信义玻璃万军鹏:高层建筑玻璃幕墙解决方案

 

　　各位行业专家领导下午好！我是来自信义玻璃建筑玻璃事业部的万军鹏，我们集团有五个事业部和五大产业。

 

　　很高兴有机会和大家分享在高层建筑幕墙玻璃所做的工作和思考。

 

　　首先简单介绍一下信义玻璃，主要是从 的外观、节能、安全方面来探讨，最后介绍案例。

 

　　信义玻璃有五大产业，浮法、建筑、汽车、光伏和电子玻璃，最早做汽车玻璃出口业务，占地有5000多万平方米的工业园，员工有15000多人，日熔化量有13000吨，太阳能是全球最大的生产产业，建筑LOW-E镀膜有11条生产线，有两条近期投产。去年的销售量达到了2000多万平米，占到了市场20%的份额。2013年开始做手机触摸屏的电子玻璃。

 

　　这是七个生产基地的分布，这是各个基地的总体平面图，屋顶全部装上了太阳能电池面板，厂房的发电量2000亿度，同时在投资光伏电站，也是为社会节能减排绿色环保做贡献。

 

　　关于高层建筑对幕墙玻璃的要求，这个数据不一定准，供大家参考。现在超高层超过一半在中国。高层建筑对幕墙玻璃有很多要求，这里提三个方面，外观、节能和安全，用到它的装饰性，就像穿衣服一样，节能也是法律法规，立法越来越严，同时建筑高度越来越高，玻璃越来越大越来越厚，安全性是大家越来越关注的，下面从这三个方面和大家分享一下。

 

　　首先是外观，玻璃就像幕墙的外衣，外观首先是玻璃的颜色，是外观的色调，同时还要考虑反射率的问题，涉及到光污染和遮蔽效果，同时还有光学变形问题，有时候会加一些特殊效果，比如说像遮阳等等。玻璃的颜色，通常用小样观察、挂样，通常我们看到一个建筑幕墙的颜色，通常我们说这个颜色是属于室外面反射的颜色，一般来说，膜面度在二号面，主要是属于室外玻璃面的反射色，这个颜色和室内反射是不一样，是互补的，这是颜色的基本概念，通常左边的图是不太科学的观察，因为更多是观察玻璃面的反射，左边是观察玻璃的透过颜色。科学合理是用背景黑色，保持水平60度来观察反射颜色，最直接还是挂大样。一般的经验就是高度在二三十米，角度40到60度的位置观察更合适，同时要避开中午阳光，可能会影响观察的判断，这是一些经验的分享。说到外观颜色，更多是反射色，透过率和反射是有一个配合的问题，像左上角的水晶，透过率高，反射率也高，是一个水晶效果，是比较难以实现。右上角是透过低，反射高，就像镜子一样，这是属于商业建筑的效果，还有机场，透过率高，反射率比较低，这种是机场的特点，还有像右下角，反射低，透过低，比较有后重感，像政府大楼的应用，这是透过和反射配合的问题。刚才说到建筑幕墙的装饰效果，LOW-E镀膜可以镀出各种颜色，通常看到的金色、音色、看起来比较显眼的，反射率肯定非常过，金色都超过30%，现在国家有立法规定不能超过30%的反射率，低反射的中性色或者灰色。绿玻和灰玻配合做出树枝和树叶的效果。

 

　　其次是颜色，考虑环境和设计因素，光污染，国家现在最新的是2012年版的，反射壁不大于30%，各个地方现在也出台了更严厉的法律法规，上还有一些地方不超过15%，广州大概是16%，包括香港也出了新的规定不超过20%，反射涉及到光污染的问题，现在越来越重视，但是反射率是一个矛盾或者辩证的关系，如果反射太低，遮蔽效果比较差，整体颜色一致性也比较差，作为玻璃幕墙来说，一定的反射率是要的，所以15%到20%的反射率是比较合理。一片玻璃单面4%，双面8%，正常是10%几的反射率。有一些光污染影响交通、安全，特殊的地方反射率需要特别控制。

 

　　除了光污染问题，玻璃还有一个光畸变的问题，波形是通过钢化公益控制，国家标准要求低一点，钢化是千分之二，光畸变，除了改善钢化工艺，用半钢化来代替，还要考虑周边海拔因素，气压差引起的变化，还有人为的挤压，施工造成的变形，这些都会影响表面的光学性能。

