第一節(jié) 中空玻璃節(jié)能特征分析
1、中空玻璃節(jié)能特性的基本指標(biāo)
在建筑用中空玻璃諸多的性能指標(biāo)中，能夠用來(lái)判別其節(jié)能特性的主要有傳熱系數(shù)K和太陽(yáng)得熱系數(shù)SHGC。中空玻璃的傳熱系數(shù)K是指在穩(wěn)定傳熱條件下，玻璃兩側(cè)空氣溫度差為1℃時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)1平方米中空玻璃的傳熱量，以W/m2K 表示。K值越低，說(shuō)明中空玻璃的保溫隔熱性能越好，在使用時(shí)的節(jié)能效果越顯著。太陽(yáng)得熱系數(shù)SHGC是指在太陽(yáng)輻射相同的條件下，太陽(yáng)輻射能量透過(guò)窗玻璃進(jìn)入室內(nèi)的量與通過(guò)相同尺寸但無(wú)玻璃的開(kāi)口進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)熱量的比率。玻璃的SHGC值增大時(shí)，意味著可以有更多的太陽(yáng)直射熱量進(jìn)入室內(nèi)，減小時(shí)則將更多的太陽(yáng)直射熱量阻擋在室外。SHGC值對(duì)節(jié)能效果的影響是與建筑物所處的不同氣候條件相聯(lián)系的，在炎熱氣候條件下，應(yīng)該減少太陽(yáng)輻射熱量對(duì)室內(nèi)溫度的影響，此時(shí)需要玻璃具有相對(duì)低的SHGC值；在寒冷氣候條件下，應(yīng)充分利用太陽(yáng)輻射熱量來(lái)提高室內(nèi)的溫度，此時(shí)需要高SHGC值的玻璃。在K值與SHGC值之間，前者主要衡量的是由于溫度差而產(chǎn)生的傳熱過(guò)程，后者主要衡量的是由太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱量傳遞，實(shí)際生活環(huán)境中兩種影響同時(shí)存在，所以在各建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，是通過(guò)限定K和SHGC的組合條件來(lái)使窗戶達(dá)到規(guī)定的節(jié)能效果。
目前，中空玻璃的K值是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際測(cè)量得出的，SHGC值是對(duì)光譜數(shù)據(jù)計(jì)算得出的。因?yàn)镵值的實(shí)際測(cè)量受成本限制難以收集各種類(lèi)型的大量數(shù)據(jù)，所以本文的分析過(guò)程將采用美國(guó)勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的Window5.2軟件進(jìn)行模擬計(jì)算。該軟件能夠計(jì)算出各種類(lèi)型玻璃的K值和SHGC值等相關(guān)參數(shù)，其計(jì)算結(jié)果可以近似代替實(shí)際測(cè)量值。為了保證計(jì)算結(jié)果的一致性，除特殊說(shuō)明以外，本文在計(jì)算分析中采用NFRC系列標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境條件設(shè)置數(shù)據(jù)。
2、節(jié)能指標(biāo)的影響因素分析
1）玻璃的厚度：
中空玻璃的傳熱系數(shù)，與玻璃的熱阻（玻璃的熱阻為1mK/W）和玻璃厚度的乘積有著直接的聯(lián)系。當(dāng)增加玻璃厚度時(shí)，必然會(huì)增大該片玻璃對(duì)熱量傳遞的阻擋能力，從而降低整個(gè)中空玻璃系統(tǒng)的傳熱系數(shù)。對(duì)具有12 mm空氣間隔層的普通中空玻璃進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)兩片玻璃都為3mm白玻時(shí)，K=2.745W/m2K，都為10mm白玻時(shí)，K=2.64 W/m2K，降低了3.8%左右，且K值的變化與玻璃厚度的變化基本為直線關(guān)系。從計(jì)算結(jié)果也可以看出，增加玻璃厚度對(duì)降低中空玻璃K值的作用不是很大，8+12+8的組合方式比常用的6+12+6組合K值僅降低0.03 W/m2K，對(duì)建筑能耗的影響甚微。由吸熱玻璃或鍍膜玻璃組成的中空系統(tǒng)，其變化情況與白玻相近，所以在下面的其它因素分析中將以常用的6mm玻璃為主。
