太阳能光伏玻璃幕墙知识详解

太阳能光伏玻璃幕墙知识详解

一、幕墙简介：

（一）何为幕墙？

1.建筑幕墙的概念

建筑幕墙（Building curtain wall）：由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。（JGJ102-2003 《玻璃幕墙工程技术规范》2.1.1）

2.要成为幕墙的三个条件：

（1）首先幕墙是建筑的一种外围户结构。

（2）悬挂在建筑主体结构上。

（3）不承担建筑主体荷载。

3.建筑幕墙具有以下三个特点：

（1）建筑幕墙是完整的结构体系，直接承受施加于其上的荷载和作用，并传递到主体结构上。

（2）建筑幕墙应包封主体结构，不使主体结构外露。

（3）建筑幕墙通常与主体结构采用可动连接，竖向幕墙通常悬挂在主体结构上。当主体结构位移时，幕墙相对于主体结构可以活动。

4.与传统墙体材料相比，建筑幕墙的特点

（1）主要材料是现代工业产物，玻璃具有光反射能力，铝板和金属板富于现代感，可以产生强烈的建筑艺术效果。

（2）墙体自重较小，玻璃和金属板幕墙通常为0.3~0.5kN/㎡，石板幕墙约为1 kN/㎡。玻璃和金属板幕墙只相当于砖墙的1/10~1/12、混凝土预制板墙面的

1/7~1/8，从而降低主体结构和基础的造价。

（3）材料种类较少，多为工业产品，质量较稳定，而且工厂化加工，现场安装工作量少，无湿作业，工期较短。

（4）维护和更换幕墙构件都很方便。

（5）幕墙包封主体结构，减少了主体结构受温度变化的影响，有效地解决了大面积建筑和高层建筑的温度应力问题。

（6）能较好地适应旧建筑更新的需要，所以常常用加装幕墙来作为旧建筑改建的手段。

（二）建筑幕墙的分类

1.按面板所用材料分为

①玻璃幕墙

②金属板幕墙

③石材幕墙

2.按施工方法分为

①单元式幕墙

②半单元式幕墙

③构件式幕墙

3.按结构形式分为

①有框幕墙：明框幕墙、半隐框幕墙、全隐幕墙

②无框幕墙：全玻幕墙、点支幕墙

（三）特种节能玻璃幕墙材料：

1.阳光辐射控制玻璃

这类技术通过改变玻璃的光学特性来实现对太阳能辐射的选择性屏蔽或利用来达到环保节能效果，主要有：

（1）LOW-E玻璃也称低辐射镀膜玻璃

同热反射镀膜玻璃加工工艺大致相同。也是在优质浮法玻璃表面，以真空磁控溅射方法镀膜。所不同的是，除金属化合物膜外，又多了一层或数层低辐射材料膜。LOW-E玻璃与热反射镀膜玻璃相比，当二者遮阳作用相等时，这种LOW-E玻璃具有更高的可见光透射率和和较低的反射率，可减少或避免日间照明，可有效遮挡室外来的光污染。反过来说，当二者可见光透过率相同时，LOW-E玻璃遮阳效果更好。

低辐射镀膜玻璃简称低辐射玻璃或Low-E玻璃，因其所镀的膜层具有极低的表面辐射率而得名。普通玻璃的表面辐射率在0.84左右，Low-E玻璃的表面辐射率在0.25以下。这种不到头发丝百分之一厚度的低辐射膜层对远红外热辐射的反射率很高，能将80%以上的远红外热辐射反射回去，而普通透明浮法玻璃、吸热玻璃的远红外反射率仅在12%左右，所以Low-E玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的作用。冬季，它对室内暖气及室内物体散发的热辐射，可以像一面热反射镜一样，将绝大部分反射回室内，保证室内热量不向室外散失，从而节约取暖费用。夏季，它可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内，节约空调制冷费用。Low-E玻璃的可见光反射率一般在11%以下，与普通白玻相近，低于普通阳光控制镀膜玻璃的可见光反射率，可避免造成反射光污染。正是由于Low-E玻璃的这些优良特性，所以称其为绿色、节能、环保的建材产品。

