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到底该如何评价玻璃幕墙的反射比?
类别:技术交流   日期:2019-3-1  来源:建筑光学  点击率:4608  打印 关闭

 

玻璃幕墙已经问世几十年了,其应用不仅使建筑外观优美,还使室内视野开阔、光线充足,其中节能镀膜玻璃的使用还使室内具有冬暖夏凉的节能效果,提升了人们室内体验的舒适水平。

 

但是,近些年随着各种镀膜玻璃的应用,玻璃室外侧反射比会比普通中空玻璃更高,由此引起玻璃幕墙的“光污染”不时成为热议话题。本文就这一话题展开一些讨论,不当之处欢迎批评指正。澳门国际平台游戏的光污染通常是指当太阳光照射到澳门国际平台游戏幕墙后,镜面反射光眩眼夺目,会造成人眼的不适,有些情况会对机动车驾驶员造成不良影响。这类似于当人眼目视前方时有个镜子在侧前方晃眼一样,容易使道路交通区域产生交通安全隐患,这种干扰光被称为光污染。

 

1、标准要求

 

鉴于玻璃幕墙的这一特性,在一些标准中,对澳门国际平台游戏室外侧反射特性提出了说明和限制要求,整理如下:

1)GB/T 18091-2015 玻璃幕墙光热性能

  a) 4.3 玻璃幕墙应采用可见光反射比不大于0.30的玻璃。

  b) 4.4 在城市快速路、主干道、立交桥、高架桥两侧的建筑物20m以下及一般路段10m以下的玻璃幕墙,应采用可见光反射比不大于0.16的玻璃。

  c) 在T形路口正对直线路段处设置玻璃幕墙时,应采用可见光反射比不大于0.16的玻璃。

关键信息截图如下:

2)JGJ 102-2003 玻璃幕墙工程技术规范

  4.2.9 玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃

  关键信息截图如下:

 

2、不同观点

 

但也有专家认为,玻璃幕墙重量轻、通透性好等优点是其他材料无法替代的,“一刀切”地否定玻璃幕墙的方式值得商榷,既不利于玻璃幕墙诸多优点的发挥,也增加了建筑工程成本,不利于建筑技术和城市现代化的向前发展。合理限制室外侧的反射比是必要的,但过分追求低反射比是不合适的,反而会产生新的问题。目前的Low-E节能玻璃幕墙,反射比已经比较低,所以并不是所有场合都会产生“光污染”。

 

3、什么引起的“光污染”

 

所以,下面大家就来探讨下所谓的“光污染”是否真的会造成光污染。
 

玻璃幕墙的广泛应用是自玻璃镀膜技术兴起而开始的,通过镀膜使得玻璃具有较高的反射比,便可以呈现很多颜色,在周围背景的衬托下形成美轮美奂、光怪陆离的效果。可以说没有一定的反射比就没有这样的视觉效果,而更严格的说这个反射比是指规则反射比,也就是一般说的镜面反射比,就像镜子一样通过规则反射能看到同一侧的影像。规则反射是将每一根入射光线都“规则”的反射到与入射光线法向夹角相同的方向。漫反射是将入射光通过物体表面散向各个方向。

图1 镜面反射示意图

 

图2 漫反射示意图
 

一束阳光入射到一面玻璃幕墙和一面白色的墙面,对比两者反射效果区别如下:

图3 太阳光入射到玻璃幕墙后的效果

 

图4 太阳光入射到白色墙面后的效果

 

玻璃幕墙会将照到它的光线按镜面反射方向规则的反射到地面形成相对应的被照区域,而涂料墙面则将入射光线散射到地面,近处亮、远处暗,是渐变的,不会形成明暗的明显分区。但当你眼睛直接望向这两面墙,情况就不一样了,如果角度合适的话玻璃幕墙中你会看到个“太阳”,但也只有一个太阳,如果玻璃幕墙的反射比较高,根据太阳方位的不同,就会在某个特定的镜像角度方向上形成刺眼的太阳反射光,没有太阳的区域就是对面的反射影像,并不是整面幕墙都那么刺眼。而涂料等漫射墙面就没有太阳的反射像。也就是很多人小时候曾用镜子反射太阳光到墙面或地面形成亮斑,而用一块白板就不行的道理是一样的。


 

 

4、实际的玻璃幕墙“光污染”有那么严重吗?

