我國(guó)建筑能耗占全國(guó)總能耗30%以上，而且此比例還在不斷上升。每年我國(guó)竣工建筑面積為20億平方米，其中95%以上是高能耗建筑。我國(guó)單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的2-3倍以上，而窗戶是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開(kāi)口部，是建筑能耗的關(guān)鍵部位，窗戶能耗占整個(gè)建筑能耗的一半左右，改進(jìn)窗戶的節(jié)能是提高建筑節(jié)能水平有效、快捷的措施。
玻璃占整窗面積80%以上，而具有多種優(yōu)點(diǎn)的玻璃幕墻更是成為墻的主體，但已建成的許多玻璃幕墻保溫隔熱性能差成為一大弱點(diǎn)，影響其推廣使用。所以提高玻璃的保溫隔熱性能更是重中之重。
通過(guò)建筑物玻璃的傳熱途徑有二：一是由內(nèi)外溫差引起的傳熱QT，二是太陽(yáng)輻射引入的熱量Qe，二者之和稱為相對(duì)增熱，用RHG表示：
RHG= QT +Qe=K(T0-Ti)+Se×SHGF
式中K為傳熱系數(shù)，也稱K值，其含義是當(dāng)室內(nèi)外溫差為1度時(shí)，單位時(shí)間通過(guò)1㎡面積玻璃從室內(nèi)空氣傳到室外空氣的熱量，我國(guó)法定計(jì)量單位為Wm-2K-1。T0為室外溫度，Ti為室內(nèi)溫度，Se為遮陽(yáng)系數(shù)，其含義是透過(guò)玻璃的太陽(yáng)輻射總透射比與3mm厚普通平板玻璃的太陽(yáng)輻射總透射比的比值。Se值越高，說(shuō)明透過(guò)的太陽(yáng)輻射比例越高。SHGF為太陽(yáng)輻射得熱因子，其含義是當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)兀瑔挝粫r(shí)間內(nèi)透過(guò)3mm厚普通玻璃的太陽(yáng)輻射能量。
如果以室外向室內(nèi)傳熱為正，則上式中當(dāng)T0＞Ti時(shí)（例如夏季）第一項(xiàng)為正，表明熱量從室外傳入室內(nèi)，當(dāng)T0＜Ti時(shí)（例如冬季）則第一項(xiàng)為負(fù)，表明熱量從室內(nèi)傳到室外。對(duì)于大多數(shù)地區(qū)，只要室內(nèi)外溫差較大且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，為了減少能耗，K值總是越小越好。特別是門(mén)窗的K值要與當(dāng)?shù)貕w的K值相匹配，才能有效節(jié)能。
由于太陽(yáng)輻射是由外向內(nèi)的，所以上式中第二項(xiàng)總是正值。要根據(jù)地區(qū)、朝向等因素來(lái)選取玻璃的Se參數(shù)。例如在太陽(yáng)輻射強(qiáng)（SHGF高）的氣候炎熱地區(qū)，應(yīng)選Se低的遮陽(yáng)型玻璃。以減少太陽(yáng)能進(jìn)入，節(jié)省空調(diào)能耗；在太陽(yáng)輻射弱（SHGF低）的氣候寒冷地區(qū)，應(yīng)選Se高的高透型玻璃，增加太陽(yáng)能進(jìn)入，節(jié)省取暖能耗。
真空玻璃是一種新型節(jié)能玻璃，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。它基于保溫瓶原理，將兩片玻璃四周密封，中間間隔為0.1-0.2mm的薄真空層。由于沒(méi)有氣體傳熱，內(nèi)表面又有起保溫瓶銀膜作用的透明低輻射膜，使真空玻璃的保溫隔熱性能遠(yuǎn)優(yōu)于目前已廣泛使用的“中空”玻璃。標(biāo)準(zhǔn)真空玻璃和組合真空玻璃的K值已經(jīng)低于目前大量使用的墻體材料的K值，但其厚度只有后者的數(shù)十分之一。
隔熱性能優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)真空玻璃通過(guò)“真空+中空”組合或“真空+夾膠”組合構(gòu)成“安全真空玻璃”。作為幕墻玻璃使用，解決了玻璃幕墻保溫隔熱的問(wèn)題。真空玻璃配以優(yōu)良的窗框和密封材料就可以構(gòu)成優(yōu)良的節(jié)能窗。2006年6月北京順達(dá)墨瑟門(mén)窗制作有限公司利用新立基公司生產(chǎn)的L4+0.15V+N4+15A+N6組合真空玻璃配以該公司的木窗框，制成1400×1200mm的木窗，經(jīng)國(guó)家建筑材料工業(yè)建筑五金水暖產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)，傳熱系數(shù)（K值）為0.8 Wm-2K-1，達(dá)到國(guó)標(biāo)GB/T8484-2002第10級(jí)。
對(duì)于相對(duì)增熱RHG中太陽(yáng)輻射熱的控制，可以選擇不同性能的LOW-E玻璃來(lái)制作真空玻璃，以得到不同的遮陽(yáng)系數(shù)Se。表2列出了幾種浮法白玻和LOW-E玻璃的太陽(yáng)輻射參數(shù)，表3列出了用表2中的玻璃制作的四種真空玻璃的太陽(yáng)輻射參數(shù)。不同的LOW-E膜的遮陽(yáng)系數(shù)是不同的，遮陽(yáng)系數(shù)高的稱為高透膜，有的產(chǎn)品Se比表1中所列的還要低，稱為陽(yáng)光控制膜。不同玻璃制成的真空玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)是不同的，而且同一種真空玻璃安裝時(shí)LOW-E膜放在從外向內(nèi)數(shù)的第2表面還是第3表面的Se也是不同的。太陽(yáng)輻射得熱系數(shù)SHGC也稱太陽(yáng)輻射總透射比g，表示通過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射能量與入射總能量之比。