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摘要：近些年来，植物园给人们的生活带来了很多美好的观赏体验;植物园建筑往往采用玻璃幕墙以尽可能多的增加采光。但玻璃技术的使用是否对植物有不利影响，本文通过分析总结给出了植物园建筑玻璃的应用建议。

关键词：植物园需要的气候环境;玻璃技术的应用

一、植物园设计相关问题

1.1植物园设计的几个要素

1）温度

温度是植物新陈代谢的基本保障，是各类温室植物生长发育的决定性因素。生长受最高温度和最低温度的制约，超过极限，植物将处于濒死状态，二者之间是适宜植物生长的温度。

夏季植物区温度保持35°C以下便可不影响其生长，故设计时尽可能采取自然方式解决环境问题，夏季和过渡季采用可开启窗进行自然通风，同时顶部适当遮荫，辅以喷雾降温，以满足夏季植物区降温要求;中、下部侧窗为进风，顶部天窗为排风，使室外风能通过温室植物区带走热量。温室内还设有竖直机械循环通风系统，可以直接将排风排至室外，当雨天无法开启外窗时，开启此系统。

冬季在温室内设置散热器供暖系统，散热器采用铜管铝肋片形式，辅以主人行道上设置全新风热风空调系统，地面送风形式，以满足冬季植物在白天因光合作用需要的适宜温度20～25°C，夜间植物需要保障的最低温度15°C，且可根据各不同植物区划分供暖系统，分区调整温度。

2）相对湿度

温室植物生长所需的水分主要由人工补给，除设有正常的灌溉系统外，还采用高压喷雾系统对温室空间直接加湿。而且新风空调箱设有湿膜加湿，冬季可对热风进行加湿。同时，景观设计在温室内设置水池、瀑布、叠水可调节温室内湿度。

3）温室内的空气流速和CO2浓度

温室内，当空气流过叶片时，会加快植物的蒸腾作用（蒸腾作用是叶片降温的原理），夏季和过渡季可开窗自然通风，空气自然流过叶面;冬季，温室窗户紧闭，需要设置通风系统以使空气流动。空气流过叶片的风速控制在小于1.5m/s，大于0.2m/s。

植物光合作用积累碳水化合物并储存能量，需要吸收CO2和光照，在温室中，当CO2浓度充足时，适当提高白天温度对植物生长有益。通常不用CO2发生器，夏季和过渡季，自然通风就能满足CO2浓度要求;冬季需要开启新风系统，亦可满足植物所需的CO2。

4）光照强度

使用光照强度测定传感器，通过实时检测动态光照强度变化，配合时钟控制，可完成对光照强度和光周期的不同控制。不同季节、不同植物的光周期补光控制方法有：

延长光照——傍晚天色变暗的时候补光;

中断暗期——使用光照将暗期分为两段进行补光;

间歇照明——采用反复数次轮流暗期中断的方法进行补光，一般在大规模温室生产采用的人工补光栽培收到电源容量限制时使用;

黎明前光照——黎明前到凌晨的时间进行人工补光;

短日植物中断光照——对某些日照时间短于某一临界值时才能开花的植物适当缩短光照时间，延长黑暗，以使其提早开花。

5）土壤温度

冬季保持土壤温度应在20°C以上，达到满足植物生长的需要。

1.2植物园设计需考虑的其他问题

结露问题：结露是温室中必须克服却又难以解决的问题。过多的结露会滴在植物叶片上，对植物造成很大的危害，同时会加速对构件的锈蚀。故，防结露问题也是屋盖幕墙设计中的要点，要提高幕墙的隔热性能。

遮荫问题：温室内不同类型的植物对光照度有着不同的要求，故有必要为日照过于强烈的地方进行局部遮阳。在设计之初就应该协调设计遮阳措施，如专类花园从2001年开始使用自动化控制遮荫，除顶部遮荫外，东立面也需要进行部分遮荫。

