一、引言 我国首部公共建筑的节能标准一《公共建筑节能标准》的实施，引起了业内人十的普遍关注。建筑节能新标准〔下称标准)，对节能玻璃的应用提出了明确要求，同时对“超大采光”、“外飘窗”等不节能设计也提出了限值。《标准》4.2.4条强制性条文为:“建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.70。当窗〔包括透明幕墙)墙面积比小于0.40时，玻璃〔或其他透明材料)的可见光透射比不应小于0.4。当不能满足本条文的规定时，必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。’《标准》发布之后，根据这一规定“叫停玻璃幕墙”的消息不胫而走。执行《标准》是否就不能发展通透幕墙?如何正确的理解和执行《标准》，是建筑幕墙行业急切的实际问题。汪光焘部长在《建设节约型社会必须抓好建筑“四节”》一文中指出:“节能，不仅要重视建设时的节能，更重要的是长期使用时的总能耗下降。重点要研究建筑使用过程中的能源结构和供应方式，提高能源利用效率，研究建筑节能不能局限于建筑单体的墙体与门窗等围护结构的保温隔热问题。我们鼓励发展节能省地型住宅和公共建筑，必须继续深入研究与思考节能省地型住宅和公共建筑的内涵。”学习汪光焘部长以上论述，本文探讨看法如下。 窗墙面积比是指不同朝向外墙面上的窗及阳台门的透明部分的总面积与所在朝向建筑的外墙面的总面积(包括该朝向上的窗及阳台门的透明部分的总面积)之比。窗墙面积比的确定要综合考虑多方面的因素，其中最主要的是不同地区冬、夏日照情况(日照时间长短、太阳总辐射强度、阳光人射角大小)，季风影响、室外空气温度、室内采光设计标准以及外窗开窗面积与建筑能耗等因素。一般普通窗和传统幕墙(包括阳台门的透明部分)的保温隔热性能比外墙差很多，窗墙面积比越大，采暖和空调能耗也越大。因此，从降低建筑能耗的角度出发，限制窗墙而积比是必要的。 标准不应该是僵化的条文。节能是一个方向，应该就一个建筑、甚至一个区域来平衡。标准定要具备系统学的思想。我们对能源的评判是一个综合的系统思想，任何一个建筑，应该从系统学的角度去研究我们的文化、环境和气候。围护结构的节能是对于建筑周边的自然环境，如光线、温度、风压、气候状况等充分分析和了解的基础上，针对建筑本身的朝向、高度、室内功能等特点，通过有效系统技术和产品对室内环境起到适应和调整的过程。这个过程需要综合多种因素考虑，需要处理多种关系，诸如隔热和得热、采光和遮阳、通风和热交换的关系，处理好气密性、水密性和传热、隔声的关系等等。这个过程不应仅仅依据于单一的状态指标，如K值就能够说明和解决的。也不是简单的将一些技术累加或附加就能够实现的，《标准》对幕墙的保温隔热性能的要求是按窗墙面积比的增加而不断提高的，当窗墙面积比例较大时，对幕墙的保温隔热性能的要求比目前实际应用的一般普通窗和传统幕墙要高，这会造成门窗幕墙造价有所升高，但这是既要使建筑物通透、美观、豪华，又要保证节约采暖空调系统消耗的能源所必须付出的代价。处理好二者关系的方法是，应根据幕墙大小的不同，对幕墙保温隔热性能的要求也不一样。例如，如果整个建筑外墙都采用透明幕墙的话，则要求高性能节能玻璃幕墙。这和《标准》4.2.4条强制性条文说明内容是一致的:近年来公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势，这是由于人们希望公共建筑更加通透明亮，建筑立面更加美观，建筑形态更为丰富。《标准》把窗墙面积比的上限定为0.7已经是充分考虑了这种趋势。