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信义玻璃万军鹏:高层建筑玻璃幕墙解决方案

[发布日期:2015-06-25 17:14:01]

  房地产建筑行业逐渐进入白金时代,在这个政策推动之下逐渐房地产行业呈现出回暖态势。整个互联网的背景之下,在节能建筑发展的大浪潮中,门窗幕墙材料能否搭上“顺风车”?5月21日高层建筑门窗幕墙材料“优采”前沿高峰论坛在美丽的鹭岛厦门盛大开幕。在会上众多行业内的企业领导、专家、技术学者发表演讲,。会上来自信义玻璃万军鹏博士就《高层建筑玻璃幕墙解决方案》进行了演讲。

  

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  高层建筑门窗幕墙材料“优采”前沿高峰论坛现场

  以下为演讲实录

  

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  信义玻璃万军鹏博士

  各位行业专家领导下午好!我是来自信义玻璃建筑玻璃事业部的万军鹏,我们集团有五个事业部和五大产业。

  很高兴有机会和大家分享在高层建筑幕墙玻璃所做的工作和思考。

  首先简单介绍一下信义玻璃,主要是从 的外观、节能、安全方面来探讨,最后介绍案例。

  信义玻璃有五大产业,浮法、建筑、汽车、光伏和电子玻璃,最早做汽车玻璃出口业务,占地有500多万平方米的工业园,员工有15000多人,日熔化量有13000吨,太阳能是全球最大的生产产业,建筑LOW-E镀膜有11条生产线,有两条近期投产。去年的销售量达到了2000多万平米,占到了市场20%的份额。2013年开始做手机触摸屏的电子玻璃。

  这是七个生产基地的分布,这是各个基地的总体平面图,屋顶全部装上了太阳能电池面板,厂房的发电量2000亿度,同时在投资光伏电站,也是为社会节能减排绿色环保做贡献。

  关于高层建筑对幕墙玻璃的要求,这个数据不一定准,供大家参考。现在超高层超过一半在中国。高层建筑对幕墙玻璃有很多要求,这里提三个方面,外观、节能和安全,用到它的装饰性,就像穿衣服一样,节能也是法律法规,立法越来越严,同时建筑高度越来越高,玻璃越来越大越来越厚,安全性是大家越来越关注的,下面从这三个方面和大家分享一下。

  首先是外观,玻璃就像幕墙的外衣,外观首先是玻璃的颜色,是外观的色调,同时还要考虑反射率的问题,涉及到光污染和遮蔽效果,同时还有光学变形问题,有时候会加一些特殊效果,比如说像遮阳等等。玻璃的颜色,通常用小样观察、挂样,通常我们看到一个建筑幕墙的颜色,通常我们说这个颜色是属于室外面反射的颜色,一般来说,膜面度在二号面,主要是属于室外玻璃面的反射色,这个颜色和室内反射是不一样,是互补的,这是颜色的基本概念,通常左边的图是不太科学的观察,因为更多是观察玻璃面的反射,左边是观察玻璃的透过颜色。科学合理是用背景黑色,保持水平60度来观察反射颜色,最直接还是挂大样。一般的经验就是高度在二三十米,角度40到60度的位置观察更合适,同时要避开中午阳光,可能会影响观察的判断,这是一些经验的分享。说到外观颜色,更多是反射色,透过率和反射是有一个配合的问题,像左上角的水晶,透过率高,反射率也高,是一个水晶效果,是比较难以实现。右上角是透过低,反射高,就像镜子一样,这是属于商业建筑的效果,还有机场,透过率高,反射率比较低,这种是机场的特点,还有像右下角,反射低,透过低,比较有后重感,像政府大楼的应用,这是透过和反射配合的问题。刚才说到建筑幕墙的装饰效果,LOW-E镀膜可以镀出各种颜色,通常看到的金色、音色、看起来比较显眼的,反射率肯定非常过,金色都超过30%,现在国家有立法规定不能超过30%的反射率,低反射的中性色或者灰色。绿玻和灰玻配合做出树枝和树叶的效果。

  其次是颜色,考虑环境和设计因素,光污染,国家现在最新的是2012年版的,反射壁不大于30%,各个地方现在也出台了更严厉的法律法规,上还有一些地方不超过15%,广州大概是16%,包括香港也出了新的规定不超过20%,反射涉及到光污染的问题,现在越来越重视,但是反射率是一个矛盾或者辩证的关系,如果反射太低,遮蔽效果比较差,整体颜色一致性也比较差,作为玻璃幕墙来说,一定的反射率是要的,所以15%到20%的反射率是比较合理。一片玻璃单面4%,双面8%,正常是10%几的反射率。有一些光污染影响交通、安全,特殊的地方反射率需要特别控制。