通风问题：通风对于一个温室的环境特别是降温起着至关重要的作用。世界上大多数温室都是靠自然通风为主，辅助以强制通风及人工通风手段。如果采用单一的通风设计会出现一定的问题。

清洗问题：幕墙清洗措施必须在设计初期阶段考虑全面，特别是北方扬尘较多的地方，必须设置自动融雪排水系统及屋面玻璃清洗系统。

植物与光谱：据查资料，植物对0.4um以下的紫外线响应较小;对0.4～0.76um范围的可见光波段的光谱响应最强;在近红外波段的光谱特征是反射率高，在光谱的中红外阶段，绿色植物的光谱响应主要被1.4μm、1.9μm和2.7μm附近的水的强烈吸收带所支配。

植物与紫外线：紫外线和肉眼可见的紫光，其中大部分紫外线能量都不会被植物吸收，但紫外线对少数植物的生长是有影响的。

二、植物园中玻璃技术的应用

2.1玻璃技术的应用

浮法玻璃：浮法玻璃主要工艺流程是将经过称量混合的配合料，在熔窑中进行高温熔化后进入浮法锡槽内抛光成型，再进行退火处理，然后在线清洗切割、检验、包装入库。

超白玻璃：采用独特的配方，拥有更久的耐久性能（不易发霉）;本体铁含量较低，色泽更晶莹，太阳能透过率更高;具有优异的可加工性能，不易出现钢化彩虹。

本体着色玻璃：吸收阳光辐射，隔热节能;不同颜色，增加建筑外观的美感;可做各种复合玻璃产品的基片。

中空玻璃：是用两片（或三片）玻璃，使用高强度高气密性复合粘结剂，将玻璃片与内含干燥剂的铝合金框架粘结，制成的高效能隔音隔热玻璃。中空玻璃的能量传递有三种方式：即辐射传递、对流传递和传导传递。高性能中空玻璃可以拦截由太阳射到室内的相当的能量，因而可以防止因辐射热引起的不舒适感和减轻夕照阳光引起的目眩。由于中空玻璃的隔热性能较好，玻璃两侧的温度差较大，还可以降低冷辐射的作用;当室外温度为-10℃时，室内单层玻璃窗前的温度为-2℃，而中空玻璃窗前的温度是13℃;在相同的房屋结构中，当室外温度为-8℃，室内温度为20℃时，3mm普通单层玻璃冷辐射区域占室内空间的67.4%，而采用双层中空玻璃（3+6+3）则为13.4%。另外，使用中空玻璃，可以提高玻璃的安全性能，在使用相同厚度的原片玻璃的情况下，中空玻璃的抗风压强度是普通单片玻璃的1.5倍。

硬镀膜低辐射玻璃：采用在线Low-E镀膜技术，在玻璃冷却前进行在线镀膜，冷却后膜层成为玻璃的一部分。可单片使用，也可以用于中空玻璃或者夹胶玻璃，膜层可长期暴露在空气中。易于热弯、钢化或半钢化，和普通玻璃一样易于处理和加工，持久耐用。

低辐射Low-E节能玻璃：是在优质浮法玻璃原片上采用真空磁控溅射方法镀一层或两层10～20纳米的金属银层生产而成。银是自然界辐射率最低的物质，可以使玻璃的辐射率从0.84降低至0.1甚至更低，辐射热损耗减少90%。根据其性能特点又可分为：遮阳型Low-E节能玻璃，高透型Low-E节能玻璃;单银Low-E节能玻璃，双银Low-E节能玻璃，三银Low-E节能玻璃。其中：遮阳型Low-E节能玻璃同时具备遮阳能力和低辐射玻璃保温隔热能力强的双重优点，适合各种类型的气候;高透型Low-E节能玻璃，在6mm单片上的可见光透过率可高达80%以上，适用于高档住宅、冰柜及其他要求高透光率的各类建筑;双银Low-E节能玻璃特点是膜层中含有双层具有红外线反射能力的银（Ag）层材料和多层具有减少可见光反射、增加可见光投射以及保护银层作用的介电材料，与普通单银Low-E节能玻璃相比，双银Low-E玻璃的隔热性能提高30%，在保证可见光透过率的基础上，进一步降低SC值和U值，达到最佳节能隔热效果，是追求自然高透外观设计效果和节能使用效果的最佳选择。

