一、引言
    我國首部公共建筑的節能標準一《公共建筑節能標準》的實施，引起了業內人十的普遍關注。建筑節能新標準〔下稱標準)，對節能玻璃的應用提出了明確要求，同時對“超大采光”、“外飄窗”等不節能設計也提出了限值�！稑藴省�4.2.4條強制性條文為:“建筑每個朝向的窗(包括透明幕墻)墻面積比均不應大于0.70。當窗〔包括透明幕墻)墻面積比小于0.40時，玻璃〔或其他透明材料)的可見光透射比不應小于0.4。當不能滿足本條文的規定時，必須按本標準第4.3節的規定進行權衡判斷。’《標準》發布之后，根據這一規定“叫停玻璃幕墻”的消息不脛而走。執行《標準》是否就不能發展通透幕墻?如何正確的理解和執行《標準》，是建筑幕墻行業急切的實際問題。汪光燾部長在《建設節約型社會必須抓好建筑“四節”》一文中指出:“節能，不僅要重視建設時的節能，更重要的是長期使用時的總能耗下降。重點要研究建筑使用過程中的能源結構和供應方式，提高能源利用效率，研究建筑節能不能局限于建筑單體的墻體與門窗等圍護結構的保溫隔熱問題。我們鼓勵發展節能省地型住宅和公共建筑，必須繼續深入研究與思考節能省地型住宅和公共建筑的內涵�！睂W習汪光燾部長以上論述，本文探討看法如下。
    窗墻面積比是指不同朝向外墻面上的窗及陽臺門的透明部分的總面積與所在朝向建筑的外墻面的總面積(包括該朝向上的窗及陽臺門的透明部分的總面積)之比。窗墻面積比的確定要綜合考慮多方面的因素，其中最主要的是不同地區冬、夏日照情況(日照時間長短、太陽總輻射強度、陽光人射角大小)，季風影響、室外空氣溫度、室內采光設計標準以及外窗開窗面積與建筑能耗等因素。一般普通窗和傳統幕墻(包括陽臺門的透明部分)的保溫隔熱性能比外墻差很多，窗墻面積比越大，采暖和空調能耗也越大。因此，從降低建筑能耗的角度出發，限制窗墻而積比是必要的。
    標準不應該是僵化的條文。節能是一個方向，應該就一個建筑、甚至一個區域來平衡。標準定要具備系統學的思想。我們對能源的評判是一個綜合的系統思想，任何一個建筑，應該從系統學的角度去研究我們的文化、環境和氣候。圍護結構的節能是對于建筑周邊的自然環境，如光線、溫度、風壓、氣候狀況等充分分析和了解的基礎上，針對建筑本身的朝向、高度、室內功能等特點，通過有效系統技術和產品對室內環境起到適應和調整的過程。這個過程需要綜合多種因素考慮，需要處理多種關系，諸如隔熱和得熱、采光和遮陽、通風和熱交換的關系，處理好氣密性、水密性和傳熱、隔聲的關系等等。這個過程不應僅僅依據于單一的狀態指標，如K值就能夠說明和解決的。也不是簡單的將一些技術累加或附加就能夠實現的，《標準》對幕墻的保溫隔熱性能的要求是按窗墻面積比的增加而不斷提高的，當窗墻面積比例較大時，對幕墻的保溫隔熱性能的要求比目前實際應用的一般普通窗和傳統幕墻要高，這會造成門窗幕墻造價有所升高，但這是既要使建筑物通透、美觀、豪華，又要保證節約采暖空調系統消耗的能源所必須付出的代價。處理好二者關系的方法是，應根據幕墻大小的不同，對幕墻保溫隔熱性能的要求也不一樣。例如，如果整個建筑外墻都采用透明幕墻的話，則要求高性能節能玻璃幕墻。這和《標準》4.2.4條強制性條文說明內容是一致的:近年來公共建筑的窗墻面積比有越來越大的趨勢，這是由于人們希望公共建筑更加通透明亮，建筑立面更加美觀，建筑形態更為豐富�！稑藴省钒汛皦γ娣e比的上限定為0.7已經是充分考慮了這種趨勢。某個立面即使是采用全玻璃幕墻，扣除掉各層樓板以及樓板下面梁的面積(樓板和梁與幕墻之間的間隙必須放置保溫隔熱材料)，窗墻比一般不會再超過0.7。