當(dāng)玻璃厚度增加時(shí)，太陽(yáng)光穿透玻璃進(jìn)入室內(nèi)的能量將會(huì)隨之而減少，從而導(dǎo)致中空玻璃太陽(yáng)得熱系數(shù)的降低。如圖2所示，在由兩片白玻組成中空時(shí)，單片玻璃厚度由3mm增加到10mm，SHGC值降低了16%；由綠玻（選用典型參數(shù)）+白玻組成中空時(shí)，降低了37%左右。不同廠商、不同顏色的吸熱玻璃影響程度將會(huì)有所不同，但同一類(lèi)型中，玻璃厚度對(duì)SHGC值的影響都會(huì)比較大，同時(shí)對(duì)可見(jiàn)光透過(guò)率的影響也很大。所以，建筑上選用吸熱玻璃組成的中空玻璃時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物能耗的設(shè)計(jì)參數(shù)，在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，考慮玻璃厚度對(duì)室內(nèi)獲得太陽(yáng)能強(qiáng)度的影響程度。在鍍膜玻璃組成中空時(shí)，厚度會(huì)依基片的種類(lèi)而產(chǎn)生不同程度的影響，但主要的因素將會(huì)是膜層的類(lèi)型。
2）玻璃的類(lèi)型：
組成中空的玻璃類(lèi)型有白玻、吸熱玻璃、陽(yáng)光控制鍍膜、Low-E玻璃等，以及由這些玻璃所產(chǎn)生的深加工產(chǎn)品。玻璃被熱彎、鋼化后的光學(xué)熱工特性會(huì)有微小的改變，但不會(huì)對(duì)中空系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的變化，所以此處僅分析未進(jìn)行深加工的玻璃原片。不同類(lèi)型的玻璃，在單片使用時(shí)的節(jié)能特性就有很大的差別，當(dāng)合成中空時(shí)，各種形式的組合也會(huì)呈現(xiàn)出不同的變化特性。
吸熱玻璃是通過(guò)本體著色減小太陽(yáng)光熱量的透過(guò)率、增大吸收率，由于室外玻璃表面的空氣流動(dòng)速度會(huì)大于室內(nèi)，所以能更多地帶走玻璃本身的熱量，從而減少了太陽(yáng)輻射熱進(jìn)入室內(nèi)的程度。不同顏色類(lèi)型、不同深淺程度的吸熱玻璃，都會(huì)使玻璃的SHGC值和可見(jiàn)光透過(guò)率發(fā)生很大的改變。但各種顏色系列的吸熱玻璃，其輻射率都與普通白玻相同，約為0.84。所以在相同厚度的情況下，組成中空玻璃時(shí)傳熱系數(shù)K值是相同的。選取不同廠商的幾種有代表性的6mm厚度吸熱玻璃，中空組合方式為吸熱玻璃+12mm空氣+6mm白玻，表1列出了各項(xiàng)節(jié)能特性參數(shù)。計(jì)算結(jié)果表明，吸熱玻璃僅能控制太陽(yáng)輻射的熱量傳遞，不能改變由于溫度差引起的熱量傳遞。
表1 不同類(lèi)型吸熱玻璃對(duì)中空節(jié)能特性的影響
陽(yáng)光控制鍍膜玻璃是在玻璃表面鍍上一層金屬或金屬化合物膜，膜層不僅使玻璃呈現(xiàn)豐富的色彩，而且更主要的作用就是降低玻璃的太陽(yáng)得熱系數(shù)SHGC值，限制太陽(yáng)熱輻射直接進(jìn)入室內(nèi)。不同類(lèi)型的膜層會(huì)使玻璃的SHGC值和可見(jiàn)光透過(guò)率發(fā)生很大的變化，但對(duì)遠(yuǎn)紅外熱輻射沒(méi)有明顯的反射作用，所以陽(yáng)光控制鍍膜玻璃單片或中空使用時(shí)，K值與白玻相近。
Low-E玻璃是一種對(duì)波長(zhǎng)范圍4.5~25微米的遠(yuǎn)紅外線有很高反射比的鍍膜玻璃。在我們周?chē)沫h(huán)境中，由于溫度差引起的熱量傳遞主要集中在遠(yuǎn)紅外波段上，白玻、吸熱玻璃、陽(yáng)光控制鍍膜玻璃對(duì)遠(yuǎn)紅外熱輻射的反射率很小，吸收率很高，吸收的熱量將會(huì)使玻璃自身的溫度提高，這樣就導(dǎo)致熱量再次向溫度低的一側(cè)傳遞。與之相反，Low-E玻璃可以將溫度高的一側(cè)傳遞過(guò)來(lái)的80%以上的遠(yuǎn)紅外熱輻射反射回去，從而避免了由于自身溫度提高產(chǎn)生的二次熱傳遞，所以Low-E玻璃具有很低的傳熱系數(shù)。以耀華生產(chǎn)的在線Low-E玻璃為例，與其它類(lèi)型玻璃的對(duì)比見(jiàn)表2，其中耀華Low-E組合成中空時(shí)，傳熱系數(shù)可以達(dá)到1.9 W/m2K，比普通的白玻中空K值降低了30%。并且Low-E中空玻璃的SHGC值和可見(jiàn)光透過(guò)率可以按照節(jié)能的需要在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，嚴(yán)寒地區(qū)使用時(shí)可以采用可見(jiàn)光高透型的耀華Low-E中空玻璃，在炎熱地區(qū)可以采用具有遮陽(yáng)效果的耀華Sun-E中空玻璃。
表2 不同類(lèi)型玻璃節(jié)能特性的對(duì)比
3）Low-E玻璃的輻射率：
Low-E玻璃的傳熱系數(shù)與其膜面的輻射率有著直接的聯(lián)系。輻射率越小時(shí)，對(duì)遠(yuǎn)紅外線的反射率越高，玻璃的傳熱系數(shù)也會(huì)越低。例如，當(dāng)6mm單片Low-E玻璃的膜面輻射率為0.2時(shí)，傳熱系數(shù)為3.80 W/m2K；輻射率為0.1時(shí)，傳熱系數(shù)為3.45 W/m2K。單片玻璃K值的變化必然會(huì)引起中空玻璃K值的變化，所以Low-E中空玻璃的傳熱系數(shù)會(huì)隨著低輻射膜層輻射率的變化而改變。圖3所示的數(shù)據(jù)為白玻與Low-E玻璃采用6+12+6的組合時(shí)，中空K值受膜面輻射率變化的情況?？梢钥闯?，當(dāng)輻射率從0.2降低到0.1時(shí)，K值僅降低了0.17 W/m2K。這說(shuō)明與單片Low-E的變化相比，Low-E中空的K值變化受輻射率的影響不是非常顯著。
