随着地球环境的恶化和自然资源的慢慢枯竭，世界和我国都把使用节能、环保的绿色建材作为一个重要的发展方向。其中太阳能光伏玻璃和建筑光伏一体化设计是一项重大产业，而真空玻璃则被认为是最有前景的隔热隔音的透明建筑材料（词条“建筑材料”由行业大百科提供），它们是建筑玻璃中最先进、最前沿的两类玻璃代表。近些年，我国在该领域用于研发生产的资金投入达数百亿元。如果这两类玻璃能广泛应用于建筑领域，我国的能源紧缺和环境保护将会得到极大改善。虽然我国的玻璃幕墙和建筑玻璃的用量已经超过全世界的1/2，但是我们的建筑玻璃产品质量却落后于西方国家。我们在强调光伏发电或真空玻璃隔音隔热效果的同时，往往忽略了建筑玻璃安全性和耐久性的设计和分析，以至于在最后的推广应用阶段总是出现各种问题。为了在我国的节能建筑中尽快安全使用这些绿色建材，必须引入欧美前沿先进技术，结合我们自主知识产权，使建筑玻璃向节能、环保、安全、耐久综合性能更进一步。建筑玻璃结构功能一体化研究也是当前国际建筑光伏一体化(BIPV（词条“BIPV”由行业大百科提供），BAPV)和真空玻璃实用化的一个势在必行的方向。 光伏玻璃结构功能一体化 光伏建筑一体化(BIPV，BuildingIntegratedPhotovoltaic)是将太阳能光伏发电板集成到建筑上，光伏器件在产生电能的同时，还承担外围护结构的功能，如房顶、幕墙、外立面等。因此BIPV是清洁能源产品与建筑完美结合的产物。在各国越来越重视太阳能光伏发电的背景下，随着我国光电建筑一体化政策的出台及相应的财政补助资金的投入，极大推动了光电建筑一体化的应用。根据我国制定的光伏产业规划预测，到2020 年光伏建筑并网发电量要占到光伏总发电量的62.5%。 光伏玻璃在国内外的应用非常广泛，典型的示范工程如日本Sanyo 太阳光电公司、德国柏林中央车站、上海世博园、北京奥运场馆、北京南站、首都博物馆、香港科学园等。2009 年3 月，我国财政部颁布《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，办法重点针对光伏玻璃建筑功能一体化项目。国家财政上的大力扶持必将迅速提升我国光伏玻璃产业的开发速度，以拓展这片被誉为光伏产业的新蓝海。我国近几年在光伏玻璃的开发和生产方面发展迅猛;全国范围内上了大量的光伏相关生产线，包括单晶硅、多晶硅和非晶硅以及太阳能超白玻璃（词条“超白玻璃”由行业大百科提供）多个方面的生产，主要都是企业直接引进国外的生产线。在研究开发项目和创新技术方面，我国与发达国家相比还有较大差距，大部分TCO 膜玻璃还是从日本等国进口。 光伏玻璃不仅要满足其作为一般光伏组件的电学、力学、安全等性能要求，而且要满足其作为建筑安全玻璃的特殊要求，作为幕墙玻璃时还要满足风压变形、雨水渗漏、空气渗透等性能要求。全世界的光伏玻璃结构大多是在光伏夹层玻璃和光伏中空玻璃的基础上单独使用或多项组合使用。虽然光伏玻璃产品具有巨大的潜在应用价值，但是光伏玻璃在生产和工程应用中还存在很多问题，例如转换效率低、成本高、不透明等。但这里主要考虑结构安全问题，一些常见的结构失效包括如下几方面:钢化玻璃层合过程的自爆，非晶硅玻璃层合后沿导线的断裂，层间剪切（词条“剪切”由行业大百科提供）应力的破坏和分层现象，作为顶棚玻璃受到日晒和积雪等环境载荷的性能退化、强度（词条“强度”由行业大百科提供）衰减，安装应力不均匀和作为建筑构件的老化（词条“老化”由行业大百科提供）和坠落风险。 对于光伏中空玻璃来说，光伏电池板是置于中空玻璃腔体（词条“腔体”由行业大百科提供）之中，在为外界负载产生电流供应的同时，其本身由于存在内阻，也会出现发热、升温现象。一般在空气流通的露天室外，其温度可以达到50℃～80℃。对于晶体硅电池，由于存在热斑效应，即局部电池片被遮挡时，在旁路二级管失效的情况下，该部分电池片就相当于一个电阻发热使温度急剧上升，有时局部温度可达200℃，甚至使电池片烧毁。若晶体硅或非晶硅电池片位于中空玻璃腔体中，由于封闭空间没有空气可以流通降温，腔体内气体会由于温度升高而造成气体体积膨胀;当没有日照时，随着温度降低，腔体内气体也降温收缩。因此，光伏中空玻璃始终处于高低温热循环的恶劣使用条件之下，其密封材料如硅酮胶、丁基胶、聚硫胶等的寿命大大缩短，造成中空玻璃密封失效甚至玻璃片本身炸裂。此外，在光伏中空玻璃电池片移位或外部拉动导线时，都容易从打孔处造成密封胶失效。 由上可知，造成光伏玻璃组件失效的原因很多，与材料的品质、结构设计（词条“结构设计”由行业大百科提供）与安装、受力、承载能力和服役环境等都有关系。具体来说，常见的失效原因有以下几种:一是玻璃中含有的杂质和缺陷或玻璃风化，使玻璃强度下降;二是EVA，PVB 胶与玻璃黏结性能老化和退化，造成脱黏，脱胶等;三是环境腐蚀、高低温热循环以及中空密封层密封胶老化;四是光伏玻璃结构设计和安装过程中存在部分缺陷。用钢化玻璃作为光伏电池的盖板时，合片过程中还时常会发生爆裂现象，这往往跟钢化玻璃中含有微小杂质有关。光伏构件设计过程中既要考虑节能，又要考虑耐久性和安全性，安装过程中若局部区域存在应力集中则整个构件存在安全隐患。 光伏玻璃结构和强度方面的失效跟玻璃的脆性有较大关系，为了提高其安全可靠性，需要进行的相关研究包括:真空釜中层合压力和钢化度的优化，夹层后的残余应力分析和界面结合力检测，光伏玻璃与建筑结构的安全配合设计，残余应力分析与残余寿命预测，BIPV 的无损在线检测技术和仪器的研究，热应力、动态性能与耐久性评价。 建筑真空玻璃结构功能一体化 如果把暖水瓶放大到一间房子那么大，人住在里面，其隔热隔音效果将会比任何其他材料建造的空间都好。这种思路也是真空玻璃的最初设想。真空玻璃是将两片平板玻璃周边进行熔封，将其中间间隔层抽成真空并密闭排气而成(见图1)。真空玻璃综合了玻璃工艺与材料科学、真空技术、物理测量技术、工业自动化及建筑科学等多项技术，具有比中空玻璃等更优越的隔热、隔声、保温性能。因此，真空玻璃在今后极具发展潜力。