當建筑師追求通透、大而積使用透明幕墻時，要根據建筑所處的氣候區和窗墻比選擇玻璃(或其他透明材料)，使幕墻的傳熱系數和玻璃(或其他透明材料)的遮陽系數符合標準第4.2.2條的的規定。標準允許采用“面積加權”的原則，使某朝向整個玻璃(或其他透明材料)幕墻的熱工性能達到第4.2.2條的幾個表中的要求，例如某賓館大廳的玻璃幕墻沒有達到要求，可以通過提高該朝向墻面卜玻璃(或其他透明材料)熱工性能的方法，使該朝向整個墻面的玻璃(或其他透明材料)幕墻達標，真察玻璃幕墻、雙層真空玻璃幕墻就是既能達標、又能通透的高性能節能玻璃幕墻。
   
二、真空玻璃
    真空玻璃是將兩片平板玻璃四周密閉起來，將其間隙抽成真空并密封排氣孔，兩片玻璃之問的間隙為0.1-0.2mm，真空玻璃的兩片一般至少有一片是低輻射玻璃，這樣就將通過真玻璃的傳導、對流和輻射方式散失的熱降到最低，其工作原理與玻璃保溫瓶的保溫隔熱原理相同。真空玻璃是玻璃下藝與材料科學、真空技術、物理測量技術、工業自動化及建筑科學等多種學科、多種技術、多種工藝協作配合的碩果。
    1893年，英國物理學家、化學家占姆士·杜瓦發明了保溫瓶。人們為了紀念他，把保溫瓶又稱作杜瓦瓶。從此后，長于幻想的科學家就有一個夢想，什么時候能將保溫瓶技術應用到建筑玻璃窗上?要實現從杜瓦瓶到真空平板玻璃的飛躍，三大難題擺在人們面前。
1、與杜瓦瓶不同，真空平板玻璃是一個小容積、大表而積而又狹窄扁平的玻璃真空腔體，但又要快速抽真空以使殘余氣體降到可以對熱傳導忽略不計的程度，并長期保待其真空度;
    2、與杜瓦瓶圓柱體容易抗壓不同，平板真空玻璃只有使用支撐物來承受10000千克/平方米的壓力，該支撐物使真空玻璃產品滿足建筑玻璃設計標準所要求的強度和壽命，這就必須對支撐物的物理化學性能以及幾何形狀、幾何分布做出精心設計;
    3、比杜瓦瓶更難的是，真空玻璃是門窗用透明材料，在抽氣口、支撐物的設計和選料上，要不影響透明和美觀。
1913年世界第一個平板真空玻璃專利發布�？茖W家們相繼進行了大量的探索，誕生了一批專利。20世紀80年代起，世界對真空玻璃的研發逐漸活躍起來，其中有兩個團體值得一提。一個是美國克羅拉多太陽能研究所由D.K.Benson教授領導的真空玻璃研究組，經過1985-1991年的實驗，創立了許多值得讓后人借鑒的技術理論、思路和實驗室數據，另一個是悉尼大學應用物理系R.E.Collins教授1989一1994年領導的研究組，進一步改進工藝，1989年試制出樣品，1993年研制出第一塊1米x1米的實用真空玻璃，并申請了4項專利，北京大學物理系原教授唐健正也是參與者之一。人類在發明杜瓦瓶之后整整100年，終于又發明了真空平板玻璃。英國、希臘和日本等國的科學家也做了大量的類似研究。

三、真空玻璃特性
    熱傳遞通常有三種方式:對流、傳導和輻射。由于真空玻璃中間是真空層，基本上消除了對流傳熱和傳導傳熱，同時組成真空玻璃的原片玻璃可以選擇低輻射膜玻璃即Low一E玻璃，能夠大幅度降低輻射傳熱。真空玻璃由于真空層的特殊結構，因而具有良好的隔聲性能，隔聲性能指標明顯優于中空玻璃。真空玻璃與中空玻璃相比保溫性能更好，熱阻更高，因此具有更好的防結露性能和隔熱節能。真空玻璃兩片玻璃中間的真空層消除了傳導與對流傳熱，使房間與外界的熱交換降到極限。據國家建筑工程質量監督檢測中心提供的數據顯不:真空玻璃的保溫性能是中空玻璃的2倍，是單片玻璃的4倍。
    1、防霧防露