4）Low-E玻璃鍍膜面位置：
由于Low-E玻璃膜面所具有的獨(dú)特的低輻射特性，所以在組成中空玻璃時(shí)，鍍膜面放置位置的不同將使中空玻璃產(chǎn)生不同的光學(xué)特性。以耀華Low-E為例，按照與白玻進(jìn)行6+12+6的組合方式計(jì)算，將鍍膜面放置在4個(gè)不同的位置上時(shí)（室外為1#位置，室內(nèi)為4#位置），中空玻璃節(jié)能特性的變化如表3所示。根據(jù)結(jié)果顯示，膜面位置在2#或3#時(shí)的中空玻璃K值最小，即保溫隔熱性能最好。3#位置時(shí)的太陽(yáng)得熱系數(shù)要大于2#位置，這一區(qū)別是在不同氣候條件下使用Low-E玻璃時(shí)要注意的關(guān)鍵因素。寒冷氣候條件下，在對(duì)室內(nèi)保溫的同時(shí)人們希望更多地獲得太陽(yáng)輻射熱量，此時(shí)鍍膜面應(yīng)位于3#位置；炎熱氣候條件下，人們希望進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射熱量越少越好，此時(shí)鍍膜面應(yīng)位于2#位置。
表3 Low-E玻璃膜面位置對(duì)節(jié)能的影響
如果為了建筑節(jié)能或顏色裝飾的設(shè)計(jì)需要，在炎熱地區(qū)采用吸熱玻璃與Low-E玻璃組成中空時(shí)，從表3中可以看出，膜面在2#或3#位置時(shí)的傳熱系數(shù)都是最小，但3#位置的太陽(yáng)得熱系數(shù)比2#位置小得多，此時(shí)Low-E膜層應(yīng)該位于3#位置。
5）間隔氣體的類(lèi)型
中空玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)比單片玻璃低1半左右，這主要是氣體間隔層的作用。中空玻璃內(nèi)部充填的氣體除空氣以外，還有氬氣、氪氣等惰性氣體。由于氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很低（空氣0.024W/mK；氬氣0.016W/mK），因此極大地提高了中空玻璃的熱阻性能。6+12+6的白玻中空組合，當(dāng)充填空氣時(shí)K值約為2.7 W/m2K，充填90%氬氣時(shí)K值約為2.55 W/m2K，充填100%氬氣時(shí)約為2.53 W/m2K，充填100%氪氣時(shí)K值約為2.47 W/m2K。兩種惰性氣體相比，氬氣在空氣中的含量豐富，提取比較容易，使用成本低，所以應(yīng)用較為廣泛。不論填充何種氣體，相同厚度情況下，中空玻璃的SHGC值和可見(jiàn)光透過(guò)率基本保持不變。
6）氣體間隔層的厚度：
常用的中空玻璃間隔層厚度為6mm、9mm、12mm等。氣體間隔層的厚薄與傳熱阻的大小有著直接的聯(lián)系。在玻璃材質(zhì)、密封構(gòu)造相同的情況下，氣體間隔層越大，傳熱阻越大。但氣體層的厚度達(dá)到一定程度后，傳熱阻的增長(zhǎng)率就很小了。因?yàn)楫?dāng)氣體層厚度增達(dá)到一定程度后，氣體在玻璃之間溫差的作用下就會(huì)產(chǎn)生一定的對(duì)流過(guò)程，從而減低了氣體層增厚的作用。如圖4所示，氣體層從1mm增加到9mm時(shí)，白玻中空充填空氣時(shí)K值下降37%，Low-E中空玻璃充填空氣時(shí)K值下降53%,充填氬氣時(shí)下降59%。從9mm增加到13mm時(shí)，下降速度都開(kāi)始變緩。13mm以后，K值反而有輕微的回升。所以，對(duì)于6mm厚度玻璃中空組合，超過(guò)13mm的氣體間隔層厚度再增大不會(huì)產(chǎn)生明顯的節(jié)能效果。
從圖4中我們也可以看出，氣體間隔層增加時(shí)，Low-E中空玻璃K值的下降速度比普通中空玻璃要快。這種特性使得在組成三玻中空玻璃時(shí)，如果必須采用兩個(gè)氣體層不一樣厚度的特殊組合時(shí)，Low-E部位的間隔層厚度應(yīng)不小于白玻部位的間隔層厚度。例如，6mm玻璃中空組合時(shí)，白玻+6mm+白玻+12mm+Low-E的K值為1.48 W/m2K；白玻+9mm+白玻+9mm+Low-E的K值為1.54W/m2K；白玻+12mm+白玻+6mm+Low-E的K值為1.70W/m2K。
7）間隔條的類(lèi)型：
中空玻璃邊部密封材料的性能對(duì)中空玻璃的K值有一定影響。通常情況下，大多數(shù)間隔使用鋁條法，雖然重量輕，加工簡(jiǎn)單，但其導(dǎo)熱系數(shù)大，導(dǎo)致中空玻璃的邊部熱阻降低。在室外氣溫特別寒冷時(shí)，室內(nèi)的玻璃邊部會(huì)產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象。以Swiggle膠條為代表的暖邊密封系統(tǒng)具有更優(yōu)異的隔熱性能，大大降低了中空玻璃邊部的傳熱系數(shù)，有效地較少了邊部結(jié)霜現(xiàn)象，同時(shí)可以將白玻中空的中央K值降低5%以上，Low-E中空的中央K值降低9%以上。