  除了光污染问题,玻璃还有一个光畸变的问题,波形是通过钢化公益控制,国家标准要求低一点,钢化是千分之二,光畸变,除了改善钢化工艺,用半钢化来代替,还要考虑周边海拔因素,气压差引起的变化,还有人为的挤压,施工造成的变形,这些都会影响表面的光学性能。

  节能一个是太阳光辐射,第二个是红外辐射,这是两个概念,阳光辐射就是白天都存在,红外辐射是任何有温度的物体都有辐射,人体都有,这个辐射是以远红外线的形式出现,比如说像下面的280到2500纳米,这是太阳的辐射能量,主要是集中在这一部分,像一般黑体的辐射,或者有温度的物体辐射,它的中心波长是10微米,它是中远红外,这一部分涉及到的概念就是辐射率,就是对红外热量的吸收率,百分之百吸收,普通玻璃对红外线是吸收的,不隔热,为什么LOW-E能够隔热?因为LOW-E辐射率小于0.15,也就是吸收微乎其微,90%都被反射掉,这就是LOW-E为什么节能的主要原因。

  衡量玻璃节能的指标,有透过、吸收、传导,隔热遮阳产生的热量,衡量玻璃节能通常熟悉的就是U值和SC值,U值定义是单位时间在温差一度的时候通过的热量,这可以根据上面的公式计算出来,HR是指辐射的换热系数,HR辐射就是和材料的辐射率有关系,还有气体的导热系数跟厚度有关系,所以综合来说,这里面其实主要的因素就是一个是导热习俗,一个是辐射率,还有空气层的厚度。为什么说中空节能,就是在这里,玻璃是1,空气是0.024,中空之后U值大幅下降。辐射率刚才已经讲了,LOW-E通常可以到0.04,比普通玻璃的0.84少了很多,这就是为什么LOW-E配上中空以后U值可以大幅降低的原因,降低U值的方法,普通玻璃就是5.8,增加厚度减少很少,主要是辐射率、导热系数和空气层厚度,像单片的U值也很难大幅降低,必须要中空,中空以后传到、对流大幅降低,可以从5.8降到2.7,增加厚度是略微降低一点,单银到1.8,双银到1.6,如果是双银,充氩气到1.0。我们能够做到的就是最低标准双银LOW-E充氩气。这里面关于空气层的厚度有一个概念,并不是越厚越好,前面有一个专家也到了,按照不同的标准,比如说黄色的美国标准、欧洲标准,各种标准不同,通常欧洲的标准是16,中国和美国的标准是比较接近,大概是12毫米,这里面和辐射率没有太大的关系,厚度到达一定的时候,U值到最佳,再继续增加效果不明显,包括我们长江以南的地方,它的条件和欧洲的标准比较接近,而北方是和美国标准比较接近,是用12个厚度最好。区别主要是在室外温度,像欧洲标准是按照0度,美国和中国是0下20度,这里面有3个标准,U值要有统一的标准,按中国标准、美国还是欧洲标准,中国比美国标准大一些,SC值,中国和欧洲一样,比美国低,不同的标准产生的结果不一样。SC值中国和欧洲标准比美国标准高,是因为美国是按直射,中国是按直射和反射,能量范围大,遮阳系数出来的结果更大一些。

  节能也会考虑到期后环境高度的变化。SC值根据定义和公式,SC值的遮阳系数比较大,G值比太阳能大,他们之间有这么一个关系,SC值大于G值,这三个间存在着这样的关系,因为G值除了透过,还包括二次传导。在2500以后,曲线就上来了,北方室内保温红外线反射回来,LOW-E既保温又隔热。

  单银、双银、三银不展开介绍,如果双银和三银相比的区别在哪里,SC值更低,也就是光热比更高。还有一个概念,比如夏天用遮阳,冬天用取暖,这是一个矛盾,理论上U值和SC值永远越低越好,当然要考虑一定的采光需求,尤其是像北方,北方以保温为主,但其实这个制冷能耗相比取暖来说,它还是高的,不管遮阳系数怎么调整,制冷的能耗还是高一些,遮阳还是越低越好。刚才提到为什么说遮阳会和隔热有这么大的关系,遮阳同样说单银双银和三银,可见光通过有很多。红外的通过也是有比较大的差别,单银是十几、二十,三银基本上红外透过隔绝了。可以来衡量隔热效果,但是遮阳效果不能完全和遮阳系数一个值来衡量,除了考虑遮阳系数,还要考虑可见光的透过,它们相互有关联,单纯用遮阳系数一个值来衡量制氧也不科学。