    由于普通單片玻璃遇冷發生結露時，玻璃窗濕淋淋容易弄臟墻壁與地面，損傷窗框，還為霉菌提供了生存空間，所以它已跟不上建筑市場的發展中空玻璃雖比單片玻璃有所進步，但因經常產生霧氣或結露，影響采光和視野的清晰義無法擦去而不能滿足人們�；钯|量日益提高的要求。真空玻璃的出現則很好地解決了這個問題。真空玻璃其有較好的隔熱性能，室內一側玻璃表面溫度不易下降，即使室外溫度很低，也不易形成霧結露。此外，真空玻璃巾間是真空層，絕不會發生巾空玻璃由于間隔中含有濕氣，在降溫時出現的內結露現象。
2、隔聲性能
    由于真空玻璃特有的構造，對十聲音的傳播可大福度降低，在整個音域范圍都可實現良好的隔音，在降低外界噪音傳入同時，室內生活聲音也不易外傳，總的隔音效果要比中空玻璃好，容易給人們創造一個溫馨恬適的環境。
    3、抗風壓性能
    真傘玻璃巾的兩片玻璃.通過支撐物牢固地壓在一起，具有與同等厚度的單片玻璃相近的剛性，一般來說它的耐風壓性能是巾空玻璃的1.5倍。
    4、超長的耐久性
    真空玻璃是一種新產品，目前國內外尚無相應標準，更無相應的測試方法。真空玻璃又不同于中空玻璃。因此，不能完全按中空玻璃試驗方法進行，而主要參照GBII944-89中空玻璃標準而擬定紫外線照射、氣候循環、高溫高濕度試驗。試驗表明即使是在苛刻的條件下真空玻璃同樣具有長期穩定耐久性能。
    真空玻璃具有優異的保溫隔熱性能，其性能指標明顯優于中空玻璃，一般的單片玻璃傳熱系數是6，中空玻璃是3.4，真玻璃的傳熱系數達到1.2,一片只有6mm厚的真空玻璃，隔熱性能相當于370mm的實心鉆土磚墻，隔聲性能達到五星級酒店的靜音標準，相當于四磚墻的水平。由于隔熱保溫性能好，真空玻璃在建筑上的應用將達到節能和環保的雙重效果。據統計，使用真空玻璃后空調節能就達50%，與單層玻璃相比，每年每平方米幕墻、窗戶可節約700兆焦耳的能源，相當于一年節約192千瓦小時電，1000噸標準煤，是目前世界上節能效果最好的玻璃。真空玻璃幕墻、門窗是第二代幕墻門窗玻璃。

四、真空玻璃與中空玻璃比較
    真空玻璃就是這種與中空玻璃結構完全不同的新產品。中空玻璃大多用鋁框四周封邊、間隔2塊玻璃，內含空氣或充氛氣，總厚度最薄的12毫米。真空玻璃用適當分布的微粒支柱做間隔，間隙層只有0.1-0.2毫米，空腔內抽真空無氣體，真空度達到0.1帕以上，總厚度最薄只有6毫米左右。熱量交流有3種形式，作為新一代節能玻璃，它具有比中空玻璃更好的隔熱、保溫性能，其保溫性能是中空玻璃的2倍，是單片普通玻璃的4倍;由于真空玻璃熱阻高，具有更好的防結露結霜性能，在相同濕度條件下，真空玻璃結露溫度更低，這對嚴寒地區的冬天采光極為有利，而且真空玻璃不會出現普通中空玻璃經常出現的“內結露”現象;真空玻璃具有良好的隔聲性能，在大多數聲波頻段，特別是中低頻段，真空玻璃的防噪音性能優十中空玻璃;真空玻璃具有更好的抗風壓性能，同樣面積同樣厚度條件下進行的抗風壓試驗中。真空玻璃抗風壓性能等級明顯高于中空玻璃;真空玻璃還具有持久、穩定、可靠的特性，在參照中空玻璃擬定的環境和壽命試驗進行的紫外線照射試驗、氣候循環試驗、高高濕試驗，經國家建筑工程質量監督檢測中心檢測，真空玻璃的熱阻變化均在2%以下，通過在日本的應用表明，真空玻璃內的支撐材料在涉及金屬疲勞度方面的壽命可達50年以上，高于其使用的建筑壽命。真空玻璃最薄只有6毫米，現有住宅窗框原封不動即可安裝，并可減少窗框材料，減輕窗戶和建筑物的重量。真空玻璃屬于玻璃深加工產品，其加工過對水質和空氣不產生任何污染，并且不產生噪聲，因此對環境無有害影響。