表4 各種邊部密封材料的導(dǎo)熱系數(shù)
8）中空玻璃的安裝角度：
一般情況下，中空玻璃都是垂直放置使用，但目前中空玻璃的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，如果應(yīng)用于溫室或斜坡屋頂時(shí)，其角度將會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)角度變化時(shí)，內(nèi)部氣體的對(duì)流狀態(tài)也會(huì)隨之而改變，這必將影響氣體對(duì)熱量的傳遞效果，最終導(dǎo)致中空玻璃的傳熱系數(shù)發(fā)生變化。以常用的6+12+6白?？諝馓畛浣M合形式為例，圖5顯示了不同角度的中空玻璃K值變化情況（注：受不同角度范圍采用不同的計(jì)算公式影響，圖中數(shù)據(jù)僅供分析參考），常用的垂直放置（90°）狀態(tài)K值為2.70W/m2K，水平放置（0°）時(shí)K值為3.26 W/m2K，增加了21%。所以，當(dāng)中空玻璃被水平放置使用時(shí)，必須考慮K值變大對(duì)建筑節(jié)能效果的影響。但應(yīng)注意圖5中的K值變化趨勢(shì)是指在室內(nèi)溫度大于室外溫度的環(huán)境條件下，相反條件時(shí)變化并不明顯。
9）室外風(fēng)速的變化：
在按照國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試或計(jì)算一塊中空玻璃的傳熱系數(shù)時(shí)，一般都將室內(nèi)表面的對(duì)流換熱設(shè)置為自然對(duì)流狀態(tài)，室外表面為風(fēng)速在3~5m/s左右的強(qiáng)制對(duì)流狀態(tài)。但實(shí)際安裝到高層建筑上時(shí)，玻璃外表面的風(fēng)速將會(huì)隨著高度的增加而增大，使玻璃外表面的換熱能力加強(qiáng)，中空玻璃的傳熱系數(shù)會(huì)略有增大。對(duì)比圖6中的數(shù)據(jù)，當(dāng)風(fēng)速?gòu)臏y(cè)試標(biāo)準(zhǔn)采用的5m/s加大到15m/s時(shí)，白玻中空的K值增加了0.16 W/m2K，Low-E中空的K值增加了0.1 W/m2K。對(duì)于窗墻比數(shù)值較小的高層建筑結(jié)構(gòu)，上述K值的變化對(duì)節(jié)能效果不會(huì)產(chǎn)生大的影響，但對(duì)于純幕墻的高層建筑來(lái)說(shuō)，為了使頂層房間也能保持良好的熱環(huán)境，就應(yīng)該考慮高空風(fēng)速變大對(duì)節(jié)能效果的影響。
10）采用不同標(biāo)準(zhǔn)的變化：
中空玻璃傳熱系數(shù)和SHGC值的測(cè)試或模擬計(jì)算條件在各個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)中略有不同。美國(guó)采用NFRC100和NFRC200，國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)為ISO15099，歐洲的prEN ISO 10077和prEN 13363標(biāo)準(zhǔn)主要采用了ISO的有關(guān)規(guī)定，我國(guó)的玻璃傳熱系數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為GB8484，在JGJ113-2003中加入了等效于ISO10292的傳熱系數(shù)計(jì)算條件，按照GB/T2680可以測(cè)試或計(jì)算玻璃的光學(xué)熱工性能。這些標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試或模擬計(jì)算的環(huán)境條件設(shè)置上，主要是在室內(nèi)外溫度差、對(duì)流換熱系數(shù)（或風(fēng)速）、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等方面不完全相同。這將對(duì)最終的測(cè)試或模擬計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，但通過(guò)采用不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模擬計(jì)算的對(duì)比表明，不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)SHGC值的影響甚微，對(duì)傳熱系數(shù)K值略有影響。以6+12+6空氣填充的Low-E中空玻璃為例，依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境設(shè)置，使用Window5.2計(jì)算出的K值結(jié)果如表5。
