太阳能光伏玻璃幕墙知识详解.docx

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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

1.幕墙简介：

（一）何为幕墙？

1.建筑幕墙的概念

建筑幕墙（Buildingcurtainwall）：

山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用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釆用可动连接，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/m\石板幕墙约为1kN/m\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。

（-）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，乂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。

这种不到头发丝白分之一疗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。

正是山于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，对温度较敬感、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（SpectrallySelectiveGlazing）

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儿层特殊材料涂层，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。

釆用该技术，经过细心“调制S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，乂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。

口前，国外光谱选择透过性玻璃的可见光透过率（VisionTransmittance）与太阳辐射能透过率（SolarHeatGainCoefficient）之比可达到2.0。

（3）透过率可调玻璃（SwitchableGlazing）

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，这种可调玻璃乂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山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。

H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圉是53%〜23%o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

通过在中空菽璃的空腔内充入惰性气体，可以得到更高隔热性能的玻璃。

U前国外已经出现了充氮气的4-8-4-S-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/m2K3

（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，同时乂不会阻挡、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/ni2K的隔热玻璃组件。

该种物质长时间使用后的沉降现象是U前限制它大范用商业应用的主要因素。

（3）真空隔热玻璃

通过把中空玻璃空腔里的空气抽走，消除掉空腔内部的对流和传导传热，可以获得，两层玻璃之间用一些均匀2・0mm〜0.5更好的隔热效果。

这种玻璃的空腔很窄，一般为

分布的支柱分开。

通过附加Low-E涂层改善其辐射特性，真空隔热玻璃的传热系数已经达到0.5W/ni2K.这种隔热玻璃相对于其他的隔热玻璃而言，具有厚度上、重量轻的优点，但生产工艺较为复杂冲间小立柱的存在也影响了它的外观，在一定程度上限制了它在幕墙、门窗上的应用。

3•隔声玻璃

幕墙、门窗的隔声降噪性能无论对于创造舒适的室内环境还是减少室内噪声对环境的污染来讲都是至关重要的。

U前国外已经出现了一种新型PVB材料，使用该种PVB的夹层玻璃的隔声性能提高5〜15dB。

4•自清洁玻璃

玻璃幕墙表面，尤其是采光、观景部位的玻璃表面的积灰、水锈甚至是冷凝积水是一件令人头疼的事情，需要经常清洗。

该问题的解决方法。

通过在玻璃内植入电热夹层，使用微弱电流就可以加热表面玻璃，从而防止冷凝现象。

玻璃表面可以敷加不粘涂层，防止积灰；或者接触反应涂层。

自清洁玻璃是指普通玻璃在经过通过特殊的物理或化学方法处理后，使其表面产生独特的物理特性，从而使玻璃不再通过传统的人工擦洗方法而达到清洁效果的玻璃。

口前，从方法上区分自清洁玻璃有以下两类：

超亲水自清洁玻璃

超疏水自清洁玻璃

（1）超亲水自清洁玻璃

超亲水自清洁玻璃在玻璃制备岀超亲水性光催化TiO2薄膜。

该光催化薄膜具有两大特性。

1超亲水性能：

使材料表面对水具有超亲和作用，使水的液滴在玻璃材料表面上的接触角趋于零，因此，当水接触到材料时，迅速在其表面铺展，形成均匀的水膜，表现出超亲水的性质，通过均匀水膜的重力下落带走污渍，通过该方式将可以去处大部分有机或无机污渍。

2光催化分解有机物能力：

通过光催化反应，该TiO2薄膜将有能力分解各类有机物，通过该特性可以有效去处残余的顽固有机污渍并有杀灭粘附于表面的病菌效果。

目前，该方式已经成为自清洁玻璃的开发和生产的基本方向。

（2）超疏水自清洁玻璃

超疏水自清洁玻璃：

利用超疏水技术使得玻璃表面产生超疏水和超疏油的特殊表面，从而，使得亲水性污渍和亲油性污渍无法粘附于玻璃表面，从而保证了玻璃的自清洁。

该方法特点：

效果明显。

但是山于该方法的时效性差，无法保证玻璃产品作为耐用消费品的长期使用寿命，从而无法保证真正意义上的自清洁效果。

该方法已经

被玻璃行业放弃。

（四）建筑幕墙的发展过程及趋势

李今为止的第一代至第二代幕墙1.

1850-1950年的沪代“准幕墙”具有现代幕墙的雏形，它往往将幕墙板材直接固定在竖框（立柱）上而无横梁过渡。

由于材料和工艺的原因，渗水问题未很好解决，噪声和保温问题也较多。

1950-1980年的第二代幕墙已经釆用压力平衡手段来解决明框幕墙的渗水问题，并设立了内排水系统和渗水排出孔道。

开始大量应用反射玻璃和低辐射（LE）玻璃，提高了其保温性能。

单元式幕墙的开始应用，提高了工厂化程度,减少了现场作业量。

压力平衡系统是基于一个简单的物理原理，即在压力平衡的条件下，因水比空气重而下落。

水渗入建筑物必须有三个条件：

有水，有孔和有压差。

只要消除其中一个条件，渗漏就不会发生。

消除笫一个条件是不可能的：

消除第二个条件，因受密封材料的寿命与性能的影响，这也是困难的；只有消除第三个条件。

压力平衡原理通常被称作“雨幕"（RainScreen）或开放节点（OpenJoint）。

“压力平衡”的原理可用于所有预制节点，节点可以是金属、水泥、石材。

该原理是简单有效的：

可消除外节点周围的压差，内节点就不会接触到水，这样，即使密封处有小缝也不会进水，只有在风天时会少量漏风。

采用压力平衡原理（雨幕）使幕墙结构跨入了一个新时代。

釆用这一概念进行设计，要求相当精确，并要求在使用前在实验室进行模拟试验。

第三代幕墙（成熟的一代）大约开始于1985年，直至今天。

其特点为技术的改进和应用的多样化。

第三代幕墙的创新主要表现在：

结构密封材料的应用更为广泛。

趋势是向结构幕墙发展，即通过特殊的硅酮胶将玻璃板与框架粘结在一起。

正在开发中的新技术用硅酮胶粘结玻璃板或避光板，并具有高气密性与水密性以及最好的保温、隔噪声和结构性能。

轻质组合板的施工使用结构胶，提高了板的平整度和保温性能，使其优于传统的夹心板。

发明工厂预制板式拼装体系，并使用压力平衡系统，确保了水密性，而且不再单纯依赖于密封材料。

不透光但能换气的窗间墙板在冬天具有较高的保温系数；在夏天，山于墙的外侧中间有自然风（换气的立面墙ventilated