低辐射镀膜（LOE－E）玻璃的生产可分在线镀膜和离线镀膜。在线镀膜工艺生产的玻璃的特点：膜层较硬，较牢固，耐磨性强，不易划伤，可以长期存储，并且其加工性能也好，即可单片使用，也可做成中空玻璃、夹层玻璃使用，且无须除膜。而离线镀膜工艺生产的玻璃则不具备以上特点，且膜层较软，对温度较敏感、不宜长期存放，暴露在空气中容易被腐蚀，故加工成中空玻璃使用。

对于如何判断哪面为镀膜面，对于单面玻璃将手指放到玻璃上看反射影象，双影为非镀膜面,单影为镀膜面，对于中空玻璃拿打火机点着后放在玻璃两面试一下，反射成像清晰一面为镀膜面。

（2）光谱选择透过性玻璃(Spectrally Selective Glazing)

该种技术实际上是Low-E玻璃、热反射玻璃等技术的延伸。简单的讲，它

就是通过在玻璃表面覆盖一层或几层特殊材料涂层，使得玻璃对不同波长的太阳辐射或者热辐射真有不同的透过率。采用该技术，经过细心“调制”，可以令玻璃具有满足人们特定需要的透过特性。如可以使得太阳辐射中的可见光成分最大量的通过同时阻挡具有较高热量的紫外线或者红外线成分，从而最大限度的利用自然光照亮室内，又把辐射的热能阻挡在室外（或者室内），于是从采光和制冷（或者采暖）两方面同时起到了节能效果。也可以使用它相反的特性，阻挡可见光，透过热量，从而适用于太阳高度较低的高纬度地区以消除进入室内的眩光同时充分利用太阳辐射热来加温室内空气。目前，国外光谱选择透过性玻璃的可见光透过率(Vision Transmittance)与太阳辐射能透过率(Solar Heat Gain Coefficient)之比可达到2.0。

（3）透过率可调玻璃(Switchable Glazing)

该种玻璃随环境改变自身的透过特性，可以实现对太阳辐射能量的有效控制，从而满足节能要求。根据玻璃特性改变的机理不同，这种可调玻璃又可分为热致变色玻璃、光致变色玻璃和电致变色玻璃。所谓热致变色就是玻璃随着温度升高而透过率降低，光致变色就是玻璃随光强增大而透过率降低，电致变色则是当有电流通过的时候玻璃透过率降低。以上过程都是可逆的。这其中，光致色变玻璃和电致色变玻璃尤为引起幕墙行业人士的关注，尤其是电致色变玻璃由于可以人为控制其改变的过程和程度，已经在幕墙工程上得到实验性的应用。目前，光致色变玻璃的可见光透过率可以在75%～25%的范围内变化，太阳辐射能透过率的变动范围是53%～23%。而电致变色玻璃可以在5分钟内实现可见光透过率67%～10%，太阳辐射能透过率66%～10%的变化。

2.隔热玻璃

近年来，在中空玻璃技术的基础上，一些新型的隔热玻璃不断出现，主要有：（1）惰性气体隔热玻璃

通过在中空玻璃的空腔内充入惰性气体，可以得到更高隔热性能的玻璃。目前国外已经出现了充氪气的4-8-4-8-4三层中空玻璃，结合Low-E技术，它的传热系数可以达到0.7W/m2K。

（2）气凝胶隔热玻璃

气凝胶是一种多孔性的硅酸盐凝胶，95%（体积比）为空气。由于它内部的气泡十分细小(小于20mm)，所以具有良好的隔热性能，同时又不会阻挡、折射

光线（颗粒远小于可见光波长），具有均匀透光的外观。把这种气凝胶注入中空玻璃的空腔，可以得到传热系数小于0.7W/m2K的隔热玻璃组件。该种物质长时间使用后的沉降现象是目前限制它大范围商业应用的主要因素。