被動房為什么會選擇真空玻璃

      被動房要求建筑耗能量極低（單位面積年采暖或制冷需求≤15kWhm-2a-1），同時要求建筑外窗具有極好的采光、隔熱、保溫和密閉性能。如要求外窗傳熱系數(shù)U值≤0.8W/(m2·K)。玻璃約占外窗面積70%，在外窗采光、隔熱、保溫性能方面起著主要作用。因此被動房對窗玻璃要求極高。

      目前，已有一些被動房窗玻璃使用或計劃使用真空玻璃。

      被動房為什么會選擇真空玻璃呢？

      1,1真空玻璃綜合性能指標更易滿足被動房要求

      被動房要求外窗具有極好的采光、隔熱和保溫性能。即要求窗玻璃傳熱系數(shù)U值低、可見光透過率高、玻璃的太陽能總透射比和玻璃選擇性系數(shù)可調(diào)。從我國實際項目應用和門窗材料的發(fā)展來看，能滿足被動房要求的高端玻璃產(chǎn)品不外乎有兩種：真空玻璃和三玻兩腔中空玻璃。三玻兩腔中空玻璃往往顧此失彼，而真空玻璃綜合性能更易滿足這些要求。

      （1）真空玻璃傳熱系數(shù)U值低

      中空玻璃產(chǎn)品應用比較早，技術上也相對成熟，高端產(chǎn)品一般通過選用優(yōu)質(zhì)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。

      表2和圖2可見，當Low-E玻璃輻射率為0.02-0.11時，三玻兩腔中空玻璃頂級配置（充16mm氬氣，采用三片Low-E玻璃）的傳熱系數(shù)U值為0.66-0.77 W/(m2·K)。而真空玻璃則通過基本的配置（采用1片Low-E），U值就可以低至0.39W/(m2·K)，使用兩片Low-E的真空玻璃U值可以低至0.35W/(m2·K)。

      （2）真空玻璃可見光透過率高

      表3可見，三玻兩腔中空玻璃為滿足低U值的要求，一般使用二片或三片Low-E玻璃，這就致使可見光透過率大大降低，嚴重影響了室內(nèi)的采光，一方面使人感覺壓抑，另一方面也增加了照明能耗。而（復合）真空玻璃只使用一片Low-E玻璃，U值就可以達到被動房要求，同時可見光透過率也高，采光性好。另外，可以在保證整窗U值不變的前提下，減小整窗的窗框面積，增加玻璃面積，使居住環(huán)境更加透亮。

      （3）玻璃的太陽能總透射比和玻璃選擇性系數(shù)可調(diào)

      玻璃選擇性系數(shù)即光熱比，是指材料的可見光透射比與太陽光總透射比的比值，該指標越高，表示在相同的太陽能得熱下有更多的可見光投射入室。從表3中可以看出，真空玻璃的太陽能總透射比和玻璃選擇性系數(shù)可以通過改變結構、選用不同種類或數(shù)量的Low-E玻璃來調(diào)節(jié)。

      我國幅員遼闊，氣候條件多樣，真空玻璃的光學及熱工性能，如可見光透過率、玻璃選擇性系數(shù)、太陽能總透射比等可根據(jù)地區(qū)、朝向等的需要進行調(diào)整。

      1.2真空玻璃應用于被動房的其他優(yōu)點

      （1）長壽命

      真空玻璃為無機材料密封，不含有機膠材料，且在采用合格工藝的條件下加工時經(jīng)過嚴格的高溫真空排氣，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，按照能保持真空壽命50年設計。

      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Low-E膜的作用，也就可以更持久的保證真空玻璃的低U值，提高產(chǎn)品壽命。

      （2）應用地域廣泛，綜合性價比高

      由于真空玻璃內(nèi)部為真空狀態(tài)，可應用于平原以及高海拔地區(qū)，不存在中空玻璃運到高原低氣壓地區(qū)的脹裂問題。從理論上講，越是在高原地區(qū)，真空玻璃受到的壓差越小，玻璃所承受的應力也就越小，安全性更高。在應用于建筑物的立面，斜面以及平面采光頂和陽光房等部位時，不存在中空玻璃平放時氣體對流傳導大大增加的問題。因此真空玻璃可以應用于平原和高原地區(qū)及采光頂?shù)炔课弧?/p>

      （3）隔聲效果好

      真空玻璃的隔聲量可達37dB，復合真空玻璃的隔聲量可達39-42dB，優(yōu)于三玻兩腔中空玻璃。真空玻璃尤其可以有效阻隔處于中低頻段的交通噪聲，增強了其在阻隔生活噪聲方面的實用性。

      （4）防結露效果好

      真空玻璃四周密封，內(nèi)部為真空狀態(tài)，其內(nèi)部不存在結露的可能。此外，在室外溫度較低的情況下，真空玻璃與室內(nèi)空氣接觸一側(cè)表面溫度也高于露點，所以在室外溫度降到很低時，真空玻璃與室內(nèi)空氣接觸一側(cè)也不會結露。

      真空玻璃在其它超低能耗建筑中應用舉例

      如今世界上涌現(xiàn)了很多超低能耗建筑，除被動房外，還有“主動房”、“產(chǎn)能房”、“零能耗建筑”等。這些建筑都有個共同的特點：外窗必需具備優(yōu)良的采光、保溫和隔熱性能，具有優(yōu)異性能的真空玻璃毋庸置疑地成了這些超低能耗建筑的首選。舉例如下：

      （1）建科院“CABR近零能耗示范建筑”

      建科院“CABR近零能耗示范建筑”是“中美清潔能源合作”重要項目（見圖3），于2014年完成。該建筑通過高性能圍護結構、地源熱泵系統(tǒng)和太陽能光熱、光電系統(tǒng)聯(lián)合應用，使建筑物達到“冬季不使用傳統(tǒng)化石能源供暖、夏季空調(diào)能耗降低50%、建筑照明能耗降低75%”的目標。建筑外窗玻璃采用新立基生產(chǎn)的傳熱系數(shù)為0.6W/(m2·K)的半鋼化Low-E真空玻璃，整窗傳熱系數(shù)小于1.0W/(m2·K)。

      （2）德國斯圖加特市主動房

      該項目是世界著名建筑師Werner Sobek設計的世界首個真空玻璃主動房（見圖4），于2014年建成。主動房是100%可循環(huán)利用節(jié)能房，通過光伏板發(fā)電，不僅能滿足自身用電，還可為周邊社區(qū)和電網(wǎng)供電，該建筑窗玻璃采用新立基大尺寸2.5×1.7m傳熱系數(shù)為0.46W/(m2·K)的復合真空玻璃。

      3、結論

      被動房等超低能耗建筑為什么會選擇真空玻璃，究其原因是這些超低能耗建筑均要求外窗同時具有良好的采光、隔熱和保溫性能，三玻兩腔中空玻璃往往顧此失彼，真空玻璃綜合性能優(yōu)異，如具有傳熱系數(shù)U值低、可見光透過率高、太陽能總透射比和玻璃選擇性系數(shù)可調(diào)、壽命長、應用地域廣、隔聲和防結露性能好等優(yōu)點，其綜合性能更易滿足要求。因此，被動房等超低能耗建筑會選擇真空玻璃。