真空、动态、光伏、电致变色
时间：2020-12-29 20:01:32 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
谁能想到一扇看似简易的单薄的玻璃窗户，会在未来成为我们生活中至关紧要的屏障，会成为节能环保的强大生力军。
玻璃或门窗专家都希望有一个像摩尔定律般的效果来刺激我们的行业发展，并及时、不断推动技术进步，总体看来，这最终可能只能靠运气。
我们可能没有意识到在半导体或电子行业发生变化的速度或强度。现在，我们正在进入一个时代，一个朝着高科技大步迈进的时代，一个可在短时间内实现玻璃功能和性能伟大跨越的时代，甚至是一个我们可以享受这些如此优越性能和低能耗的时代。只有时间会告诉我们如何定义一个行业冠军，自此他的名称将会经久不衰。
的确，不论天气和气候如何，在家中门窗是传热的主要媒介。这是我们需要继续面对的一个挑战。目前市场上的窗户都旨在提供舒适，节约能源，观赏性强等功能。事实上，采用最先进技术的窗户不仅可控制阳光光线，阻挡酷热阳光进入室内，也可以在室外寒冷时，以窗户作为隔断，保持房间热量，除此之外，这种窗户还能够提升房间亮度，使观赏视野更清晰。在不久的将来，窗户设计将考虑区域的具体利益，优化日光和眩光，使业主可以最大限度地节约能源和享受舒适环境。现在，让我们来看一些新兴住宅的玻璃技术。
举一个最典型的例子，光谱选择性低辐射玻璃的作用就像太阳能过滤器，一些波段的太阳光可穿过，另外一些则会被阻隔。通过这种方式，可以在不流失可见光源又无需借助其他隔热产品和技术的情况下对室内温度进行有效冷热调节，而且这种方式在任何气候条件下都很适用，也最大程度地减少了能源的浪费和流失。当前社会，这种光谱选择性低辐射技术得到了空前的应用，比历史上任何时候都受人们的重视。虽然使用这种技术的产品通过审批需要经历极其复杂的手续和流程，但是相对他们在能源节约和调节气候舒适度上所做的贡献，这些过程就显得微不足道了。
先进技术可大大提升太阳热能和光能的利用，但仅仅如此似乎并不足够。在美国南部和北部地区，人们只是通过在传统的窗玻璃上配置使用单一的Low-E镀膜的方式就期望达到“能源之星”的标准仍然是一件难事，更何况人们还不想光导在透过玻璃镀膜时有任何损失。在南部，国际节能准则和“能源之星”标准与太阳能热增益系数息息相关，然而，根据北部气候区的特点，在三重釉配置或是低辐射涂层配置中SHGC涂料的做法得到大力支持。
当今先进的“三银”低辐射涂料可以在最大程度接收光导的同时降低太阳热能的吸收，这种产品在跨区域的运用上是最好的；但仍然会出现一些问题，例如在海滨或沙漠地区使用会因为光导太强还产生眩光，而在北方地区特别是加拿大应用时又没有足够的光源和热能加以利用。
在未来三到五年内，什么样的新产品和新技术才能让门窗行业变得更加灵活，更加节能？是不断进行自我改善，调整来适应气候的变化亦或是使用类似真空保温这样的更好的隔热技术？在产品商业化运作的今天，这些技术已经以各种不同的形态被应用于多个领域，紧随其上的还有各种升级产品和新版本。
2014年能源之星标准发布进入倒计时，科学家和工程师们将会一直努力工作，使当今的产品不断地更好地适应标准的变化。这包括：
低辐射涂料，不限气候，海拔和区域，包括三银，三重玻璃静电涂层和第四表面涂层；
特种涂料，以提高U值，增加褪色的保护，减少凝结，提高耐划伤程度；
增强技术，如先进的间隔系统，真空隔热玻璃（VIG），动态一体化光伏功能的玻璃和玻璃系统
随着制造商从传统常规工艺转换到以节能为主的高性能玻璃，间隔系统也需随之改善。对于传统的窗口中空玻璃，玻璃层是通过垫片和密封系统组织到一起的。尤其是在寒冷气候下，使用暖边间隔低的热传导垫片，减少热量在中空玻璃传递中的损耗。
真空玻璃虽只有两层玻璃，却力求要在绝缘性上相当于三重玻璃甚至于优于三重玻璃。两层玻璃意味着更好的透光性，并且极类似于单片薄型玻璃，这一点是建筑师所衷爱的，此外门窗公司也可通过减小窗框型材大小来获取利益。最重要的是，真空玻璃窗户的成本较低，节能降耗和噪音降低的益处有利于更多此种材料窗口在家庭和其他建筑物中的应用，以缓解目前窗户相对于墙比例的下跌趋势。近期真空玻璃市场发展表明，到2014年，北美真空玻璃趋向真正商业化的潜能将超过R8.
