1. 前言
我國的能源消耗非常巨大，而建筑耗能占全國總能耗的1/4~1/3，為實現(xiàn)國家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的戰(zhàn)略，實施建筑節(jié)能勢在必行。我國的公共建筑數(shù)量多，建筑規(guī)模大，耗能十分巨大，浪費也很嚴(yán)重。在公共建筑的全年能耗中，大約50%~60%消耗于空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)，而在這部分能耗中，大約20%~50%是由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱所消耗，其中嚴(yán)寒地區(qū)約為50%，寒冷地區(qū)約為40%，夏熱冬冷地區(qū)約為35%，夏熱冬暖地區(qū)約為20%。在整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，通過玻璃傳遞的熱量遠(yuǎn)高于其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)代化公共建筑中，大面積采用玻璃已成為趨勢，在玻璃幕墻和門窗中，玻璃面積與框材比較占控制地位，是玻璃幕墻和門窗傳熱的主要部位，因此如何正確地選擇設(shè)計玻璃，使得通過玻璃損失的能耗達(dá)到最小，滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189的規(guī)定，符合國家節(jié)能設(shè)計要求，是公共建筑設(shè)計必須解決的重要問題之一。本文就玻璃在公共建筑上的正確應(yīng)用與選擇進(jìn)行探討，以推動玻璃在公共建筑上的應(yīng)用。
2．自然界的熱量形式
對于建筑物來說，自然界中有兩種熱量形式，其一是太陽輻射，能量主要集中在0.3~2.5μm波段之間，其中可見光占46%，近紅外線占44%，其他為紫外線和遠(yuǎn)紅外線，各占7%和3%。其二是環(huán)境熱量，其熱能形式為遠(yuǎn)紅外線，能量主要集中在5~50μm波段之間，在室內(nèi)，這部分能量主要是被陽光照射后的物體吸收太陽能量后以遠(yuǎn)紅外線形式發(fā)出的能量及家用電器、采暖系統(tǒng)和人體等以遠(yuǎn)紅外形式發(fā)出的能量。在室外，這部分能量主要是被陽光照射后的物體吸收太陽能量后以遠(yuǎn)紅外線形式發(fā)出的能量。太陽輻射光譜曲線和熱輻射光譜曲線見圖1。
圖1 太陽輻射光譜曲線和熱輻射光譜曲線
3．玻璃傳熱機(jī)理
普通浮法玻璃是透明材料，其透明的光譜范圍是0.3—4μm，即可見光和近紅外線，剛好覆蓋太陽光譜，因此普通浮法玻璃可透過太陽光能量的80%左右。
對于環(huán)境熱量，即5—50μm波段的遠(yuǎn)紅外線，普通浮法玻璃是不透明的，其透過率為0，其反射率也非常低，但其吸收率非常高，可達(dá)83.7%。玻璃吸收遠(yuǎn)紅外線后再以遠(yuǎn)紅外線的形式向室內(nèi)外二次輻射，由于玻璃的室外表面換熱系數(shù)是室內(nèi)表面換熱系數(shù)的三倍左右，玻璃吸收的環(huán)境熱量75%左右傳到室外，25%左右傳到室內(nèi)。在冬季，室內(nèi)環(huán)境熱量就是通過玻璃先吸收后輻射的形式，將室內(nèi)的熱量傳到室外。普通浮法玻璃的光譜曲線見圖2