 

　　节能一个是太阳光辐射，第二个是红外辐射，这是两个概念，阳光辐射就是白天都存在，红外辐射是任何有温度的物体都有辐射，人体都有，这个辐射是以远红外线的形式出现，比如说像下面的280到2500纳米，这是太阳的辐射能量，主要是集中在这一部分，像一般黑体的辐射，或者有温度的物体辐射，它的中心波长是10微米，它是中远红外，这一部分涉及到的概念就是辐射率，就是对红外热量的吸收率，百分之百吸收，普通玻璃对红外线是吸收的，不隔热，为什么LOW-E能够隔热？因为LOW-E辐射率小于0.15，也就是吸收微乎其微，90%都被反射掉，这就是LOW-E为什么节能的主要原因。

 

　　衡量玻璃节能的指标，有透过、吸收、传导，隔热遮阳产生的热量，衡量玻璃节能通常熟悉的就是U值和SC值，U值定义是单位时间在温差一度的时候通过的热量，这可以根据上面的公式计算出来，HR是指辐射的换热系数，HR辐射就是和材料的辐射率有关系，还有气体的导热系数跟厚度有关系，所以综合来说，这里面其实主要的因素就是一个是导热习俗，一个是辐射率，还有空气层的厚度。为什么说中空节能，就是在这里，玻璃是1，空气是0.024，中空之后U值大幅下降。辐射率刚才已经讲了，LOW-E通常可以到0.04，比普通玻璃的0.84少了很多，这就是为什么LOW-E配上中空以后U值可以大幅降低的原因，降低U值的方法，普通玻璃就是5.8，增加厚度减少很少，主要是辐射率、导热系数和空气层厚度，像单片的U值也很难大幅降低，必须要中空，中空以后传到、对流大幅降低，可以从5.8降到2.7，增加厚度是略微降低一点，单银到1.8，双银到1.6，如果是双银，充氩气到1.0。我们能够做到的就是最低标准双银LOW-E充氩气。这里面关于空气层的厚度有一个概念，并不是越厚越好，前面有一个专家也到了，按照不同的标准，比如说黄色的美国标准、欧洲标准，各种标准不同，通常欧洲的标准是16，中国和美国的标准是比较接近，大概是12毫米，这里面和辐射率没有太大的关系，厚度到达一定的时候，U值到最佳，再继续增加效果不明显，包括我们长江以南的地方，它的条件和欧洲的标准比较接近，而北方是和美国标准比较接近，是用12个厚度最好。区别主要是在室外温度，像欧洲标准是按照0度，美国和中国是0下20度，这里面有3个标准，U值要有统一的标准，按中国标准、美国还是欧洲标准，中国比美国标准大一些，SC值，中国和欧洲一样，比美国低，不同的标准产生的结果不一样。SC值中国和欧洲标准比美国标准高，是因为美国是按直射，中国是按直射和反射，能量范围大，遮阳系数出来的结果更大一些。

 

　　节能也会考虑到期后环境高度的变化。SC值根据定义和公式，SC值的遮阳系数比较大，G值比太阳能大，他们之间有这么一个关系，SC值大于G值，这三个间存在着这样的关系，因为G值除了透过，还包括二次传导。在2500以后，曲线就上来了，北方室内保温红外线反射回来，LOW-E既保温又隔热。

 

　　单银、双银、三银不展开介绍，如果双银和三银相比的区别在哪里，SC值更低，也就是光热比更高。还有一个概念，比如夏天用遮阳，冬天用取暖，这是一个矛盾，理论上U值和SC值永远越低越好，当然要考虑一定的采光需求，尤其是像北方，北方以保温为主，但其实这个制冷能耗相比取暖来说，它还是高的，不管遮阳系数怎么调整，制冷的能耗还是高一些，遮阳还是越低越好。刚才提到为什么说遮阳会和隔热有这么大的关系，遮阳同样说单银双银和三银，可见光通过有很多。红外的通过也是有比较大的差别，单银是十几、二十，三银基本上红外透过隔绝了。可以来衡量隔热效果，但是遮阳效果不能完全和遮阳系数一个值来衡量，除了考虑遮阳系数，还要考虑可见光的透过，它们相互有关联，单纯用遮阳系数一个值来衡量制氧也不科学。

 