某个立面即使是采用全玻璃幕墙，扣除掉各层楼板以及楼板下面梁的面积(楼板和梁与幕墙之间的间隙必须放置保温隔热材料)，窗墙比一般不会再超过0.7。当建筑师追求通透、大而积使用透明幕墙时，要根据建筑所处的气候区和窗墙比选择玻璃(或其他透明材料)，使幕墙的传热系数和玻璃(或其他透明材料)的遮阳系数符合标准第4.2.2条的的规定。标准允许采用“面积加权”的原则，使某朝向整个玻璃(或其他透明材料)幕墙的热工性能达到第4.2.2条的几个表中的要求，例如某宾馆大厅的玻璃幕墙没有达到要求，可以通过提高该朝向墙面卜玻璃(或其他透明材料)热工性能的方法，使该朝向整个墙面的玻璃(或其他透明材料)幕墙达标，真察玻璃幕墙、双层真空玻璃幕墙就是既能达标、又能通透的高性能节能玻璃幕墙。 二、真空玻璃 真空玻璃是将两片平板玻璃四周密闭起来，将其间隙抽成真空并密封排气孔，两片玻璃之问的间隙为0.1-0.2mm，真空玻璃的两片一般至少有一片是低辐射玻璃，这样就将通过真玻璃的传导、对流和辐射方式散失的热降到最低，其工作原理与玻璃保温瓶的保温隔热原理相同。真空玻璃是玻璃下艺与材料科学、真空技术、物理测量技术、工业自动化及建筑科学等多种学科、多种技术、多种工艺协作配合的硕果。 1893年，英国物理学家、化学家占姆士·杜瓦发明了保温瓶。人们为了纪念他，把保温瓶又称作杜瓦瓶。从此后，长于幻想的科学家就有一个梦想，什么时候能将保温瓶技术应用到建筑玻璃窗上?要实现从杜瓦瓶到真空平板玻璃的飞跃，三大难题摆在人们面前。 1、与杜瓦瓶不同，真空平板玻璃是一个小容积、大表而积而又狭窄扁平的玻璃真空腔体，但又要快速抽真空以使残余气体降到可以对热传导忽略不计的程度，并长期保待其真空度; 2、与杜瓦瓶圆柱体容易抗压不同，平板真空玻璃只有使用支撑物来承受10000千克/平方米的压力，该支撑物使真空玻璃产品满足建筑玻璃设计标准所要求的强度和寿命，这就必须对支撑物的物理化学性能以及几何形状、几何分布做出精心设计; 3、比杜瓦瓶更难的是，真空玻璃是门窗用透明材料，在抽气口、支撑物的设计和选料上，要不影响透明和美观。1913年世界第一个平板真空玻璃专利发布。科学家们相继进行了大量的探索，诞生了一批专利。20世纪80年代起，世界对真空玻璃的研发逐渐活跃起来，其中有两个团体值得一提。一个是美国克罗拉多太阳能研究所由D.K.Benson教授领导的真空玻璃研究组，经过1985-1991年的实验，创立了许多值得让后人借鉴的技术理论、思路和实验室数据，另一个是悉尼大学应用物理系R.E.Collins教授1989一1994年领导的研究组，进一步改进工艺，1989年试制出样品，1993年研制出第一块1米x1米的实用真空玻璃，并申请了4项专利，北京大学物理系原教授唐健正也是参与者之一。人类在发明杜瓦瓶之后整整100年，终于又发明了真空平板玻璃。英国、希腊和日本等国的科学家也做了大量的类似研究。
三、真空玻璃特性 热传递通常有三种方式:对流、传导和辐射。由于真空玻璃中间是真空层，基本上消除了对流传热和传导传热，同时组成真空玻璃的原片玻璃可以选择低辐射膜玻璃即Low一E玻璃，能够大幅度降低辐射传热。真空玻璃由于真空层的特殊结构，因而具有良好的隔声性能，隔声性能指标明显优于中空玻璃。真空玻璃与中空玻璃相比保温性能更好，热阻更高，因此具有更好的防结露性能和隔热节能。真空玻璃两片玻璃中间的真空层消除了传导与对流传热，使房间与外界的热交换降到极限。据国家建筑工程质量监督检测中心提供的数据显不:真空玻璃的保温性能是中空玻璃的2倍，是单片玻璃的4倍。 