表5 不同標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)置對(duì)K值的影響
略……
第二節(jié) 節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益分析
以國(guó)內(nèi)某玻璃企業(yè)生產(chǎn)的白玻、普通中空玻璃、熱反射玻璃、熱反射中空玻璃、Low-E中空玻璃和新立基真空玻璃技術(shù)有限公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)真空玻璃組合雙中空的技術(shù)參數(shù)為根據(jù)，列于表1。
表1 各種玻璃的傳熱系數(shù)和遮蔽系數(shù)
| 種類(lèi) | 結(jié)構(gòu) | 傳熱系數(shù)K （W/㎡K） |
遮蔽系數(shù) | |
| 冬 | 夏 | |||
| 白玻單片 | 6 | 6.17 | 5.74 | 0.99 |
| 白玻中空 | 6+12A+6 | 2.75 | 3.09 | 0.87 |
| 熱反射單片 | 6 | 5.66 | 5.72 | 0.55 |
| 熱反射中空 | 6+12A+6Low-E | 2.58 | 3.04 | 0.44 |
| Low-E中空 | 6+12A+6 | 1.66 | 1.70 | 0.68 |
| Low-E真空+雙中空 | 6+9A+4+V+4Low-E+9A+6 | 1.0 | 1.0 | 0.56 |
各種玻璃年總耗能計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 各種玻璃年總耗能
| 分類(lèi) | 白玻單片 | 白玻中空 | 熱反射單片 | 熱反射中空 | Low-E中空 | Low-E真空+雙中空 |
| 冬天熱損耗 （kwh） |
2132453.7 | 950445.35 | 1956189.3 | 891690.56 | 573723.38 | 359441.15 |
| 夏天進(jìn)熱 （kwh） |
948202.13 | 792659.09 | 577654.7 | 430907.33 | 605015.04 | 490728.10 |
| 年總耗能 （kwh） |
3080655.8 | 1743104.4 | 2533844.0 | 1322597.8 | 1178738.42 | 850169.25 |
各種玻璃單位面積總耗能計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 各種玻璃單位面積總耗能
| 分類(lèi) | 白玻單片 | 白玻中空 | 熱反射單片 | 熱反射中空 | Low-E中空 | Low-E真空+雙中空 |
| 冬天熱損耗 （kwh/㎡） |
224.469 | 100.047 | 205.915 | 93.862 | 60.392 | 37.836 |
| 夏天進(jìn)熱 （kwh/㎡） |
99.8110 | 83.438 | 60.806 | 45.359 | 63.686 | 51.656 |
| 年單位面積總耗能（kwh/㎡） | 324.280 | 183.485 | 266.720 | 139.221 | 124.078 | 89.492 |
各種玻璃冬天、夏天耗熱占全年的百分比見(jiàn)表4。
表4 各種玻璃冬天、夏天耗能占全年的百分比
| 分類(lèi) | 白玻單片 | 白玻中空 | 熱反射單片 | 熱反射中空 | Low-E中空 | Low-E真空+雙中空 |
| 冬天百分比 （%） |
68.22 | 54.53 | 77.20 | 67.44 | 48.67 | 42.28 |
| 夏天百分比 （%） |
30.78 | 45.47 | 22.80 | 32.56 | 51.33 | 57.72 |
與白玻相比各種玻璃的節(jié)能率見(jiàn)表5。
表5 與白玻相比各種玻璃的節(jié)能率
| 分類(lèi) | 白玻單片 | 白玻中空 | 熱反射單片 | 熱反射中空 | Low-E中空 | Low-E真空+雙中空 |
| 冬天（%） | 0 | 55.43 | 8.27 | 58.18 | 73.10 | 83.70 |
| 夏天（%） | 0 | 16.40 | 39.08 | 54.56 | 36.19 | 48.24 |
| 全年（%） | 0 | 43.42 | 17.75 | 57.07 | 61.74 | 72.40 |
與各類(lèi)玻璃相比Low-E真空+雙中空節(jié)能率見(jiàn)表6。
表6 與各類(lèi)玻璃相比Low-E真空+雙中空節(jié)能率
| 分類(lèi) | 白玻單片 | 白玻中空 | 熱反射單片 | 熱反射中空 | Low-E中空 | Low-E真空+雙中空 |
| 冬天（%） | 83.70 | 62.8 | 81.63 | 59.69 | 37.35 | 0 |
| 夏天（%） | 48.24 | 38.09 | 15.05 | -13.88 | 14.47 | 0 |
| 全年（%） | 72.40 | 51.23 | 66.45 | 35.72 | 27.87 | 0 |
