玻璃作為透明材料被廣泛應用于建筑、交通運輸、船舶、航空、制冷等行業(yè)，它不僅是良好的透明材料也是一種 良好的熱導性材料。不管玻璃被應用于哪個(gè)領(lǐng)域，通過(guò)玻璃進(jìn)行熱傳導都會(huì )發(fā)生，而透過(guò)玻璃的熱傳導大部分是能量損失。例如在建筑上使用的普通平板玻璃所發(fā)生的能量損失所占的比例很大，據資料介紹普通玻璃應用于建筑上，有1/3能量是通過(guò)玻璃的傳導而損失的。目前在世界性能源緊張的今天節能已成為一種趨勢，減少通過(guò)玻璃的能量損失越來(lái)越被建筑師和建筑使用者所重視，幾乎所有的建筑師都希望能透過(guò)某種途徑盡量減少建筑上的損失，以使建筑物的能耗盡量少。減少透過(guò)玻璃的能量損失已被提到議事日程。其實(shí)節能玻璃在較近幾年已獲得了長(cháng)足的發(fā)展，只是人們對玻璃的認識還不十分一體，因此掌握玻璃的節能特性對正確選用玻璃品種至關(guān)重要。     

    1  玻璃節能評價(jià)的主要參數   

    自然界中熱量的傳遞通常有三種形式：對流、輻射和傳導。由于玻璃是透明材料，通過(guò)玻璃的傳熱除上述三種形式外還有太陽(yáng)能量以光輻射形式的直接透過(guò)。衡量通過(guò)玻璃進(jìn)行能量傳播的參數有熱傳導率及K值（在美國稱(chēng)為U值）、太陽(yáng)能透過(guò)率、遮蔽系數、相對熱增益等。   

    1.1 K值   K值表示的是在一定條件下熱量通過(guò)玻璃在單位面積（通常是1m2）、單位溫差（通常指室內溫度與室外溫度之差一般10C或1K）、單位時(shí)間內所傳遞焦耳數。K值的單位通常是W/m2K。K值是玻璃的傳導熱、對流熱和輻射熱的函數，它是這三種熱傳方式的綜合體現。玻璃的K值越大，它的隔熱能力就越差，通過(guò)玻璃的能量損失就越多  

    1.2 太陽(yáng)能參數   

    透過(guò)玻璃傳遞的太陽(yáng)能其實(shí)有兩部分，一是太陽(yáng)光直接透過(guò)玻璃而通過(guò)的能量；二是太陽(yáng)光在通過(guò)玻璃時(shí)一部分 能量被玻璃吸收轉化為熱能，該熱能中的一部分又進(jìn)入室內。  

    通常有三個(gè)概念來(lái)定義：   

   （1）太陽(yáng)光透射率   

    太陽(yáng)光以正常入射角透過(guò)玻璃的能量占整個(gè)太陽(yáng)光入射能的百分數；  

   （2）太陽(yáng)能總的透過(guò)率   

    太陽(yáng)光直接透過(guò)玻璃進(jìn)入室內的能量與太陽(yáng)光被玻璃吸收轉化為熱能后二次進(jìn)入室內的能量之和占整個(gè)太陽(yáng)光入射能的百分數。  

   （3）太陽(yáng)能反射率   

    太陽(yáng)光被所有表面（單層玻璃有兩個(gè)表面，中空玻璃有四個(gè)表面）反射后的能量占入射能的百分數。  

    1.3  遮蔽系數   

    遮蔽系數是相對于3mm無(wú)色透明玻璃而定義的，它是以3mm無(wú)色透明玻璃的總太陽(yáng)能透過(guò)率視為1時(shí)（3mm無(wú)色透明玻璃的總太陽(yáng)能透過(guò)率是0.87）其他玻璃與其形成的相對值，即玻璃的總太陽(yáng)能透過(guò)率除以0.87。 

    1.4   相對熱增益   

    用于反映玻璃綜合節能的指標，它是指在一定條件下即室內外溫度差為15OC時(shí)透過(guò)單位面積（3mm透明，1m2）玻璃在地球緯度30O處海平面，直接從太陽(yáng)接受的熱輻射與通過(guò)玻璃傳入室內的熱量之和。也就是室內外溫差在15OC時(shí)的透過(guò)玻璃的傳熱加上地球緯度為30O時(shí)太陽(yáng)的輻射熱630W/m2與遮蔽系數的積。相對熱增益越大，說(shuō)明在夏季外界進(jìn)入室內的熱量越多，玻璃的節能效果越差。對于玻璃真實(shí)的熱增益是由建筑所處的地球緯度、季節、玻璃與太陽(yáng)光所形成的夾角以及玻璃的性能共同決定的。影響熱增益的主要因素是玻璃對太陽(yáng)能的控制能力即遮蔽系數和玻璃的隔熱能力。   

