既有
玻璃幕墻不節(jié)能的重要原因之一是玻璃
熱工性能差，主要指標(biāo)之一
傳熱系數(shù)（K值或
U值）高，單層玻璃約為6 Wm-2K-1，早期使用的普通
中空玻璃約為3 Wm-2K-1,遠(yuǎn)高于一般墻體的傳熱系數(shù)，這就使內(nèi)外溫差造成的傳熱很高。另一項主要指標(biāo)
遮陽系數(shù)（Sc）也與當(dāng)?shù)毓?jié)能要求或建筑物朝向不匹配，使陽光透過玻璃的
輻射熱很高，增大了空調(diào)能耗，特別是南方地區(qū)或北方夏季南向和西向幕墻能耗增高 。
改造既有
門窗幕墻盡可能不要大拆大改，最好是在原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行補償性改造。在玻璃幕墻內(nèi)加裝一片
真空玻璃是一種簡單、有效且經(jīng)濟的選擇，國外對既有
建筑幕墻改造大多也采用補償性改造，比如日本板硝子公司生產(chǎn)的
真空玻璃大量用于更換老建筑的
門窗玻璃，當(dāng)使用6mm厚真空玻璃時，原有的窗框不必更換，不僅節(jié)約了資源，也不改變建筑物原貌。荷蘭在改造古建筑時，也采取同樣的方法。最近，美國一些著名的老建筑物爭相啟動節(jié)能改造，對門窗幕墻的改造是其中的主要方面，也大多采取更換玻璃或加裝一層玻璃的方式，這些情況值得我國借鑒。
國內(nèi)一些專家學(xué)者早就提出過用加裝真空玻璃對既有幕墻進行改造的建議[1]，不過由于種種原因未能付諸實施。時過境遷，真空
玻璃技術(shù)不斷取得進展，新近研制成功的鋼化及半鋼化真空玻璃無論在熱功性能和安全性上都比前些年生產(chǎn)的普通真空玻璃有突出的進步[2]，半鋼化真空玻璃已開始小批量投產(chǎn)，鋼化真空玻璃估計將在新
生產(chǎn)線建成后，于
2011年初投產(chǎn)，它們的投產(chǎn)將為既有門窗幕墻改造提供一種高效節(jié)能的新玻璃材料。
下面對現(xiàn)已投產(chǎn)的半鋼化真空玻璃的性能及用于門窗幕墻改造的可行性作一介紹。
一、什么是“半鋼化真空玻璃”
在圖1所示的真空玻璃結(jié)構(gòu)中，兩片玻璃不是普通玻璃而是
半鋼化玻璃，則稱為“半鋼化真空玻璃”。
普通玻璃通過
深加工處理，使玻璃表面形成
壓應(yīng)力層，玻璃
強度會大大提高，可稱為
強化玻璃。又依表面壓
應(yīng)力不同，分為
鋼化玻璃和半鋼化玻璃兩個品種[3]，其
表面應(yīng)力如表1所列。
二、為什么要研制“半鋼化真空玻璃”
鋼化玻璃強度高，
抗沖擊強度和
抗彎強度比普通玻璃高3—5倍，抗熱沖擊性能也大大提高，而且破碎后形成不帶尖銳刀鋒的小顆粒，對人傷害小。但由于多種復(fù)雜的原因，鋼化玻璃發(fā)生“自爆”的機率較高，研究表明，特別是當(dāng)表面壓應(yīng)力≥52.0MPa時，由于玻璃內(nèi)部雜質(zhì)引起的自爆機率大大增加。
測試結(jié)果表明，按特定工藝制成的半鋼化玻璃的抗彎強度比普通玻璃高約4倍，雖然比鋼化玻璃略低，但不會發(fā)生自爆，對于高層門窗幕墻，使用半
鋼化夾層玻璃，即使撞碎也不會有尖銳碎片傷人。因此，我國很多幕墻專家呼吁使用表面壓應(yīng)力50 MPa左右的半鋼化
夾層玻璃作為高層幕墻玻璃的首選，既有一定強度，又達到安全、可靠的目的[4]。因此，近年來，特別是對于高層幕墻建筑，不用鋼化玻璃的呼聲日高。新近建成或?qū)⒁ǔ傻纳虾－h(huán)球金融中心、中央電視臺新址等一批大型
公共建筑物都全部采用半鋼化玻璃。表2給出一些建筑使用半鋼化玻璃的概況。
三、半鋼化真空玻璃的優(yōu)越性能
1、傳熱系數(shù)（K值或U值）極低，為
節(jié)能玻璃之“世界冠軍”。
傳熱系數(shù)（K值或U值）是當(dāng)室內(nèi)外空氣溫差為1度時，單位時間內(nèi)通過單位面積的玻璃窗室內(nèi)外空氣間傳遞的熱量，我國法定單位為Wm-2K-1。傳熱系數(shù)的降低標(biāo)志著半鋼化真空玻璃在
保溫隔熱性能上的優(yōu)勢。
表3給出目前研制成功的半鋼化真空玻璃傳熱系數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的對比。
﹡國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測 ，樣品尺寸1000×1200mm
﹡﹡同上樣品由中國
建筑材料檢驗認(rèn)證中心檢測，為包括邊緣熱導(dǎo)的K值。
﹡﹡﹡美國Natianal Fenestration Rating Council 檢測，樣品尺寸1127×1425mm，為包括邊框在內(nèi)的U值。
未標(biāo)﹡號實測值為東方新立基真空玻璃研究所測量值
表3中所列的
輻射率ε為0.11和0.03的兩種LOW-E玻璃都是市場上已有供應(yīng)的。單LOW-E半鋼化真空玻璃的傳熱系數(shù)已在0.3—0.6Wm-2K-1范圍，比普通真空玻璃和
中空玻璃大幅度降低，用這些LOW-E玻璃制作的普通真空玻璃在0.6—0.9Wm-2K-1之間。充氬氣（間隔≥12mm）中空玻璃在1.1—1.5 Wm-2K-1之間。可見，半鋼化真空玻璃的傳熱系數(shù)可毫無疑義地稱為“世界冠軍”。
由表3參數(shù)可見，即使計入邊框熱導(dǎo)，傳熱系數(shù)仍在0.8—1.0之間，這說明玻璃使整窗性能大大提升。
表4給出三種墻體的K值，第一種是傳統(tǒng)的37粘土磚墻，另兩種是適合寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)的保溫
墻板，而表3中半鋼化真空玻璃的性能已達到和超過這種墻體，而厚度僅是墻體的幾十分之一。此對比形象地說明真空玻璃優(yōu)異的保溫性能。
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