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被列为“气候灾害”的玻璃建筑可以改善吗?

2021-09-14 12:09:31     
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【中玻网】玻璃可能已经成为21世纪大都市快速崛起具象征性的标志:高耸林立的塔楼,包括办公室和公寓楼,用不同颜色的玻璃板装饰,外观闪闪发光,时而点缀赶制的粗糙阳台,或者还有一些情况下是纯粹不进行分割的。

所谓的“玻璃幕墙”——因为它不是承重体,而是安装在建筑外墙上——已经有一个多世纪的历史,但它已经成为经常被复制的高层建筑设计特色,很可能出现在韩国松都的天际线上,再比如在曼哈顿、多伦多或温哥华。

然而,所有的或大部分“穿着”玻璃的建筑往往都会危害环境。玻璃本身的碳含量非常高,反过来,这种结构很难有效加热和冷却,因为主要铝框架和支架通常保持低“R值”(一种隔热效果的衡量方法)玻璃面板功能,如“热桥”,导入冷气和输出热量。

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是否有可能建造一个更可持续发展的玻璃幕墙?Monte Paulsen是加州伯纳比RDH建筑科学公司的被动房专 家,他说:“玻璃建筑是对我们居住环境气候紧急情况的不恰当反应,”“目前没有办法建造一个可以实现高水平热性能的玻璃盒子,其独特之处在于,它们全年都表现优良,这些都是物理学事实。”

其他专 家说:“幕墙的性能并没有得到很大的提升,这令人比较遗憾,”多伦多大学建筑科学教授Ted Kesik补充道,公寓楼上的预制窗户组件更糟糕,他们真的很烂,这是糟糕中的糟糕情况了。”

但是,Paulsen补充说,现在世界玻璃行业出现了大量以气候为中新的创新,似乎指向了新建筑碳排放性能的进展,只要碳进步较少管辖区的政 府如加拿大,开始着手要求更高的建筑规范。

几家前列的欧洲窗户装配制造商——Raico,Schueco和Wicona——已经创建了高性能铝框架,旨在“打破”带有塑料分离器的热工桥,阻止热或冷的传递。光伏玻璃,发明于2014年的实验性产品,正在走向商业化。

其他制造商,包括B.C.’s Cascadia进入了不断增长的三层充氩气玻璃窗户市场。Kesik指出,如果建造商选择使用三层玻璃替代双层玻璃,那么窗户的R值会翻一番。

Paulsen接着说,一些大型公司,如Guardian Glass已经开发了新一代概念:真空隔热窗户,这需要一种完全不同的制造工艺,因此,这是一笔巨额的资本投资。他说:“这项技术存在,他们也知道如何做到。”

一家名叫GlasCurtain的小公司称弄清楚了如何通过使用挤压的玻璃纤维框架,而不是铝制框架作出一种更节能的玻璃幕墙。公司总经理Peter Dushenski说,随着三层玻璃窗变得越来越普遍和实惠,试验表明热损失的主要来源并不是来自玻璃,而是来自框架。他说,纤维玻璃含有的碳含量比铝少,同时也不太容易受到产生泄漏和过度凝结的扩张收缩循环影响。“三层玻璃和玻璃纤维确实解决了这些问题。”

GlasCurtain设计出的幕墙,大部分用于中低层建筑,现正从事一些更大的大学和企业项目。“我们看到了一个真 正的市场机会,”Dushenski说,GlasCurtain玻璃纤维的框架是被动房——在2019年认证过,意味着他们可用于低能源或着净零能耗项目。

然而他承认,仅仅是这种创新不能够解决问题,比如朝西的公寓从地板到天花板的落地窗,在阳光明媚的下午变成烤箱。新兴技术可以帮助改善这种“热负荷”的效果——例如,电致变色玻璃,可以自动调整颜色,但费用昂贵。相同地,也有室内或室外自动窗帘可以调节光照条件。

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Paulsen主张提供更多的建筑解决方案,其中包括使用熔结玻璃,或者百叶窗,带有垂直散热片或者是其他可以提供阴凉或者分散强烈阳光的外部结构。

在被动房——经过认证的建筑,特点是大量的隔热材料和密封性强的建筑外墙,墙面使用玻璃的空间比例通常可以不超过30%到40%。因此,建筑师必须做到有战略性地构思如何放置窗户,Paulsen说,而且要保证能提供三个功能中的一个:提供日光、景观或通风设备。“很多建筑师,甚至是好的建筑师设计玻璃幕墙觉得这很容易,但是使用玻璃幕墙只是为了美观,或者在小型公寓创造更多空间的错觉,这是能量损失的原因。”

温哥华一栋60层被动房,是经过认证的高层建筑,由HensonDevelopments与英国WKK建筑师事务所共同打造,一种在不浪费能量的情况下获得全玻璃外观的方法,包括高 端共管公寓、市场租赁和经济适用房。起伏的外观看上去似乎用了大量的玻璃,(加上阳台),一些外墙仅仅覆盖了玻璃板,下面的墙是不透明的。

当然,这些决定都没有发生在真空中。有很多证据表明,对建筑提出了更为艰巨节能要求的管辖区,启动了当地高性能建筑材料的市场。原因:当得知当地开发商和承包商必须建造低碳建筑时,制造商将准备投资于生产或分销这种组件。

认证建筑项目的环境性能组 织有自己的角色。传统上讲,使用广泛的北美标准——LEED——评估建筑物的整体能源性能,这意味着开发人员可以在外部使用低效材料,如玻璃,但是,弥补了高 端空调系统的效率低下,或者其他增加项目总得分的绿色设施。

但是,加拿大绿色建筑委员会负责绿色建筑项目和创新的副总裁Mark Hutchinson说,认证标准在不断发展,所以各个部门必须齐心协力,例如,现在建的大楼需要满足“热能需求强度”目标,以便获得LEED认证。

在北欧等地方也有更严格的建筑规范要求,某种程度上在多伦多和温哥华都有。近年来,新建筑采用多伦多绿色标准和不列颠哥伦比亚省的能源步骤代码——要求越来越高,是不可能建造全玻璃或大部分是玻璃的建筑,为了到2032年使所有新建筑实现净零能源排放。

Dushenski说,变化的规定会为GlasCurtain等企业带来新客户。但是Paulsen认为解决方案并不在于更节能的玻璃而是建筑少用玻璃,应该是按照外墙空间的一定比例使用玻璃。

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