1、防雾防露 由于普通单片玻璃遇冷发生结露时，玻璃窗湿淋淋容易弄脏墙壁与地面，损伤窗框，还为霉菌提供了生存空间，所以它已跟不上建筑市场的发展中空玻璃虽比单片玻璃有所进步，但因经常产生雾气或结露，影响采光和视野的清晰义无法擦去而不能满足人们牛活质量日益提高的要求。真空玻璃的出现则很好地解决了这个问题。真空玻璃其有较好的隔热性能，室内一侧玻璃表面温度不易下降，即使室外温度很低，也不易形成雾结露。此外，真空玻璃巾间是真空层，绝不会发生巾空玻璃由于间隔中含有湿气，在降温时出现的内结露现象。2、隔声性能 由于真空玻璃特有的构造，对十声音的传播可大福度降低，在整个音域范围都可实现良好的隔音，在降低外界噪音传入同时，室内生活声音也不易外传，总的隔音效果要比中空玻璃好，容易给人们创造一个温馨恬适的环境。 3、抗风压性能 真伞玻璃巾的两片玻璃.通过支撑物牢固地压在一起，具有与同等厚度的单片玻璃相近的刚性，一般来说它的耐风压性能是巾空玻璃的1.5倍。 4、超长的耐久性 真空玻璃是一种新产品，目前国内外尚无相应标准，更无相应的测试方法。真空玻璃又不同于中空玻璃。因此，不能完全按中空玻璃试验方法进行，而主要参照GBII944-89中空玻璃标准而拟定紫外线照射、气候循环、高温高湿度试验。试验表明即使是在苛刻的条件下真空玻璃同样具有长期稳定耐久性能。 真空玻璃具有优异的保温隔热性能，其性能指标明显优于中空玻璃，一般的单片玻璃传热系数是6，中空玻璃是3.4，真玻璃的传热系数达到1.2,一片只有6mm厚的真空玻璃，隔热性能相当于370mm的实心钻土砖墙，隔声性能达到五星级酒店的静音标准，相当于四砖墙的水平。由于隔热保温性能好，真空玻璃在建筑上的应用将达到节能和环保的双重效果。据统计，使用真空玻璃后空调节能就达50%，与单层玻璃相比，每年每平方米幕墙、窗户可节约700兆焦耳的能源，相当于一年节约192千瓦小时电，1000吨标准煤，是目前世界上节能效果最好的玻璃。真空玻璃幕墙、门窗是第二代幕墙门窗玻璃。
四、真空玻璃与中空玻璃比较 真空玻璃就是这种与中空玻璃结构完全不同的新产品。中空玻璃大多用铝框四周封边、间隔2块玻璃，内含空气或充氛气，总厚度最薄的12毫米。真空玻璃用适当分布的微粒支柱做间隔，间隙层只有0.1-0.2毫米，空腔内抽真空无气体，真空度达到0.1帕以上，总厚度最薄只有6毫米左右。热量交流有3种形式，作为新一代节能玻璃，它具有比中空玻璃更好的隔热、保温性能，其保温性能是中空玻璃的2倍，是单片普通玻璃的4倍;由于真空玻璃热阻高，具有更好的防结露结霜性能，在相同湿度条件下，真空玻璃结露温度更低，这对严寒地区的冬天采光极为有利，而且真空玻璃不会出现普通中空玻璃经常出现的“内结露”现象;真空玻璃具有良好的隔声性能，在大多数声波频段，特别是中低频段，真空玻璃的防噪音性能优十中空玻璃;真空玻璃具有更好的抗风压性能，同样面积同样厚度条件下进行的抗风压试验中。真空玻璃抗风压性能等级明显高于中空玻璃;真空玻璃还具有持久、稳定、可靠的特性，在参照中空玻璃拟定的环境和寿命试验进行的紫外线照射试验、气候循环试验、高高湿试验，经国家建筑工程质量监督检测中心检测，真空玻璃的热阻变化均在2%以下，通过在日本的应用表明，真空玻璃内的支撑材料在涉及金属疲劳度方面的寿命可达50年以上，高于其使用的建筑寿命。真空玻璃最薄只有6毫米，现有住宅窗框原封不动即可安装，并可减少窗框材料，减轻窗户和建筑物的重量。真空玻璃属于玻璃深加工产品，其加工过对水质和空气不产生任何污染，并且不产生噪声，因此对环境无有害影响。
