真空、動態、光伏、電致變色

誰能想到一扇看似簡易的單薄的玻璃窗戶，會在未來成為我們生活中至關緊要的屏障，會成為節能環保的強大生力軍。

玻璃或門窗專家都希望有一個像摩爾定律般的效果來刺激我們的行業發展，并及時、不斷推動技術進步，總體看來，這最終可能只能靠運氣。

我們可能沒有意識到在半導體或電子行業發生變化的速度或強度?，F在，我們正在進入一個時代，一個朝著高科技大步邁進的時代，一個可在短時間內實現玻璃功能和性能偉大跨越的時代，甚至是一個我們可以享受這些如此優越性能和低能耗的時代。只有時間會告訴我們如何定義一個行業冠軍，自此他的名稱將會經久不衰。

的確，不論天氣和氣候如何，在家中門窗是傳熱的主要媒介。這是我們需要繼續面對的一個挑戰。目前市場上的窗戶都旨在提供舒適，節約能源，觀賞性強等功能。事實上，采用最先進技術的窗戶不僅可控制陽光光線，阻擋酷熱陽光進入室內，也可以在室外寒冷時，以窗戶作為隔斷，保持房間熱量，除此之外，這種窗戶還能夠提升房間亮度，使觀賞視野更清晰。在不久的將來，窗戶設計將考慮區域的具體利益，優化日光和眩光，使業主可以最大限度地節約能源和享受舒適環境?，F在，讓我們來看一些新興住宅的玻璃技術。

舉一個最典型的例子，光譜選擇性低輻射玻璃的作用就像太陽能過濾器，一些波段的太陽光可穿過，另外一些則會被阻隔。通過這種方式，可以在不流失可見光源又無需借助其他隔熱產品和技術的情況下對室內溫度進行有效冷熱調節，而且這種方式在任何氣候條件下都很適用，也最大程度地減少了能源的浪費和流失。當前社會，這種光譜選擇性低輻射技術得到了空前的應用，比歷史上任何時候都受人們的重視。雖然使用這種技術的產品通過審批需要經歷極其復雜的手續和流程，但是相對他們在能源節約和調節氣候舒適度上所做的貢獻，這些過程就顯得微不足道了。

先進技術可大大提升太陽熱能和光能的利用，但僅僅如此似乎并不足夠。在美國南部和北部地區，人們只是通過在傳統的窗玻璃上配置使用單一的Low-E鍍膜的方式就期望達到“能源之星”的標準仍然是一件難事，更何況人們還不想光導在透過玻璃鍍膜時有任何損失。在南部，國際節能準則和“能源之星”標準與太陽能熱增益系數息息相關，然而，根據北部氣候區的特點，在三重釉配置或是低輻射涂層配置中SHGC涂料的做法得到大力支持。

當今先進的“三銀”低輻射涂料可以在最大程度接收光導的同時降低太陽熱能的吸收，這種產品在跨區域的運用上是最好的；但仍然會出現一些問題，例如在海濱或沙漠地區使用會因為光導太強還產生眩光，而在北方地區特別是加拿大應用時又沒有足夠的光源和熱能加以利用。

在未來三到五年內，什么樣的新產品和新技術才能讓門窗行業變得更加靈活，更加節能？是不斷進行自我改善，調整來適應氣候的變化亦或是使用類似真空保溫這樣的更好的隔熱技術？在產品商業化運作的今天，這些技術已經以各種不同的形態被應用于多個領域，緊隨其上的還有各種升級產品和新版本。

2014年能源之星標準發布進入倒計時，科學家和工程師們將會一直努力工作，使當今的產品不斷地更好地適應標準的變化。這包括：

低輻射涂料，不限氣候，海拔和區域，包括三銀，三重玻璃靜電涂層和第四表面涂層；

特種涂料，以提高U值，增加褪色的保護，減少凝結，提高耐劃傷程度；

增強技術，如先進的間隔系統，真空隔熱玻璃（VIG），動態一體化光伏功能的玻璃和玻璃系統

隨著制造商從傳統常規工藝轉換到以節能為主的高性能玻璃，間隔系統也需隨之改善。對于傳統的窗口中空玻璃，玻璃層是通過墊片和密封系統組織到一起的。尤其是在寒冷氣候下，使用暖邊間隔低的熱傳導墊片，減少熱量在中空玻璃傳遞中的損耗。

真空玻璃雖只有兩層玻璃，卻力求要在絕緣性上相當于三重玻璃甚至于優于三重玻璃。兩層玻璃意味著更好的透光性，并且極類似于單片薄型玻璃，這一點是建筑師所衷愛的，此外門窗公司也可通過減小窗框型材大小來獲取利益。最重要的是，真空玻璃窗戶的成本較低，節能降耗和噪音降低的益處有利于更多此種材料窗口在家庭和其他建筑物中的應用，以緩解目前窗戶相對于墻比例的下跌趨勢。近期真空玻璃市場發展表明，到2014年，北美真空玻璃趨向真正商業化的潛能將超過R8.