此數(shù)值越高，說(shuō)明進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)能比例越高。因此可以通過(guò)選擇不同類別的真空玻璃和安裝方式來(lái)控制太陽(yáng)輻射得熱，達(dá)到節(jié)能的目的，比如在太陽(yáng)輻射強(qiáng)的熱帶地區(qū)，應(yīng)選擇遮陽(yáng)系數(shù)低的LOW-E膜，并按A方式安裝，以減少太陽(yáng)得熱，降低空調(diào)能耗。由于LOW-E膜的光學(xué)性質(zhì)不同，即使K值相近的真空玻璃其輻射特性也會(huì)有較大區(qū)別。可見(jiàn)光透射比影響建筑物的采光，可見(jiàn)光反射比太高會(huì)形成“光污染”；紫外線特性影響室內(nèi)的紫外輻照,而膜的位置也會(huì)影響建筑物的外觀顏色，以上這些因素應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮。
按美國(guó)采暖制冷空調(diào)工程師協(xié)會(huì)（ASHRAE）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，夏季室外溫度31.7℃，室內(nèi)溫度23.9℃。當(dāng)太陽(yáng)輻射通量Φe為783Wm-2 ,3mm玻璃透過(guò)率τs=0.87，太陽(yáng)輻射得熱因子SHGF=τsΦe，則此真空玻璃按A方式安裝的相對(duì)增熱：
RHG=K△T+Se×SHGF=K?T+ SeτsΦe
=6.71+313.7=+320.4(Wm-2)
正號(hào)表示熱功率從室外傳向室內(nèi)，是“得熱”。
此相對(duì)增熱中將近98%是太陽(yáng)輻射（計(jì)算中的第二項(xiàng)）引起的。
按ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)，冬季夜間室外溫度-17.8℃，室內(nèi)溫度21.1℃，此時(shí)相對(duì)增熱：
RHG= K△T=0.86×(-17.8-21.1)=-33（Wm-2）
負(fù)號(hào)表示熱功率從室內(nèi)傳向室外，是“失熱”。
使用這種LOW-E真空玻璃在冬季特別是寒冷地區(qū)優(yōu)勢(shì)明顯，在陽(yáng)光充足地區(qū)或陽(yáng)光照射時(shí)間長(zhǎng)的立面，夏季得熱仍較大，還需采用遮陽(yáng)措施或采用遮陽(yáng)系數(shù)更低的LOW-E真空玻璃。
但是應(yīng)該指出，表4所列出的這些按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算的結(jié)果，使各種玻璃的性能具有可比性，但實(shí)際上通過(guò)建筑物玻璃的熱交換量除和玻璃本身的參數(shù)（如K值和遮陽(yáng)系數(shù)Se等）有關(guān)外，還取決于各種環(huán)境因素（比如建筑物所在位置的地理、氣候、日照條件等）及建筑物本身的特性（如朝向、高度等）。環(huán)境因素則千變?nèi)f化，比如太陽(yáng)輻射通量Φe就不可能是一恒定數(shù)值，也不可能總是高達(dá)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的783Wm-2。因此，建筑物能耗在建工行業(yè)有一套專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)算方法，可以更接近實(shí)際地估算出建筑物的能耗情況。
真空玻璃產(chǎn)品已成功應(yīng)用于北京天恒大廈等十多個(gè)建成項(xiàng)目，其中以天恒大廈最受世人矚目。該大廈是世界第一座全真空玻璃辦公大廈，也是世界第一次把真空玻璃用作大面積幕墻的建筑。總建筑面積57238平方米，地上22層，西、北立面采用半隱框真空玻璃幕墻7000平方米，東、南立面采用真空玻璃鋁合金斷熱窗2500平方米，真空玻璃采用“中空+真空+中空”安全組合玻璃，經(jīng)國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，K值為1.0 Wm-2K-1，超過(guò)國(guó)標(biāo)GB/T8484-2002保溫窗最高級(jí)10級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。遮蔽系數(shù)為0.56。經(jīng)專家計(jì)算，與安裝其它各種玻璃相比，該大廈每年可節(jié)省電費(fèi)開(kāi)支最低62萬(wàn)元，最高423萬(wàn)元。
綜上所述，可以得到如下結(jié)論：
1、真空玻璃與節(jié)能相關(guān)的熱工參數(shù)目前已達(dá)到相當(dāng)優(yōu)良的水平，在建筑節(jié)能中嶄露頭角。
2、真空玻璃與節(jié)能相關(guān)的熱工參數(shù)特別取決于鍍膜的參數(shù)，隨著鍍膜技術(shù)的發(fā)展，K值更低，遮陽(yáng)系數(shù)各異的真空玻璃將不斷更新現(xiàn)有的參數(shù)，達(dá)到更佳的節(jié)能效果。
3、真空玻璃不排斥中空玻璃、夾膠玻璃等深加工技術(shù)，各種技術(shù)的結(jié)合將出現(xiàn)隔熱、隔聲性能更佳的組合安全真空玻璃，可滿足建筑門(mén)窗幕墻的各種要求。
4、真空玻璃目前仍是玻璃深加工行業(yè)中的新生兒，應(yīng)在政府政策方針的支持扶持下，加快產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)度，讓質(zhì)量更好、價(jià)格更低的產(chǎn)品大量面世，促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。
