柯布西埃说:“建 筑的历史就是为光线而斗争的历史，就是为窗子而斗争的历史”。正是这种需要，使得玻璃幕墙在现代建筑的发展中成为主流。然而建筑发展的三个核心主题是:美观、舒适、环保。
近些年来随着社会节能环保的呼声越来越高，人们对于玻璃节能的质疑声越来越多。玻璃葬墙具有轻巧灵动的特点，可以改变传统建筑凝重沉闷的格调，玻璃的透光性营造了明亮的室内环境。然而，玻璃是建筑物热交换、热传导最活跃的部位，是建筑外围护结构中热工性能最差的
部分，也是建筑节能的薄弱环节。我国建筑能耗是.相同气候条件发达国家建筑能耗的2倍到3倍。据统计，玻瑞的能量损失是传统墙体材料的5倍一6倍"。数据显示，建成10年以上的玻璃幕墙耗能占整座建筑耗能的50%左右，是“能耗大户”。因此，玻璃幕墙的节能至关重要。
1玻璃幕墙的发展我国从上世纪80年代初开始引人玻璃幕墙，并在1985年建成了第一栋玻璃幕墙建筑一北 京长城饭店与第- .栋现代办公用的玻璃幕墙建筑一.上海联谊大厦。经过几十年的发展，玻璃幕墙在全国各地的建筑，特别是在一些地区的标志性公共建筑中越来越多，如国家体育场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”以及上海世园会中国馆等建筑，展示着我国建筑幕墙的风采。我国仅用20多年的时间走完国外
建筑幕墙150多年的发展历史，不但实现“零”的突破，而且发展成了世界第一幕墙生 产大国和使用大国”。
2玻璃幕墙的特点
玻璃幕墙是建筑技术发展的产物，是融合了建筑技术和建筑艺术为一体的外固护结构。建筑幕墙的发展如此迅速，能以很短的时间在建筑各个领域广泛应用和推广，与其独特的功能和优点是分不开的。玻璃幕墙打破了窗户与墙体的界限，巧妙地使建筑自成- -体，美观且艺术效果好;玻璃幕墙构件少且明确，安装维护更新方便;玻璃幕墙温度应力小且抗震能力强;玻璃幕墙材料费占70% - 80%，人工费约5% ~ 10%，所需材料种类少，玻璃作为大面积使用的材料。基础造价低，使玻璃幕墙的综合造价低于其他墙体材料。
然面优缺点往往是并存的，玻璃幕墙在带给人们高科技、高品位享受的同时，也带来--些新的问题，玻璃应用于幕墙往往会产生光污染、自爆等缺点，高耗能更是其不可忽视的缺点。相对于传统墙体材料，玻璃物热传导、热交换更活跃敏感。
市场上大多采用内外遮阳材料:内窗帘调光舒适，降低太阳光辐射强度，能够有效改善室内环境质量，避免眩光，但隔热效果不明显;外遮阳将太阳辐射直接阻挡至室外，遮阳效果好、降低能耗，但暴露在室外对材料要求高，造价高，不易安装且
易损毁。因此节能环保、绿色智能的玻璃亟待开发。
3智能节能玻璃
近年来，节能玻璃发展迅速，形形色色的智能玻璃面市，如卤化银光致变色玻璃、电控调光玻璃、Low-E玻璃等。青岛至慧新材料科技有限公司开发的气候控制调光玻璃更是玻璃绿色智能化的突破性创新。
3.1卤 化银光致变色玻璃
通过卤化银粒子的分解合成在不透明和透明之间转化:吸收太阳辐射能量时，卤化银分解成纳米银粒子和卤素单质，玻璃变暗，遮挡光线通过，可见光区的透过率降低;没有太阳辐射时，自动合成无色的卤化银化合物，玻璃呈现透明。卤化银光致变色行为可逆:图I为卤化银光色玻璃的表面反应。
然而以传统卤化银做材料制备的智能玻璃价格昂贵，质量重，玻璃强度差。特别是用作建筑玻璃时，在寒冷低温的冬季，人们是需要高太阳光透过率来满足室内取暖来降低能耗，由此卤化银智能玻璃不能满足人们作为智能遮阳玻璃的需求。
3.2电控调光玻璃