 

玻璃的一个重要的特性就是镜面反射,否则就不会出现蓝天白云的反射像。另外现代的玻璃幕墙具有保温隔热、质轻、耐久等显著特点,目前还没有合适的替代品。

任何物体折射率高于空气表面足够光滑都存在程度大小不同的镜面反射比,例如汽车油漆、抛光石材、光泽瓷砖等等。普通的双玻中空玻璃由于有两片玻璃,存在四个“玻璃-气体”界面,每个界面存在约4%的反射比,四个界面就约有16%,实际上由于玻璃的吸取,反射比会更低一些。而当代的Low-E镀膜节能玻璃幕墙由于对反射效果、颜色、遮阳系数等参数的要求,不同玻璃的反射比一般在百分之十几到二十几之间,一般玻璃的反射比很难降到10%以下。而二、三十年前广泛应用的阳光控制膜的反射比很多都大于30%,很容易形成所谓的“光污染”,幕墙的“光污染”也是那个时期产生的。实际上这种高反射的阳光控制膜早就开始逐渐被更节能的Low-E玻璃所代替了。

如今的“光污染”并没有早期那么严重,进一步压低室外侧反射比意义不大。一般通过Low-E膜层的合理设计,保证一个方向的反射功能的前提下减少另一个方向的反射比,可以有效降低反射比。

 

5、有必要将镜面反射比降到很低吗?

 

首先说明现在的薄膜技术已经非常发达,可以镀制千分之一以下的低反射膜,例如镜头内的光学镜片,强激光窗口;也可以镀制99.99%以上的高反射膜层,例如激光谐振腔的反射镜。但这样的高性能膜层大面积镀制是异常困难的,目前成本较高。

对于建筑用玻璃,实际并没有这么高的要求,从目前技术水平来看,已经可以批量生产双面镀制减反膜且反射比低于1%的玻璃,并且已批量应用在博物馆等保护用、展示用展窗和展柜。但对于澳门国际平台游戏来说,过度降低反射比可能会带来如下问题:

1)幕墙玻璃的镜面表观效果下降,蓝天白云会显得暗淡;

2)颜色表现受到影响,可选颜色减少,色彩饱和度进一步降低;

3)反射比降低了,就降低了幕墙的遮盖能力,室内物体如室内墙、柱、窗帘和家具等更容易从室外侧看到,严重影响美观;

4)对于有些公共建筑,反射比过低,透射比过高,有可能增加室内炫光,再通过增加窗帘等遮光措施来弥补,又进一步影响了室外侧的美观性。

 

6、如何降低玻璃的反射比?

 

那澳门国际平台游戏降低反射比的经济有效的方法是什么呢?可以采取以下方法:

1)通过膜系设计减少Low-E膜层膜面一侧的反射比,并且不影响膜面的辐射率以及玻璃面一侧的反射特性;

2)在非Low-E膜面镀减反射膜,可以将界面反射比从4%降到1%以下;

3)室内观景需要的窗或幕墙,一方面通过降低玻璃的室内侧反射比,另一方面可以改变玻璃的安装角度,合理设计照明光源,减少光源在玻璃上的反射。

4)可以通过对玻璃表面特性进行改良处理的方法来降低室外侧的整体的镜面反射比,比如采用带有装饰图案的彩釉玻璃,这样增加了漫反射区域占比,降低了容易引起光污染的镜面反射区域的占比,进而降低整体的反射比。再比如,可以采用压花玻璃(漫反射表面),但这样做的话,有一个弊端,就是看不到反射影像,因此,一般可以在不需要观景窗的部位采用压花玻璃来减少光污染问题。

 

7、引起光污染的玻璃反射比该怎样测量?

 

镜面反射或称为规则反射才是引起光污染的主因,所以反射比测量仪器一定是要规则反射比测试仪器,不能用漫射比测量仪器。

某地区在评价光污染时采用漫反射仪器测量玻璃样品,当测量白色彩釉玻璃时反射比超过50%,貌似严重超过了某些标准的要求。其实彩釉玻璃的大部分反射是漫反射,是不会引起光污染的,如果用镜面反射比仪器测量镜面反射比一般不会超过10%。所以标准中使用的术语应更加严谨,将笼统的“反射比”改为“规则反射比”,这样实际测试和评价时,就不容易出问题了。

 

8、总结

 

1)合理限制室外侧的反射比是必要的,但过分追求低反射比是不合适的,反而会产生新的问题。

2)如果建筑设计时,一味的追求超低反射比,技术上可能会实现,但一定是以超高成本为代价。

3)评价“光污染”特性,即测试反射比时,应严格分清楚镜面反射和漫反射,光污染是由镜面反射造成的,而不是漫反射。

4)应根据建筑的使用性质、周边环境以及对周边行人车辆交通的影响,合理设计幕墙玻璃的透反射比和颜色,使其在满足功能性要求的前提下达到既美观又舒适的效果。

 



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