用Low-E真空+雙中空取代其它玻璃的年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)表7。
表7 用Low-E真空+雙中空取代其它玻璃的年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益
| 取代品種 | 年節(jié)約能耗 （kwh） |
中央空調(diào)節(jié)電數(shù) （kwh） |
節(jié)省中央空調(diào)電費(fèi)（元） | 節(jié)省發(fā)電燃煤 （kg） |
| 白玻單片 | 2230486.55 | 4460973.1 | 4237924 | 1561341 |
| 白玻中空 | 892935.15 | 1785870.3 | 1696577 | 625055 |
| 熱反射單片 | 1683674.75 | 3367349.5 | 3198982 | 1178572 |
| 熱反射中空 | 472428.55 | 944857.1 | 897614 | 330700 |
| Low-E中空 | 328569.17 | 657138.34 | 624281 | 229998 |
1）從全年節(jié)能來(lái)分析，Low-E真空組合雙中空比其它玻璃都節(jié)能，最低的達(dá)27.87%，最高可達(dá)72.40%。
2）冬季Low-E真空組合雙中空充分發(fā)揮了節(jié)能優(yōu)勢(shì)。但夏天節(jié)能卻不如熱反射中空玻璃，其原因是真空玻璃的遮蔽系數(shù)較高，但降低其遮蔽系數(shù)又會(huì)影響室內(nèi)采光和冬季太陽(yáng)輻射進(jìn)熱。遮蔽系數(shù)應(yīng)取合適值。從全年節(jié)能來(lái)看Low-E真空組合雙中空比熱反射中空節(jié)能35.72%。
3）與其它各種玻璃比較，采用Low-E真空組合雙中空，可節(jié)能、省電、節(jié)省電費(fèi)開(kāi)支，最低62萬(wàn)元/年，最高423萬(wàn)元/年，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。同時(shí)由于節(jié)能，可節(jié)省發(fā)電燃煤，減少環(huán)境污染，保護(hù)地球，造福人類(lèi)。略……
第三節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
中空玻璃大多用于門(mén)窗行業(yè)，因?yàn)榇蠹倚枰Y(jié)構(gòu)合理，設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)的中空玻璃，才能發(fā)揮其隔熱、隔音、防盜、防火的功效。采用抽真空雙層鋼化玻璃更可以到達(dá)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)！市場(chǎng)上還有添加惰性氣體和彩色顏料氣體的中空玻璃，以及增加美景條等起到加固和裝飾作用。
能量的傳遞有三種方式：即輻射傳遞、對(duì)流傳遞和傳導(dǎo)傳遞。
常見(jiàn)分類(lèi)：
一．浮法中空玻璃
二．鋼化中空玻璃
三．鍍膜中空玻璃
四．LOW-E中空玻璃
常見(jiàn)的中空玻璃：5+9A+5雙層中空。這里的5是指玻璃的厚度是5厘，9指的是中空部分有9mm，字母A是air的縮寫(xiě)。市場(chǎng)上還有的型號(hào)5+15A+5，5+22A+5，5+27A+5，5+32A+5等等，知道了上面的含義就不難理解了。
輻射傳遞
輻射傳遞是能量通過(guò)射線以輻射的形式進(jìn)行的傳遞，這種射線包括可見(jiàn)光、紅外線和紫外線等的輻射，就象太陽(yáng)光線的傳遞一樣。合理配置的中空玻璃和合理的中空玻璃間隔層厚度，可以最大限度的降低能量通過(guò)輻射形式的傳遞，從而降低能量的損失。
對(duì)流傳遞
對(duì)流傳遞是由于在玻璃的兩側(cè)具有溫度差，造成空氣在冷的一面下降而在熱的一面上升，產(chǎn)生空氣的對(duì)流，而造成能量的流失。造成這種現(xiàn)象的原因有幾個(gè)：一是玻璃與周邊的框架系統(tǒng)的密封不良，造成窗框內(nèi)外的氣體能夠直接進(jìn)行交換產(chǎn)生對(duì)流，導(dǎo)致能量的損失；二是中空玻璃的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，導(dǎo)致中空玻璃內(nèi)部的氣體因溫度差的作用產(chǎn)生對(duì)流，帶動(dòng)能量進(jìn)行交換，從而產(chǎn)生能量的流失；三是構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的窗的內(nèi)外溫度差較大，致使中空玻璃內(nèi)外的溫度差也較大，空氣借助冷輻射和熱傳導(dǎo)的作用，首先在中空玻璃的兩側(cè)產(chǎn)生對(duì)流，然后通過(guò)中空玻璃整體傳遞過(guò)去，形成能量的流失。合理的中空玻璃設(shè)計(jì)，可以降低氣體的對(duì)流，從而降低能量的對(duì)流損失。
傳導(dǎo)傳遞