　　可见光透过占53%的时候，单银遮阳只有0.5，同样遮阳系数0.3，单银投入有58%，差了20%的可见光透过。说到节能，还要看相应的标准，其实这个数值，像北方以隔热保温为主，所以K值比较低，南方夏热东暖地区，3.0就够了，其实我们现在采用的窗U值一般远低于这个，这是比较老的标准，更多考虑的是遮阳。刚才前面有专家提到三步节能，已经到了四步节能，北京外窗是2.5K值，相比国外是高了50%以上，三步节能的能耗还是非常高。所以再节能30%，累计节能到75%，整个窗框到1.8，玻璃是1.2、1.3，就看玻璃和窗框怎么配置，这里面还有一个被动房，被动房最早在德国产生，现在国内也开始流行，这其实就是能耗非常低，不会去主动地消耗能源，它的K值到0.7以下，这个表是去年刚刚由玻璃协会制订的关于满足被动房玻璃的标准，南方可以稍微高一点，遮阳红外透过率稍微低一点。四月份在杭州召开年会的时候，我们成为了第一批获得被动房认证的企业。

 

　　不管是遮阳、节能、光热比，双银、三银的优势主要是这里。

 

　　安全方面，大家都很关注玻璃自爆掉下来，还有整个胶下来，今天从玻璃方面来介绍一下我们的想法和经验，玻璃为什么会出现？主要是自爆问题，钢化提升它的强度，一般是千分之三。玻璃自报不是因为外力引起，是自身内部的缺陷引起的自爆。有一些措施不完全能解决钢化玻璃的自爆问题。在设计的时候要考虑设计的因素，比如说强度的问题、温差问题、安装问题，三月份刚刚出了发文关于进一步加强玻璃幕墙防护工作，像限制一些隐框的使用，玻璃幕墙采用夹层、均质钢化和超白，提到了钢化玻璃，钢化玻璃要符合新的标准《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》，这里面提到几点，主要是五点，第一个是选择优质的平板玻璃原片，优质的原片会减少自爆的几率和概率，这里面有一个概念可以分享，为什么汽车玻璃相对来说出现自爆效率小一点，这跟它原片也有很大的关系，按分类来说通常有一个建筑级分类，新的规定出台，幕墙安全玻璃一定要用优等品玻璃原片。

 

　　适度钢化，现在钢化玻璃标准要求大于90兆帕，90兆帕偏高，美国是大于69兆帕就是钢化玻璃，其实60到90、70到90，我们更建议用这种钢化，后续也有专家把钢化玻璃的强度标准降下来。表面的应力均匀，最小最大应力差值不能太大，不能超过15兆帕。同时还有限制钢化玻璃的尺寸，比如8MM，这里面有一些比较新的方法或者标准。

 

　　从我们做玻璃的来说，一般解决方案有五点，一个是均质处理，这只是针对硫化镍来说。夹层钢化，虽然玻璃破了不会掉下来，其实夹层也有问题，有一些整体凋落的问题，因为破了以后，胶片没有强度，夹层也有性的考虑。SGP夹层，强度非常高，安全性更好，但是造价非常贵。半钢化夹层，刚才业介绍到了半被钢化通常是24到60兆帕，它基本不存在自爆，另外她的表面光学性能更平整，波形变形比钢化要好。超白玻璃，铁含烂大概是100个PBM，铁含量只有普通玻璃的1/10，铁和镍是共生的，所以从理论商来说，自爆概率也是1/10，千分之几的概率是计算出来的，换算出来的概率，这样超白的自爆风险非常低，同时颜色非常纯净，从侧面看很容易区分出来超白和普通玻璃，普通玻璃偏绿一点，这是安全方面的考虑，超白钢化、夹层和均质处理。像半钢夹层、超白钢化，高端一点就是三超白、半刚夹层。最后再简单介绍一下代表性案例，第一个是上海港汇恒隆广场，还有早期的银三银的项目，2010年上海世博会的中国馆，这个玻璃是5.2米长，非常大，夹层双银，配合中国红，上海月星环球，以往是钢化中空，新一点的建筑都是夹层中空。

 

　　广州北塔全部用钢化玻璃，8毫米的半钢夹层，安全性得到了保证，16毫米的氩气可以达到1.3，节能安全做得非常好。深圳长富金贸，有一个不同夹层是用在室内，业主和设计师不同的考虑，一般是在外层，还有一个特点是弧度，边角是圆弧处理。广西的金融广场，这个是更高端的豪华配置。