考慮到真空玻璃特別適合于隔熱的應用，VIG預計將首先推出針對北方氣候區的住宅產品。 VIG制造技術將會面向客戶實現自定義尺寸。事實上，對于VIG來說，市場上一個極為重要的部分可能是以更換和重塑為主的產品，這就需要完全按照訂單大小明細。我們期望住宅窗口制造商能夠使用現有的VIG技術以達到比目前更好的性能。然而，最佳性能和最佳的美學將會來自專門圍繞VIG設計的窗口。

經過動態上釉處理過的玻璃窗戶可以通過用戶手動調節明暗度的方式來控制太陽能源的利用，在不同的天氣和季節都可隨意進行調節，靈活方便。光致變色，熱致變色和電致變色這些都是建筑玻璃領域的先進技術，通過化學或低電壓的電流對近紅外線和可見光透過率進行調制。玻璃處于有色狀態時，可阻擋太陽熱量，以降低冷氣需求；處于明晰狀態時，可傳遞太陽光線，以減少照明和取暖成本。目前來說，這些技術均可應用，但綜合評估，其性能，美觀和價格等都限制其廣泛應用于建筑領域。最近的進展表明，在2014年之前要充分挖掘整體價值和動態窗口技術可用性的巨大潛力。

電致變色玻璃在今天看來是可行可用的，只需要有布線和電力基礎設施。這首先表明，正是因為較為簡單的安裝程序，此類產品在新型材料建筑市場是比較成功的。擁有大型板材的太陽房和佛羅里達室將是應用這種動態玻璃的最佳候選者。其他技術（包括光致變色玻璃和變色眼鏡）都是通過使用化學手段來改變著色底紋。他們通常不需要電力基礎設施，重塑和更換門窗可以更容易地集成實現。

另一項新興技術，是光伏建筑一體化。它可吸收太陽光并將其轉化為能量。較理想的光伏玻璃窗戶將圍繞一個標準中空玻璃單元來進行設計，在玻璃內氣腔位置設置光學系統和PV電池。這樣的產品在某些商業領域已經開始有所應用，制造商可以合并相同技術來吸收太陽光線，進行傳遞和使用，以補充或取代傳統電網傳輸到單個家庭的電力。

電致變色玻璃，電力基礎設施的需求將使得光伏產品的安裝在重塑和替換市場上又迎來一個挑戰。一般情況下，當首次大規模應用光伏和動態玻璃時，商業應用會成為首要也是最終的選擇。鑒于住宅房屋的玻璃面積相對較小，這些技術應用在商業市場的價值要遠遠高于住宅市場。然而經過商業和建筑的實際應用，從中總結出的寶貴經驗教訓，會使供應商獲益匪淺，這樣才能為規模住宅應用提供可靠的解決方案。

展望未來窗戶玻璃市場，我們會發現不論是在南部還是北部地區，涂料混合動力和其他技術應用都廣泛存在于一些玻璃產品及技術中，包括：真空玻璃、動態玻璃和光伏玻璃等。我們在智能手機或平板電腦中使用的相同的技術也將被應該用在玻璃窗戶上。如我們可以通過IGS觸摸屏功能控制房間的溫度，開燈，檢查我們的電子郵件或看新聞等。

作為一個完整行業，我們也將看到玻璃生產商，窗戶制造商，經銷商，建筑設計師，房屋所有人，建筑商以及房屋修繕行業之間的合作潛力。他們所需做的就是盡可能找到以當地氣候最為匹配的玻璃產品，保證美觀與最具成本效益的玻璃硬件相匹配。另外，合作也可在私營和公共部門之間展開。

當今社會，人們總希望可以用合適價位買到一處相對獨立的住房，還要有較好的風景和視野。這是再過5年，10年或20年，也不會改變的一種心理。由于美國正在大力尋找途徑以減少對進口石油的依賴，所以我們將更加專注于建設節能型的住宅房屋。在未來幾年內，消費者將會有所選擇。對于節省和創造能量的選擇會大大影響成本效益，從而達到保護環境和增加住宅設計感魅力的目的。

安德魯·魯索是嘉德工業領導人，玻璃制造商，公司總部設在密歇根州奧本山。作為ClimaGuard高性能住宅門窗市場的玻璃供應商的主導細分市場，該公司還生產各種建筑玻璃，太陽能，汽車裝飾產品。它在密歇根州的科研中心有100多位玻璃科學家及其致力于發明新型玻璃產品的科學技術，旨在改善技術并將其延伸利用到其他部分（如電子，太陽能，商業照明，室內設計）等，進而總體提升北美住宅的窗戶品質和性能。