影響中空玻璃性能的因素及產品適用性探討

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　　引言

　　隨著我國國民經濟的發展和人民生活水平的提高，中空玻璃已普遍應用于高層住宅、大型商場、寫字樓等建筑物。Low-E玻璃對太陽光中的近紅外線和周圍環境中的遠紅外線具有低的輻射率，大大降低了輻射傳熱方式的傳熱量，使得用Low-E玻璃制作的中空玻璃隔熱效果更優、產品的適用范圍更廣。目前國內市場中空玻璃種類非常多，為幫助用戶和建筑商選用合適的中空玻璃，有必要對影響中空玻璃性能的因素和中空玻璃的區域適用性作一探討。

　　1 影響中空玻璃節能性能的因素

　　1.1　所用玻璃的影響

　　無論是單腔中空玻璃還是雙腔中空玻璃，可以采用白玻組成中空玻璃，也可采用熱反射鍍膜玻璃組成中空玻璃，還可采用Low-E鍍膜玻璃組成中空玻璃，中空玻璃的性能與所采用的玻璃直接相關。

　　1.2　間隔層氣體類型的影響

　　一般情況下，中空玻璃的導熱系數比單片玻璃低一半左右，其原因在于中空玻璃內干燥的空氣間隔層的隔熱作用。如果把間隔層氣體換成氬氣、氪氣等惰性氣體（詞條“惰性氣體”由行業大百科提供），由于惰性氣體的分子量大、導熱系數很低(空氣0.024W/mK;氬氣0.016W/mK)，會提高氣體間隔層的熱阻，從而提高中空玻璃的隔熱性能。考慮到氬氣在空氣中含量豐富，提取比較容易，使用成本低，所以為大多數工廠使用。需要說明的是，充入惰性氣體，在中空玻璃厚度不變的情況下，提高隔熱系數的同時，遮陽系數和可見光透過率不變。

　　1.3　氣體間隔層厚度的影響

　　目前，國內市場所用的中空玻璃氣體間隔層厚度為6 mm、9 mm、12 mm等，主要是由所采用的鋁間隔條（詞條“隔條”由行業大百科提供）所決定的。氣體間隔層的厚薄與間隔層的熱阻有直接關系。在所用玻璃、密封膠、氣體種類相同的情況下，氣體間隔層越厚，間隔層熱阻越大。其原因是氣體間隔層越厚，氣體分子傳導傳熱的距離越大，使傳熱變得困難，相當于增大了氣體間隔層熱阻。但氣體間隔層的厚度達到一定程度后，增加氣體間隔層的厚度，熱阻不再增加或有減小的趨勢。這是因為當氣體間隔層厚度增大到一定程度后，氣體在玻璃之間溫差的作用下就會產生一定的對流（詞條“對流”由行業大百科提供）過程，從而減低了氣體層增厚的作用。

　　1.4　間隔條類型的影響

　　通常在工廠應用中，大多數中空玻璃的間隔框都用鋁材料。間隔框材料的性能對中空玻璃的隔熱系數有一定影響。鋁條重量輕、易于加工，但其導熱系數大，會導致中空玻璃的邊部熱阻降低。尤其在冬天室外氣溫特別寒冷的情況下，玻璃的邊部會有結露現象，會降低中空玻璃的隔熱性能。現在市場上已有用間隔膠條等暖邊技術來取代鋁間隔條制作中空玻璃，可大大降低中空玻璃邊部的傳熱系數（詞條“傳熱系數”由行業大百科提供），有效地減少了邊部結霜現象，保證了中空玻璃在寒冷地區的使用性能。

　　1.5　中空玻璃安裝角度的影響

　　常規來說，中空玻璃都是垂直安裝使用的。但中空玻璃的應用范圍越來越廣泛，如果中空玻璃應用于溫室或采光屋頂，其安裝角度將會發生改變。當中空玻璃由垂直變為傾斜安裝時，增大的受光面積使之成為陽光集熱器，其隔熱性能也會因間隔腔內氣體對流的增加而下降30%以上。主要原因是當傾斜安裝使用的時侯，中空玻璃內部間隔層氣體的對流狀態會變得劇烈，這必將降低氣體對熱量的熱阻能力，最終導致中空玻璃的隔熱能力變差。

　　2　中空玻璃在不同氣候區域的適用性

　　選擇中空玻璃要考慮很多方面的因素，如外觀顏色、光學性能、節能指標、所耗費用等。不同中空玻璃組合會有不同的指標，用戶和建筑商要綜合考慮各方面因素，來選擇適于自己的產品。表1為3種典型的中空玻璃性能特點，以此為例來說明中空玻璃的區域實用性。

　　2.1　北方地區

　　在寒冷的北方地區，夏天短暫，冬季時間較長。①若用雙白中空玻璃，會使整個年度的取暖費用和制冷費用都較高，居室所需的最大暖氣量會較大，且在極冷的環境條件下，房間的熱舒適性差，窗子的抗結露性能差;②選用熱反射中空玻璃，在夏季的短時間內，會有助于節約室內空調費用，冬天則無助窗子的節能效果;③而Low-E中空玻璃具有低的傳熱系數，能阻擋暖氣等產生的遠紅外線逸出室外，最為實用。采用具有低遮陽系數的Low-E中空玻璃，夏天時可有助于降低空調費用。采用具有高的遮陽系數的Low-E中空玻璃，能使房屋在冬天有效利用太陽能，更能節約冬天的取暖費用，同時居室所需的最大暖氣量都會較低。

　　2.2　中部地區

　　在氣候適中的中部地區，夏天既需要空調制冷，冬天又需要暖氣取暖。①雙白中空玻璃價格低，透光性好，光線自然舒服。但夏天會消耗較多的制冷費用，冬天需要較大的取暖供氣量;②采用熱反射中空玻璃，夏天的制冷功率會得到降低，冬天無助于保持室內的溫暖;③采用遮陽型Low-E中空玻璃，既可以起到夏天遮擋陽光，節約制冷費用，又可起到冬天保溫，減少取暖費用的目的。

　　2.3　南方地區

　　南方，氣候炎熱，日照充足，冬天無需采暖（詞條“采暖”由行業大百科提供）。①雙白中空玻璃的可見光透過率和太陽能透過率都很高，起不到節能效果;②采用熱反射中空玻璃，會減低房屋炎炎夏天的太陽能攝入量，使房間內光線柔和舒適，節約空調費用。③采用具有高遮陽系數的Low-E中空玻璃，夏天仍會有過多的太陽能進入室內，無助于降低室內溫度。采用具有低遮陽系數的Low-E中空玻璃，可有效降低太陽能進入室內的量，其節約的空調制冷費用要比高遮陽系數的Low-E中空玻璃節約費用好得多，還可降低制冷所需的最大功率。缺點是玻璃購置費用較高。

　　3　結語

　　中空玻璃的廣泛應用大大促進了建筑節能的發展步伐，同時建筑節能標準要求的逐步提高也必將促使中空玻璃不斷實現更加優良的節能特性。正確地認識和使用中空玻璃，充分發揮中空玻璃的各項作用，是科研機構和中空玻璃制造商的責任和義務。我國建筑行業中空玻璃的應用正處于迅猛發展的勢頭，隨著可持續發展觀念和建筑節能意識的逐步深入，高性能的中空玻璃產品必將得到不斷的發展和擁有更加廣闊的市場前景。