考虑到真空玻璃特别适合于隔热的应用，VIG预计将首先推出针对北方气候区的住宅产品。 VIG制造技术将会面向客户实现自定义尺寸。事实上，对于VIG来说，市场上一个极为重要的部分可能是以更换和重塑为主的产品，这就需要完全按照订单大小明细。我们期望住宅窗口制造商能够使用现有的VIG技术以达到比目前更好的性能。然而，最佳性能和最佳的美学将会来自专门围绕VIG设计的窗口。
经过动态上釉处理过的玻璃窗户可以通过用户手动调节明暗度的方式来控制太阳能源的利用，在不同的天气和季节都可随意进行调节，灵活方便。光致变色，热致变色和电致变色这些都是建筑玻璃领域的先进技术，通过化学或低电压的电流对近红外线和可见光透过率进行调制。玻璃处于有色状态时，可阻挡太阳热量，以降低冷气需求；处于明晰状态时，可传递太阳光线，以减少照明和取暖成本。目前来说，这些技术均可应用，但综合评估，其性能，美观和价格等都限制其广泛应用于建筑领域。最近的进展表明，在2014年之前要充分挖掘整体价值和动态窗口技术可用性的巨大潜力。
电致变色玻璃在今天看来是可行可用的，只需要有布线和电力基础设施。这首先表明，正是因为较为简单的安装程序，此类产品在新型材料建筑市场是比较成功的。拥有大型板材的太阳房和佛罗里达室将是应用这种动态玻璃的最佳候选者。其他技术（包括光致变色玻璃和变色眼镜）都是通过使用化学手段来改变着色底纹。他们通常不需要电力基础设施，重塑和更换门窗可以更容易地集成实现。
另一项新兴技术，是光伏建筑一体化。它可吸收太阳光并将其转化为能量。较理想的光伏玻璃窗户将围绕一个标准中空玻璃单元来进行设计，在玻璃内气腔位置设置光学系统和PV电池。这样的产品在某些商业领域已经开始有所应用，制造商可以合并相同技术来吸收太阳光线，进行传递和使用，以补充或取代传统电网传输到单个家庭的电力。
电致变色玻璃，电力基础设施的需求将使得光伏产品的安装在重塑和替换市场上又迎来一个挑战。一般情况下，当首次大规模应用光伏和动态玻璃时，商业应用会成为首要也是最终的选择。鉴于住宅房屋的玻璃面积相对较小，这些技术应用在商业市场的价值要远远高于住宅市场。然而经过商业和建筑的实际应用，从中总结出的宝贵经验教训，会使供应商获益匪浅，这样才能为规模住宅应用提供可靠的解决方案。
展望未来窗户玻璃市场，我们会发现不论是在南部还是北部地区，涂料混合动力和其他技术应用都广泛存在于一些玻璃产品及技术中，包括：真空玻璃、动态玻璃和光伏玻璃等。我们在智能手机或平板电脑中使用的相同的技术也将被应该用在玻璃窗户上。如我们可以通过IGS触摸屏功能控制房间的温度，开灯，检查我们的电子邮件或看新闻等。
作为一个完整行业，我们也将看到玻璃生产商，窗户制造商，经销商，建筑设计师，房屋所有人，建筑商以及房屋修缮行业之间的合作潜力。他们所需做的就是尽可能找到以当地气候最为匹配的玻璃产品，保证美观与最具成本效益的玻璃硬件相匹配。另外，合作也可在私营和公共部门之间展开。
当今社会，人们总希望可以用合适价位买到一处相对独立的住房，还要有较好的风景和视野。这是再过5年，10年或20年，也不会改变的一种心理。由于美国正在大力寻找途径以减少对进口石油的依赖，所以我们将更加专注于建设节能型的住宅房屋。在未来几年内，消费者将会有所选择。对于节省和创造能量的选择会大大影响成本效益，从而达到保护环境和增加住宅设计感魅力的目的。
安德鲁·鲁索是嘉德工业领导人，玻璃制造商，公司总部设在密歇根州奥本山。作为ClimaGuard高性能住宅门窗市场的玻璃供应商的主导细分市场，该公司还生产各种建筑玻璃，太阳能，汽车装饰产品。它在密歇根州的科研中心有100多位玻璃科学家及其致力于发明新型玻璃产品的科学技术，旨在改善技术并将其延伸利用到其他部分（如电子，太阳能，商业照明，室内设计）等，进而总体提升北美住宅的窗户品质和性能。
