本文首先总结了国内外被动房标准对外窗的要求。其次指出真空玻璃具有传热系数U值低、可见光透过率高、玻璃的太阳能总透射比和光热比可调的性能；此外真空玻璃还具有耐久性好，应用地域广泛的优点，是被动房用玻璃首选。最后指出选购高品质真空玻璃的方法。

技术流

（第37期）

(图片来源：中建门窗供稿，侵删)

01“国内外被动房对外窗的要求”

＊　德国被动房用外窗要求

德国被动房要求外窗玻璃传热系数Ug≤0.8W/(㎡·K)，玻璃太阳能总透射比g≥0.35，玻璃选择性系数S≥1.25。玻璃间采用耐候性良好的非金属间隔条。窗框通常为多腔木或塑料框架，填充高效保温芯材，整窗U值0.8-1.0 W/(㎡·K)。

＊　我国对被动房用外窗要求

(1)《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（试行）（居住建筑）》。此导则由中国建筑科学研究院主编，规定了我国不同气候区被动房外窗保温和遮阳性能要求（见表1)。 此导则首次分别列出窗玻璃冬季和夏季的太阳得热系数。 严寒和寒冷地区冬季以获得太阳辐射量为主，兼顾夏季隔热。夏热冬暖和夏热冬冷地区应以尽量减少夏季辐射得热为主，兼顾冬季得热。

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当设有可调节外遮阳设施时，夏季可利用遮阳设施减少太阳辐射得热，外窗的SHGC值按冬季选取。

表1 外窗传热系数(K)和太阳得热系数(SHGC)参考值

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平时户主外出时入户门和外窗应该是关闭的，以保证屋内的安全和节能要求。当户主在回家的时候，希望家里环境通透明亮，因而通过手机APP指令，在到家前，开启外窗、遮阳等等，使得家里环境更加舒适。作为入户门锁具也可通过远程进行开启，亲友来访，家人又不在家时，用户通过APP便能生成临时密码，让亲友进门，避免出现客人到访却吃闭门羹的窘况。

(2)《被动房透明部分用玻璃》JC/T 2450-2018

该标准规定我国不同气候区被动房透明部分用玻璃光热参数要求及实验方法。该标准规定被动房透明部分用玻璃应使用“三玻两腔中空玻璃”或“真空复合中空玻璃”。

(3)河北省《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》DB13 (J) /T177-2015，该标准是我国第—部被动房标准。规定：外门窗传热系数 K≤1.0W/(㎡·K)。外门窗型材宜选用木材或塑料，型材传热系数 K≤1.3W/(㎡·K)。

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玻璃传热系数K≤0.8W/(㎡·K ), 玻璃太阳能总透射比g≥0.35, 玻璃光热比LSG≥1.25。可见，国内外被动房标准要求外窗玻璃兼具“保温”、“最大限度允许可见光进入”和“控制太阳能”的特点，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光热比可调。

02“真空玻璃综合性能指标更易满足被动房要求”

＊　真空玻璃保温效果好，传热系数U值更低

中空玻璃高端产品—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。从表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0.68-0.79 W/(㎡·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0.36W/(㎡·K) (0.36为在中国JGJ15 1-2008标准下计算的U值，在欧洲标准条件下计算的U值会更低为0.34)。

表2 三玻两腔中空玻璃和真空玻璃U值随玻璃辐射率的变化对比

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注： 1.表中U值数据由Window7软件计算，按照中国JGJ151—2008标准选取边界件；2.代号意义：T-半钢化或钢化玻璃，TL-半钢化或钢化镀膜玻璃，V-真空层，Ar—氩气层，表中氩气填充量按90%计算。

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＊　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 ， 致使可见光透过率降低，影响室内采光，不但使人感觉压抑，而且也增加了照明能耗。

而（复合）真空玻璃往往只使用一片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。

表3三玻两腔中空玻璃和真空玻璃光学参数比较

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注： 1.表中U值数据由Window7软件计算，按照中国JGJ151—2008标准选取边界件；2.代号意义：T-半钢化或钢化玻璃，TL-半钢化或钢化镀膜玻璃，V-真空层，Ar—氩气层，表中氩气填充量按90%计算。

＊　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。

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表3可见，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。

＊　真空玻璃其它性能优势

(1)耐久性好，即使中空失效，U值变化不大

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，经过严格的气候模拟测试和理论计算，真空寿命在50年以上。

