某 些 场合  它 可 以来 减少 制 冷 系统 的能 量 消耗 。也 可 以替 代传 

人们 日渐意 识 到 在 过 去 1 0年 里 , 业 化 及 相  0 工 关 的发展 模 式对 自然生 态 系统 ( 洁净 的水和 空气 , 如   不 可 再 生 的 自然资 源 ) 造成 了很大 的危 害 , 可持 续  对 性 发 展 造成 了影响 。其 中能源 的 开发 、 化 、 转 使用 是 
对环 境 影 响最 大 的人类 活 动之 一 。经 过 十几 年 的争 

统 的制 冷方 法 。但 对 于 没 有 机 械 制 冷 的 建 筑 , 采用 
高 性 能窗 用 玻璃 是 非 常必 要 的 , 为仅 采 用 自然通  因 风 措 施不 能 保证 室 内 环境 的 需要 。  
4 人 的 需 求 因素  经理 们 逐 渐意 识 到他 们 最重 要 的 财产 并 不是 他 

论 , 来 越 多 的科 学 家 认 同 人 类 的活 动 对 全 球 变 暖  越

负有 重 要责 任 , 且 认 为急 需 降 低 C z的排 放 量 , 并 O   以保 证 生 态 圈 的 健 康 运 转 。但 是 对 怎 样 减 少 C   o2
排放 , 以什 么 代价 来进 行 还没 达 成共 识 。  
( 转 5 下 4页 )  
】  7

们 所 租用 的 写 字 楼 , 是 在 写 字 楼 内 工 作 的 员 工 。 而  



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全 国 性 建 材 科 技 期 刊 一 一玻 璃 》 2 0 《 0 3年

第 6 期  总 第 1 1 7 期 

力 , 重 时 会 使 轴 承 抱 死 、 坏 。因 此 , 板 时 一 定  严 损 引 要 注意 温 度不 要 上 升 太 快 , 璃 板 应 由 窄 板 逐 渐 放  玻 宽 , 窑 内温 度逐 渐 升高 , 使 给辊 子受 热膨 胀 伸 长充 足 
的时 间 。  

曲一般 是单 边 变形 , 曲后 辊 子 接 触 热 玻 璃 的 位 置  弯 几 乎不 变 , 以这 种 弯 曲很 难 恢 复 , 易造 成玻 璃划  所 极
伤 和薄 玻璃 破 碎 

另 外 , 生 产 过程 中 方方 面 面 原 因都 可 能 会 使  在 玻 璃板 炸 裂 , 火 窑 内 常 有 碎 玻 璃 存 在 。 当碎 玻 璃  退 过 多 达到 辊 子下 母 线 时 就 可 能 划 伤 辊 子 表 面 , 以  所 应 及 时清 理 碎玻 璃 。清 理碎 玻 璃 时辊 子也 容 易发 生  弯 曲 。打开 壳体 上 的碎 玻 璃 清 扫孔 以后 , 面 的冷  外 空气 与 窑 内 的高温 空气 强 烈对 流 , 空气 进 入壳 体 , 冷  
图 2 温 度 原 因辊 子 弯 曲 示 意 图   

根 据 经 验 , 改变 玻 璃 板 厚 度 尤 其 是 生产 厚 玻  当 璃后 , 于转 速 和温度 发 生变 化 , 由 玻璃 与 辊子 的接触  位 置 发生 变化 , 种 弯 曲 可 能 会恢 复 。 因此 在请 理  这 退 火 窑 内的碎 玻璃 时 一定 要 注 意不 要 打开 清扫 门太  多 , 免 冷空 气罐 人 , 以 造成 降 温太 快 。当退火 窑 内没  有 玻璃 时 要将 退 火窑 壳 体封 闭严 密 并 开启 电加 热进 
行保温。  
5 结  语   

使 壳 体 内辊 子不 接 触 玻 璃 的部 分 温 度 突 然 降低 , 辊 
子 发 生骤 然 收缩 , 成 弯 曲 。如 果 同 时 打 开 壳 体 两  造 侧 多 个 清扫 门 , 种 现 象 会 更 严 重 ( 图 2 。我 厂  这 见 )
浮法 三线 发 生 过这 个 问题 , 产 引板 后 , 投 退火 窑 辊道 

及其 传 动 系统 运 行 非 常 平 稳 , 因 在 5mm 玻 璃 生  后   产 中清 理 C区碎 玻 璃 时 两侧 清 扫 门打 开 较 多 , 清  且 理 时间 较 长致 使 C区 末 段 十几 根 辊 子 变弯 , 起 横  引

综 上所 述 , 在退 火 窑生 产 过 程 中应 考 虑 辊 子 变  形 的各种 因素 , 时 了解 情况 , 免 和减 少 玻璃 炸裂  及 避
现象 , 高产 品 成 品率 。 提  

梁及 立 柱 和传 动站 二 级减 速 器振 动 。 由于这 种 弯 

( 接 1 页) 上 7  

在美 国 , 建筑 用 电 占总 用 电量 的 6  。 因此 提  5 高 建 筑 物 的能 源 利 用 率 将 是 减少 C Oz的 排 放 最 经 
济 有效 的方 法 。这 就是 人们 对 新一 代 节能 型 的建 筑  更 加感 兴 趣 的原 因 。   人 们 越来 越 重 视 可 持续 设 计 方 案 , 本 质 就 是  其 采用 高 能效 的 建筑 外 表系 统 和 自然采 光 。现 在 大部 

高 , 以后 技术 的进 一 步 突破 铺 平 了道 路 。采 用 新  为

技 术手 段对 热 量 和光线 进 行控 制 大大 提高 了能源 利 
用率 。对全 球环 境 的 日益关 注将 为窗 用玻 璃 系统 的  进 一步 发展 注 入动 力 并提 供 了更 多机 遇 。先 进 的窗  用 玻璃 将 是建 筑 外 表 的 动 态 元 素 , 将 与 建 筑 物 接  它

合 成 为不 可分 割 的整 体 , 提供 自然采 光 和 自然通 风 ,   不 仅 降低 能耗 还 可使 室 内 环 境 得 到  善 , 人 感 到  使 更 加 舒适 , 而 提 高 工 作 效 率 。这 种 建 筑 外表 和 窗  进
用 玻璃 将 成 为真 正 的 绿 色 建 筑 的基 本 元 素 , 现 有  与 建筑 相 比节 能 最 高 可 达 7 %。 随着 高 新 技 术 窗 用  5

分节 能 建筑 已经 比 国家标 准 节 能 2  , 时也 有 一  5 同
些建 筑 可 比国 家 标 准 节 能 7  。所 有 这 些 节 能 建  5 筑 都采 用 了高 性 能 窗用玻 璃 和 自然 采光 方 案 。  
6 结  语 

玻璃 在 前卫 建 筑上 的应 用 , 1 前 O年 的实 验产 品经 过 

在 过去 2 5年 里 , 璃 窗 的性 能有 了显著 的提  玻

优 化将 成 为今 后若 干 年 的主 流产 品 。  

5  4


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