    相對熱增益特別適合于衡量低緯度且日照時(shí)間較長(cháng)地區向陽(yáng)面玻璃的使用情況，因為該指標是在室外溫度高于室內溫度時(shí)室外熱流流向室內且太陽(yáng)能也同時(shí)進(jìn)入室內的情況下而給定的。     

    對于不存在太陽(yáng)能輻射部位使用玻璃時(shí)，反映玻璃保溫能力的指標只有K值。  

    2  節能玻璃的主要品種   

    隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步玻璃品種越來(lái)越多，目前主要以節能為目的的品種有吸熱玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃等。   

    2.1吸熱玻璃   

    吸熱玻璃是在玻璃本體內摻入金屬離子使其對太陽(yáng)能有選擇地吸收同時(shí)呈現不同的顏色，吸熱玻璃的節能是通過(guò)太陽(yáng)光透過(guò)玻璃時(shí)將光能轉化為熱能而被玻璃吸收，熱能以對流和輻射的形式散發(fā)出去從而減少太陽(yáng)能進(jìn)入室內。 

    2.2鍍膜玻璃   

    鍍膜玻璃在建筑上的應用主要有兩種，即熱反射玻璃（也稱(chēng)太陽(yáng)能控制玻璃）、低輻射玻璃。   

    熱反射玻璃是在玻璃表面鍍上金屬、非金屬及其氧化物薄膜使其具有一定的反射效果，能將太陽(yáng)能反射回大氣中而達到阻擋太陽(yáng)能進(jìn)入室內使太陽(yáng)能不在室內轉化為熱能的目的。太陽(yáng)能進(jìn)入室內的量越少，空調負荷也就越少；熱反射玻璃的反射率越高說(shuō)明其對太陽(yáng)能的控制越強，但是玻璃的可見(jiàn)光透過(guò)率會(huì )隨著(zhù)反射率的升高而降低，影響采光效果，太高的玻璃反射率也可能出現光污染問(wèn)題。   

    普通平板玻璃的輻射率較高，通常為0.84。低輻射玻璃是通過(guò)在玻璃表面涂敷低輻射涂層使表面的輻射率低于普通玻璃從而減少熱量的損失來(lái)達到降低采暖費用實(shí)現節能目的。衡量低輻射玻璃節能效果的重要指標是輻射率。輻射率越低通過(guò)玻璃表面發(fā)生的輻射損失越少，玻璃的節能效果越好。  

    2.3中空玻璃   

    中空玻璃由于在兩片玻璃之間形成了一定的厚度并被限制了流動(dòng)的空氣或其他氣體層從而減少了玻璃的對流和傳導傳熱，因此它具有了較好的隔熱能力。例如由兩片5mm普通玻璃和中間層厚度為10mm的空氣層組成的中空玻璃，在熱流垂直于玻璃進(jìn)行熱傳遞時(shí)對流傳熱，傳導傳熱、輻射傳熱各約占總傳熱的2%、38%、60%，同時(shí)中空玻璃的單片還可以采用鍍膜玻璃和其他節能玻璃，能將這些玻璃的優(yōu)點(diǎn)都集中于中空玻璃上，也就是說(shuō)中空玻璃還可以集本身和鍍膜玻璃的優(yōu)點(diǎn)于一身，從而發(fā)揮更好的節能作用。    

    如用一層5mm厚、表面輻射率0.2的低輻射玻璃和一層厚度為5mm的普通玻璃組成的空氣層為9mm的中空玻璃其K值月約為2.1W/m2K。如果使用輻射率為0.08的低輻射玻璃并且將空氣層中的空氣用氬氣置換空氣層的厚度選擇12mm，其K值可以達到1.4W/m2K。如果在中空玻璃的外片選擇熱反射玻璃他還具有控制太陽(yáng)能的作用。   

    2.4真空玻璃   

    真空玻璃是目前節能效果較好的玻璃，真空玻璃是在密封的兩片玻璃之間形成真空從而使玻璃與玻璃之間的傳導熱接近于零，同時(shí)真空玻璃的單片一般至少有一片是低輻射玻璃。低輻射玻璃可以減少輻射傳熱，這樣通過(guò)真空玻璃的傳熱其對流、輻射和傳導都很少，節能效果非常好，但目前國內尚未形成生產(chǎn)能力。