(2)应用地域广泛，适用于高原地区和采光顶

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。

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，真空玻璃U值基本不变，不存在中空玻璃水平放置U值增大的问题。因此真空玻璃适用于采光顶。

03

“如何选购高品质的真空玻璃”

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＊　空玻璃和中空玻璃—样，其性能及真空寿命、力学寿命目前都缺乏有效的快速的现场检测手段。检测真空玻璃传热系数（或热导或热阻值）可以有效检测真空玻璃保温效果，但此检测方法复杂，耗时较长。其次可以使用偏振光检测法初步判断真空玻璃真空度。最后用户只能在使用过程中判断真空玻璃在质量优劣，如测试玻璃内表面温度、观察支撑物是否脱落、玻璃是否结露结霜等。

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＊　偏振光检测

偏振光检验可以初步检测真空玻璃的真空度，支撑物与玻璃接触均匀性以及边部封接应力大小等问题，该检测方法简单、有效。

真空玻璃在真空层内外气压差作用下，支撑物受压应力作用，并在支撑物与玻璃接触的周边产生集中应力。支撑物附近因应力集中而形成“四叶星光斑”（见图1)。如果样品每个支撑物都检测到四叶星光斑就证明真空玻璃存在真空度且每个支撑物都起到了支撑作用。

对于边部封接，通常也会存在一定的应变，应变方向一般是垂直于边界。如果封边应变很大，也会观察到明显的光斑，如果封边工艺好，边部不会出现明显的光斑。

＊　偏振光的检测方法

(1)将样品置于光源上，在样品上放置一个偏振片，人眼可以观察到呈矩阵排布的四叶星光斑。

(2)将样品置于光源上，观察者带上偏光眼镜，人眼可以观察到呈矩阵排布的四叶星光斑。

(3)在样品上下各放置一个偏振片，两偏振片呈90°垂直放置，人眼可以观察到呈矩阵排布的四叶星光斑。

如何让每个支撑物都能均匀起到支撑作用呢？这就要求玻璃原片平整度好，支撑物高度均匀，玻璃边缘封接高度不大于支撑物高度等。

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＊　观察外观：选择封边宽度均匀，支撑物排列规则的真空玻璃

优质真空玻璃封边材料应均匀、宽度一致。封边宽度过窄，达不到安全封接强度，封边宽度过宽，大于型材嵌入深度，影响美观。

优质真空玻璃的支撑物排列应规则。如果支撑物缺位，将引起与缺位临近支撑物处玻璃应力增加，导致玻璃容易破碎。

＊　选择采用优质玻璃原片制造的真空玻璃

要选择具有低辐射率的Low-E玻璃，且兼顾其优秀光学性能。真空玻璃的突出优点是保温性能好，也就是传热系数U值低。Low-E玻璃辐射率越小，真空玻璃U值越低。

要选择钢化玻璃原片平整度好的玻璃。由于真空玻璃中支撑物高度为0.1-0.2mm，钢化玻璃原片的弯曲度应尽可能小，特别是波形弯曲和角部翘曲应小于此高度，抽真空后才能压住支撑物。

＊　选择具有有效吸气剂的真空玻璃

虽然真空玻璃制备工艺经过了高温排气，消除了玻璃表面水汽及有机物，但真空玻璃在使用过程中由于紫外线照射等影响还会源源不断地放出微量气体。必须放置足量的吸气剂来保证真空玻璃的真空寿命。

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真空玻璃必须的真空度是多少？以辐射率为0.07的单Low-E真空玻璃为例 在不同真空度条件下的U值如表4所示。

表4不同真空度下真空玻璃U值

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注： 表中U值数据由Window7软件计算，按照中国JGJ151—2008标准选取边界件。

从表4可以看出 当真空度大于10Pa，真空玻璃U值就远大于中空玻璃，真空玻璃的优点全部丧失，所以取得并保持真空度小于10-1Pa是必须的。

04

“总结”

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＊　随着中国的真空玻璃发展水平处千国际领先水平，是被动房选用的为数不多的本土化建材。被动房要求的建筑材料至少30年不更换。开发商应选用高品质真空玻璃。

真空玻璃具有传热系数U值低、可见光透过率高、玻璃的太阳能总透射比和光热比可调的性能，是被动房用玻璃首选。

(文章来源：中建门窗供稿，侵删)