被动房为什么会选择真空玻璃

      被动房要求建筑耗能量极低（单位面积年采暖或制冷需求≤15kWhm-2a-1），同时要求建筑外窗具有极好的采光、隔热、保温和密闭性能。如要求外窗传热系数U值≤0.8W/(m2·K)。玻璃约占外窗面积70%，在外窗采光、隔热、保温性能方面起着主要作用。因此被动房对窗玻璃要求极高。

      目前，已有一些被动房窗玻璃使用或计划使用真空玻璃。

      被动房为什么会选择真空玻璃呢？

      1,1真空玻璃综合性能指标更易满足被动房要求

      被动房要求外窗具有极好的采光、隔热和保温性能。即要求窗玻璃传热系数U值低、可见光透过率高、玻璃的太阳能总透射比和玻璃选择性系数可调。从我国实际项目应用和门窗材料的发展来看，能满足被动房要求的高端玻璃产品不外乎有两种：真空玻璃和三玻两腔中空玻璃。三玻两腔中空玻璃往往顾此失彼，而真空玻璃综合性能更易满足这些要求。

      （1）真空玻璃传热系数U值低

      中空玻璃产品应用比较早，技术上也相对成熟，高端产品一般通过选用优质Low-E并增加Low-E层数，加厚中空层厚度和充氩气等方式降低U值。

      表2和图2可见，当Low-E玻璃辐射率为0.02-0.11时，三玻两腔中空玻璃顶级配置（充16mm氩气，采用三片Low-E玻璃）的传热系数U值为0.66-0.77 W/(m2·K)。而真空玻璃则通过基本的配置（采用1片Low-E），U值就可以低至0.39W/(m2·K)，使用两片Low-E的真空玻璃U值可以低至0.35W/(m2·K)。

      （2）真空玻璃可见光透过率高

      表3可见，三玻两腔中空玻璃为满足低U值的要求，一般使用二片或三片Low-E玻璃，这就致使可见光透过率大大降低，严重影响了室内的采光，一方面使人感觉压抑，另一方面也增加了照明能耗。而（复合）真空玻璃只使用一片Low-E玻璃，U值就可以达到被动房要求，同时可见光透过率也高，采光性好。另外，可以在保证整窗U值不变的前提下，减小整窗的窗框面积，增加玻璃面积，使居住环境更加透亮。

      （3）玻璃的太阳能总透射比和玻璃选择性系数可调

      玻璃选择性系数即光热比，是指材料的可见光透射比与太阳光总透射比的比值，该指标越高，表示在相同的太阳能得热下有更多的可见光投射入室。从表3中可以看出，真空玻璃的太阳能总透射比和玻璃选择性系数可以通过改变结构、选用不同种类或数量的Low-E玻璃来调节。

      我国幅员辽阔，气候条件多样，真空玻璃的光学及热工性能，如可见光透过率、玻璃选择性系数、太阳能总透射比等可根据地区、朝向等的需要进行调整。

      1.2真空玻璃应用于被动房的其他优点

      （1）长寿命

      真空玻璃为无机材料密封，不含有机胶材料，且在采用合格工艺的条件下加工时经过严格的高温真空排气，在高温、低温、高湿、紫外线照射等恶劣环境下，不会产生性能衰减、老化失效等问题。并且真空层内部放置有吸气材料，按照能保持真空寿命50年设计。

      另一方面，真空玻璃中的Low-E层位于真空层内部，鉴于真空玻璃内部的高真空度，可以起到保护Low-E膜的作用，也就可以更持久的保证真空玻璃的低U值，提高产品寿命。

      （2）应用地域广泛，综合性价比高

      由于真空玻璃内部为真空状态，可应用于平原以及高海拔地区，不存在中空玻璃运到高原低气压地区的胀裂问题。从理论上讲，越是在高原地区，真空玻璃受到的压差越小，玻璃所承受的应力也就越小，安全性更高。在应用于建筑物的立面，斜面以及平面采光顶和阳光房等部位时，不存在中空玻璃平放时气体对流传导大大增加的问题。因此真空玻璃可以应用于平原和高原地区及采光顶等部位。

      （3）隔声效果好

      真空玻璃的隔声量可达37dB，复合真空玻璃的隔声量可达39-42dB，优于三玻两腔中空玻璃。真空玻璃尤其可以有效阻隔处于中低频段的交通噪声，增强了其在阻隔生活噪声方面的实用性。

      （4）防结露效果好

      真空玻璃四周密封，内部为真空状态，其内部不存在结露的可能。此外，在室外温度较低的情况下，真空玻璃与室内空气接触一侧表面温度也高于露点，所以在室外温度降到很低时，真空玻璃与室内空气接触一侧也不会结露。

      真空玻璃在其它超低能耗建筑中应用举例

      如今世界上涌现了很多超低能耗建筑，除被动房外，还有“主动房”、“产能房”、“零能耗建筑”等。这些建筑都有个共同的特点：外窗必需具备优良的采光、保温和隔热性能，具有优异性能的真空玻璃毋庸置疑地成了这些超低能耗建筑的首选。举例如下：

      （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“中美清洁能源合作”重要项目（见图3），于2014年完成。该建筑通过高性能围护结构、地源热泵系统和太阳能光热、光电系统联合应用，使建筑物达到“冬季不使用传统化石能源供暖、夏季空调能耗降低50%、建筑照明能耗降低75%”的目标。建筑外窗玻璃采用新立基生产的传热系数为0.6W/(m2·K)的半钢化Low-E真空玻璃，整窗传热系数小于1.0W/(m2·K)。

      （2）德国斯图加特市主动房

      该项目是世界著名建筑师Werner Sobek设计的世界首个真空玻璃主动房（见图4），于2014年建成。主动房是100%可循环利用节能房，通过光伏板发电，不仅能满足自身用电，还可为周边社区和电网供电，该建筑窗玻璃采用新立基大尺寸2.5×1.7m传热系数为0.46W/(m2·K)的复合真空玻璃。

      3、结论

      被动房等超低能耗建筑为什么会选择真空玻璃，究其原因是这些超低能耗建筑均要求外窗同时具有良好的采光、隔热和保温性能，三玻两腔中空玻璃往往顾此失彼，真空玻璃综合性能优异，如具有传热系数U值低、可见光透过率高、太阳能总透射比和玻璃选择性系数可调、寿命长、应用地域广、隔声和防结露性能好等优点，其综合性能更易满足要求。因此，被动房等超低能耗建筑会选择真空玻璃。