可弯钢化型低辐射LOW-E玻璃：可满足先镀膜后钢化的玻璃加工要求，可进行弯钢化加工及异地钢化加工。

热反射镀膜玻璃：是在高真空状态下以磁控溅射的方法在优质浮法玻璃上镀一层或多层纳米级金属或（金属）化合物薄膜生产而成。此膜层主要功能是控制太阳直接辐射，并产生不同的视觉效果和光热性能。

由上分析，只有当光照强度能够满足光合作用的要求时，植物才能正常生长发育。中空玻璃可以拦截由太阳辐射到室内的相当多的能量，有良好的隔热性能。对于一般建筑物，北方以保温设计为主，外围护玻璃幕墙宜采用中空玻璃;对于南方以遮阳为主，宜采用具有遮阳功效的LOW-E玻璃。

但对于植物园建筑，北方植物园可采用白片中空玻璃或遮阳系数高的LOW-E中空玻璃（外片可超白、夹胶、均质处理），以使室内温度便于人工调节;南方植物园没必要采用中空玻璃，可采用两片夹胶玻璃即可。

2.2玻璃PVB胶片特点及对紫外线的遮挡

玻璃PVB夹胶片特点：

安全性：当遭受外力玻璃破坏，只产生裂痕，但不会碎片飞溅;

降噪性：PVB膜能有限吸收声波，减低噪音污染;

防紫外线性：在不损失可见光的同时，有限阻隔近99%的紫外线进入;

防弹性：通过不同厚度的PVB和数片玻璃的复合，可制成防弹玻璃和一些高强度的装饰玻璃;

阳光遮蔽性：有效减弱热能的透射，降低制冷能耗。

紫外线透过率UV-Transmittance：通常缩写为Tuv，指在紫外线光谱（280nm至380nm）范围内，透过玻璃的紫外线光强度对入射光强度的百分比。由于太阳光中的紫外线对皮肤和家具油漆表面有损害，所以在设计大面积窗户和采光顶时，对此指标要予以限制，普通6mm白玻的紫外线透过率在60%多，用两片3mm白玻中间加上PVB胶片能够把Tuv降低到4%。而专业厂家“杜邦”夹胶片厂提供的PVB胶片及SGP夹胶片阻挡紫外线98%、其他光谱透过率约88%，如下图：

根据根据以上分析，玻璃夹胶片对太阳光紫外线的遮挡相当严重，但植物对紫外线的需求较小，植物园建筑玻璃围护结构可以采用夹胶玻璃。

3.结语

本文对植物园建筑设计时的关键要素进行了分析;对当下应用较多的玻璃技术进行了分析，包括玻璃参数的解释，浮法玻璃、中空玻璃、热反射镀膜玻璃等等多种玻璃，并给出植物园建筑玻璃的使用建议。最后从玻璃PVB夹胶片对紫外线的阻挡情况及植物对紫外线的需求，给出了植物园建筑可以采用夹胶玻璃的建议。

以上内容对国内日渐兴起的植物园建筑的设计、玻璃技术的应用等问题进行了较全面的分析与总结，可为此类工程的设计提供一些参考。

参考文献

1.谌小玲 何婧 刘晓朝等，上海辰山植物园展览温室的人工气候环境设计

2.北京植物园展览温室设计组，展览温室的光照分析与补光设计

3.张静、王进、田丽萍等，紫外线（UV-B）辐射增强对植物生长的研究进展