傳導(dǎo)傳遞是通過(guò)物體分子的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)能量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而達(dá)到傳遞的目的，就象用鐵鍋?zhàn)黠埡陀秒娎予F焊東西一樣，而中空玻璃對(duì)能量的傳導(dǎo)傳遞是通過(guò)玻璃和其內(nèi)部的空氣來(lái)完成的。我們知道，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)是0.77W/ mk。而空氣的導(dǎo)熱系數(shù)是0.028 W/ mk，由此可見(jiàn)，玻璃的熱傳導(dǎo)率是空氣的27倍，而空氣中的水分子等活性分子的存在，是影響中空玻璃能量的傳導(dǎo)傳遞和對(duì)流傳遞性能的主要因素，因而提高中空玻璃的密封性能，是提高中空玻璃隔熱性能的重要因素。
鋁熱法
中空玻璃鋁隔條的作用：鋁被稱為活潑金屬元素，但在空氣中其表面會(huì)形成一層致密的氧化膜，使之不能與氧、水繼續(xù)作用。在高溫下能與氧反應(yīng)，放出大量熱，用此種高反應(yīng)熱，鋁可以從其它氧化物中置換金屬（鋁熱法）.
《中空玻璃規(guī)程》,該規(guī)程旨在規(guī)范中空玻璃加工過(guò)程技術(shù)要求,提高整體質(zhì)量水平。
《中空玻璃生產(chǎn)規(guī)程》
1 總則
1.0.1
為了適應(yīng)我國(guó)中空玻璃制造業(yè)的發(fā)展，規(guī)范中空玻璃加工過(guò)程技術(shù)要求，提高中空玻璃加工的整體質(zhì)量水平，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用，制定本規(guī)程。
1.0.2 本規(guī)程適用中空玻璃的制造、驗(yàn)收及維護(hù)。
1.0.3 中空玻璃應(yīng)在設(shè)計(jì)要求的環(huán)境中使用和維護(hù)。
1.0.4 中空玻璃制造應(yīng)實(shí)行全過(guò)程質(zhì)量控制。
1.0.5 中空玻璃的材料除應(yīng)符合本規(guī)程的規(guī)定外，還應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù)語(yǔ)和定義
2.0.1 相容性 compatibility
密封材料與其他材料相互接觸時(shí)，相互不產(chǎn)生有害物理、化學(xué)反應(yīng)的性能。
2.0.2 露點(diǎn)溫度 dew point temperature
在一定的壓力和水蒸氣含量條件下，當(dāng)空氣出現(xiàn)飽和水蒸氣狀態(tài)時(shí)的溫度。
2.0.3 耐候性 wertherability
耐候性即密封膠在工作環(huán)境下的耐水性、抗紫外線能力、耐高溫性和耐低溫性。
2.0.4 金屬間隔條 metal spacer
由金屬材料制成一定結(jié)構(gòu)制品。
2.0.5 復(fù)合膠條 compound sealing spacer
由干燥劑、支撐材料和密封材料復(fù)合而成的間隔條。
3 一般規(guī)定
3.0.1 從事中空玻璃制造的作業(yè)人員，應(yīng)作相應(yīng)專業(yè)的培訓(xùn)。
3.0.2 中空玻璃生產(chǎn)應(yīng)具備完善的工藝操作規(guī)程或作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。
3.0.3 中空玻璃制造應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的環(huán)境濕度、氣壓差和工程特點(diǎn)，采取與之相適應(yīng)的制造工藝。
3.0.4
中空玻璃所采用的材料應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)要求時(shí)應(yīng)遵照相應(yīng)設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)禁使用國(guó)家明令禁用或淘汰的材料。
3.0.5
構(gòu)造中空玻璃材料的品種、規(guī)格、型號(hào)等應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定，應(yīng)具有中文的質(zhì)量合格證明文件、性能檢測(cè)報(bào)告。進(jìn)口材料應(yīng)具有商品檢驗(yàn)證明。
3.0.6
主要材料進(jìn)貨時(shí)，進(jìn)行復(fù)檢的材料種類(lèi)和項(xiàng)目應(yīng)符合本規(guī)程的規(guī)定。同一企業(yè)生產(chǎn)的同一品種、同一類(lèi)型的材料，至少應(yīng)抽取一組樣品進(jìn)行復(fù)檢，并提供檢驗(yàn)報(bào)告。
3.0.7 當(dāng)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或合同約定應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)時(shí)，或?qū)Σ牧系馁|(zhì)量發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)。