液晶玻璃是电控变色玻璃的代表，将液晶膜通.过高温高压的方式，夹层封装于两层玻璃之间的产品，藉由电流的通电与否来控制液晶分子的排列, .从而达到控制玻璃透明与不透明状态的最终目的。而液晶玻璃工作状态需通过通电改变，因此有不足之处:(1)液晶玻璃只有两种工作状态:--是通电透明，另一个则是断电不透明，断电时雾度太高，实用性较差: (2) 由于只有不断施加电压才可保持透明，属于能耗产品，违背节能减排的要求; (3)液晶玻璃的工作原理是根据液晶分子在电压作用下的取向来达到调光的目的，寿命较短，一般只有10年;(4)液晶玻璃需通电，电路需要经常检测维修，确保安全性，使用时较为麻烦。
3.3 Low-E玻璃
Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀.上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。具有传热系数低和反射红外线的特点，其节能性体现在对阳光热辐射的遮蔽性一即隔热性;对暖气外泄的阻挡性-一即保温性两个方面。 根据使用地域和设计要求的不同，Low- E玻璃被划分为遮阳型、高透型。然而，Low-E玻璃的遮蔽系数是不变的，无法智能动态调节可见光的人射量，没有达到节能的最佳效果。
4气候控制调光玻璃一 新一 代绿色节能玻璃
4.1气候控 制调光玻璃简介
一种由变色镜玻璃建造的建筑，不仅提供人们舒适的环境，而且可更换建筑外衣一直是人们梦想，然而传统的变色镜由于价格和强度的原因难以用到建筑上。气候控制调光玻璃(STG)是- -款将气候控制调光膜(STI)与普通玻璃“三明治”复合的智能玻璃(结构如图2所示)，具有独立的自主知识产权。这款玻璃具有生命力，可感受气候变化，即光照强弱和温度高低，并根据这种变化自主调节颜色深浅。温度低、光照弱的冬季或清晨，气候控制调光玻璃呈现浅色透明，尽可能的使太阳光进人室内;温度高、光照强的夏季或中午，气候控制调光玻璃颜色自主加深变暗，减少太阳光进入室内。
气候控制调光玻璃满足安全夹层玻璃的要求，具有极好的抗震入侵能力，有效防止玻璃破碎时带来的危险事故，最重要的是其具有光热响应能力，根据外界光热条件的变化，自主的颜色深浅可逆转变。图3为气候控制调光玻璃在一天中的变色效果。
4.2
气候控制调光玻璃的技术核心
气候控制调光玻璃的核心技术是气候控制调光膜(ST),它是一款智慧节能膜材料，由纳米粒子光热转换协同有机过渡金属配合物构象转变的光热响应体系作为加工助剂制备的高分子材料，图4为气候控制调光膜的变色机理。
4.3气候控制调光玻璃的节能计算
4.3.1温度响应光谱图
（1）温度响应表现
图7中, 380nm以下的紫外的透光率几乎为零。在380nm ~ 780nm 的可见光范围内，光照强度弱、温度低时(冬季)，透光率保持较高水平;光照强度强、温度高时(夏季),透光率降低，并随温度的升高显著降低。在780m ~ 2500nm的近红外区，光照强、温度高时红外的透过率在20%以下。
4.3.2 节能原理
太阳光主要由200nm~380nm的紫外线，380nm ~ 780nm 的可见光，以及780nm ~ 2500nm的近红外线构成。其中，紫外线占据了太阳能整体能量的7%，可见光占据了整体能量的50%，近红外线占据了太阳能整体的43%。太阳光辐射到地区表面被物体吸收，转化为黑体辐射热能。自然界中有两种基本的热能辐射，分为太阳辐射和远红外热辐射。
根据透过玻璃传递至室内热量的公式:
Q=630XSc+UX(T外- T内)式中: 630XSc为太阳能透过; UX(T外- T内)为对流传导透过; Sc 为遮阳系数，反映对阳光的遮蔽效果; U为传热系数，与测试条件有关，单位为W(m2. K)。气候控制调光玻璃根据光照和温度的变化，动态改变Sc值，以达到节能目的。