  可见光透过占53%的时候,单银遮阳只有0.5,同样遮阳系数0.3,单银投入有58%,差了20%的可见光透过。说到节能,还要看相应的标准,其实这个数值,像北方以隔热保温为主,所以K值比较低,南方夏热东暖地区,3.0就够了,其实我们现在采用的窗U值一般远低于这个,这是比较老的标准,更多考虑的是遮阳。刚才前面有专家提到三步节能,已经到了四步节能,北京外窗是2.5K值,相比国外是高了50%以上,三步节能的能耗还是非常高。所以再节能30%,累计节能到75%,整个窗框到1.8,玻璃是1.2、1.3,就看玻璃和窗框怎么配置,这里面还有一个被动房,被动房最早在德国产生,现在国内也开始流行,这其实就是能耗非常低,不会去主动地消耗能源,它的K值到0.7以下,这个表是去年刚刚由玻璃协会制订的关于满足被动房玻璃的标准,南方可以稍微高一点,遮阳红外透过率稍微低一点。四月份在杭州召开年会的时候,我们成为了第一批获得被动房认证的企业。

  不管是遮阳、节能、光热比,双银、三银的优势主要是这里。

  安全方面,大家都很关注玻璃自爆掉下来,还有整个胶下来,今天从玻璃方面来介绍一下我们的想法和经验,玻璃为什么会出现?主要是自爆问题,钢化提升它的强度,一般是千分之三。玻璃自报不是因为外力引起,是自身内部的缺陷引起的自爆。有一些措施不完全能解决钢化玻璃的自爆问题。在设计的时候要考虑设计的因素,比如说强度的问题、温差问题、安装问题,三月份刚刚出了发文关于进一步加强玻璃幕墙防护工作,像限制一些隐框的使用,玻璃幕墙采用夹层、均质钢化和超白,提到了钢化玻璃,钢化玻璃要符合新的标准《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》,这里面提到几点,主要是五点,第一个是选择优质的平板玻璃原片,优质的原片会减少自爆的几率和概率,这里面有一个概念可以分享,为什么汽车玻璃相对来说出现自爆效率小一点,这跟它原片也有很大的关系,按分类来说通常有一个建筑级分类,新的规定出台,幕墙安全玻璃一定要用优等品玻璃原片。

  适度钢化,现在钢化玻璃标准要求大于90兆帕,90兆帕偏高,美国是大于69兆帕就是钢化玻璃,其实60到90、70到90,我们更建议用这种钢化,后续也有专家把钢化玻璃的强度标准降下来。表面的应力均匀,最小最大应力差值不能太大,不能超过15兆帕。同时还有限制钢化玻璃的尺寸,比如8MM,这里面有一些比较新的方法或者标准。

  从我们做玻璃的来说,一般解决方案有五点,一个是均质处理,这只是针对硫化镍来说。夹层钢化,虽然玻璃破了不会掉下来,其实夹层也有问题,有一些整体凋落的问题,因为破了以后,胶片没有强度,夹层也有性的考虑。SGP夹层,强度非常高,安全性更好,但是造价非常贵。半钢化夹层,刚才业介绍到了半被钢化通常是24到60兆帕,它基本不存在自爆,另外她的表面光学性能更平整,波形变形比钢化要好。超白玻璃,铁含烂大概是100个PBM,铁含量只有普通玻璃的1/10,铁和镍是共生的,所以从理论商来说,自爆概率也是1/10,千分之几的概率是计算出来的,换算出来的概率,这样超白的自爆风险非常低,同时颜色非常纯净,从侧面看很容易区分出来超白和普通玻璃,普通玻璃偏绿一点,这是安全方面的考虑,超白钢化、夹层和均质处理。像半钢夹层、超白钢化,高端一点就是三超白、半刚夹层。最后再简单介绍一下代表性案例,第一个是上海港汇恒隆广场,还有早期的银三银的项目,2010年上海世博会的中国馆,这个玻璃是5.2米长,非常大,夹层双银,配合中国红,上海月星环球,以往是钢化中空,新一点的建筑都是夹层中空。

  广州北塔全部用钢化玻璃,8毫米的半钢夹层,安全性得到了保证,16毫米的氩气可以达到1.3,节能安全做得非常好。深圳长富金贸,有一个不同夹层是用在室内,业主和设计师不同的考虑,一般是在外层,还有一个特点是弧度,边角是圆弧处理。广西的金融广场,这个是更高端的豪华配置。


来源:新浪地产