3.0.8 制造中空玻璃所采用的材料，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和生產(chǎn)過(guò)程中必須采取有效措施防止損壞、變質(zhì)和污染。
3.0.9中空玻璃的生產(chǎn)制造應(yīng)在原料質(zhì)量驗(yàn)收合格并有各工序的檢驗(yàn)記錄，中空玻璃制品上應(yīng)標(biāo)識(shí)生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)日期。
3.0.10中空玻璃成品，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中空玻璃》GB/T11944的規(guī)定，由質(zhì)量部門(mén)進(jìn)行抽檢。質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：
間隔條、分子篩、充填的氣體和玻璃原料（含鍍膜、夾層、鋼化等工藝）的質(zhì)量驗(yàn)收，應(yīng)按每一工序段作為檢驗(yàn)批。
中空玻璃成品應(yīng)按批組進(jìn)行檢驗(yàn)，隨機(jī)抽檢數(shù)量按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中空玻璃》GB/T11944的規(guī)范進(jìn)行。
3.0.11 型式檢驗(yàn)和出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)形成檢驗(yàn)文件。
第四節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點(diǎn)或流程
中空玻璃的技術(shù)要求
GB11944-89的規(guī)定摘錄如下：
① 材料
a.玻璃可采用平板玻璃、夾層玻璃、壓花玻璃、吸熱玻璃、鍍膜熱反射玻璃、鋼化玻璃等。浮法玻璃應(yīng)符合GB11614規(guī)定的一級(jí)品、優(yōu)等品，夾層玻璃應(yīng)符合GB9962的規(guī)定，鋼化玻璃應(yīng)符合GB9963的規(guī)定.
b.密封膠應(yīng)滿足以下要求
使用的第一道、第二道密封膠組份間色差應(yīng)分明；有效期在半年以上；
隱框幕墻用第二道密封膠必須是硅酮密封膠；必須滿足中空玻璃性能要求。
c.間隔框：使用鋁間隔框時(shí)須去污進(jìn)行陽(yáng)極化處理。
d.干燥劑的質(zhì)量、規(guī)格、性能必須滿足中空玻璃制造及性能要求。
②中空玻璃的長(zhǎng)度及寬度允許偏差見(jiàn)表。
長(zhǎng)度或?qū)挾仍试S偏差（mm）
<1000±2
1000-2000±2.5
>2000-2500±3
③中空玻璃的厚度允許偏差見(jiàn)表。
玻璃厚度公稱厚度（mm）允許偏差（mm）
≤6<18±1
18-25±1.5
>6>25±2
注：中空玻璃的公稱厚度為兩片玻璃厚度與間隔框厚度之和。
④中空玻璃兩對(duì)角線允許偏差見(jiàn)表。
對(duì)角線長(zhǎng)度 （mm）允許偏差（mm）
<10004
≥1000-25006
⑤中空玻璃密封膠寬度：?jiǎn)蔚烂芊饽z層寬度應(yīng)計(jì)算確定，其最小寬度為10±2mm，雙道密封外層密封膠寬度應(yīng)計(jì)算確定，其最小寬度為5-7mm。
⑥外觀：中空玻璃的內(nèi)表面不得有妨礙透視的污跡及膠粘劑飛濺現(xiàn)象。
⑦性能要求：中空玻璃的密封、露點(diǎn)、紫外線照射、氣候循環(huán)和高溫、高濕性能按GB7020進(jìn)行檢驗(yàn)，必須滿足下表的要求。
·密封在試驗(yàn)壓力低于環(huán)境氣壓10± 0.5KPa, 厚度增長(zhǎng)必須 ≥ 0.8mm，在該氣壓下保持2.5后，厚度增長(zhǎng)偏差<15%為滲漏全部試樣不允許有滲漏現(xiàn)象
·露點(diǎn)將露點(diǎn)儀溫度降到 ≤－40 度，使露點(diǎn)儀與試樣表面接觸3min全部試樣內(nèi)表面無(wú)結(jié)露或結(jié)霜
·紫外線照射紫外線照射168h試樣內(nèi)表面不得有結(jié)霧和污染的痕跡
·氣候循環(huán)及高溫高濕氣候試驗(yàn)經(jīng)320次循環(huán)，高溫、試驗(yàn)經(jīng)224次 循環(huán)，試驗(yàn)后進(jìn)行露點(diǎn)測(cè)試?？傆?jì)12塊試樣，至少11塊無(wú)結(jié)露或結(jié)霜
隱框幕墻選用中空玻璃時(shí)，必須做到中空玻璃第二道密封膠一定要采用硅酮密封膠，并與結(jié)構(gòu)性玻璃裝配用密封膠相容，即兩者必須采用相互相容的密封膠。當(dāng)結(jié)構(gòu)性裝配使用某一硅酮密封膠，最好訂購(gòu)的中空玻璃密封膠層也用同一廠硅酮密封膠。略……
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