4.3.3节能计算
一面采用中空夹层玻璃结构:选用STI作夹层: 5mm| 3C+0.76 STI+ 5mm 3C+12A+6mm3C选用PVB作夹层: 5mm 3C+0.76 PVB+5mm 3C+ 12A+6mm 3C假设夏季玻璃表面温度为40C-60C,相同条件下测Se和∪值:STI作夹层，Se值.为0.50~ 0.52. U值2.701W/(m2. K); PVB 作夹层，Sc 值为0.86. U值2.653W(m2. K)。
根据透过玻璃热传递公式:Q=630XSc+UX(Tx-T内),因U值相差不大且影响较小，我们忽略不计，在只考虑Sc值的前提下: STI 与PVB的Se值相差0.35，按照青岛地区- -年中夏季有90d、一天中玻璃表面温度40C以上可维持8h,则夏季使用STI单位面积可节省电能:
(630X0.35)W/m*X0.001X 1m'X 8hX 90= 158.76kWh。
则青岛地区使用气候控制调光玻璃，夏季单位面积可节省耗电158.76度电。
4.4气候控制调光玻璃特 点总结
(1)节能
①降低空调负荷，节约电能
玻璃耗能高达整座建筑耗能的50%左右。E季气候控制调光玻璃颜色加深，减少太阳光进入室内，比普通玻璃夏季每小时每平米节电0.2kWh。气候控制调光玻璃可智能化遮阳采光，无需消耗其他能源。
②替代内外遮阳，节省建筑材料
气候控制调光玻璃可感受气候变化，颜色自主深浅调节，降低太阳光辐射强度，能够有效改善室内环境质量，避免眩光，提供冷光源，起到隔热效果。能够解决我国大多数地区，特别是夏热冬冷地区外建筑外遮阳的难题，可以为建筑节约多达30%
的能耗。
(2)舒适
STG可智慧调节光线进人室内，有效屏蔽99.5%以上的紫外线，控制红外线的入射量，夏季可阻挡至少80%的红外进入室内，提供冷光源，增加体感的舒适，呵护皮肤、家居;STG动态调节可见光的人射量，维持室内光线恒定，减少炫目，增加视觉舒适感;STG颜色虽然随温度升高变暗变深，但玻璃雾度仍低于2%，始终保持可视状态。
(3)美观
气候控制调光玻璃颜色随外界环境变化，自主颜色深浅变化，是一-款专为建筑设计的“变色镜"，根据气候变化为建筑披上多彩的外衣。气候控制调光玻璃现有多种颜色，业主可根据需要，自主选择玻璃颜色，让建筑丰富多彩，增加艺术效果。
(4)安全
气候控制调光玻璃是- -种夹层玻璃，满足安全玻璃的要求;经过耐辐射照实验的测试，寿命长达30年;气候控制调光玻璃通过国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心的检测认证。
气候控制调光膜(ST)可与任何玻璃复合，与超白玻璃复合可降低玻璃幕墙的自爆率，增加建筑的安全性能。
(5)安装简易，无需辅助系统
气候控制调光玻璃加工简易，与现有玻璃加工市场吻合;经过常规安装后，气候控制调光玻璃可智能化自动完成遮阳采光，无需任何辅助系统，相比传统遮阳产品，综合造价低，相比其他智能调光玻璃，无需消耗其他额外能源。
5总结
解决建筑能耗的同时兼顾建筑的安全及室内环境的健康和舒适，从建筑用玻璃遮阳采光--体化、隔热保温双重效果的角度出发，气候控制调光玻璃的智能节能化是建筑节能发展的新方案，是玻璃幕墙发展的里程碑，是未来玻璃幕墙的发展方向。
作者：贺秋萍
参考文献
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