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关于中空玻璃的节能

2011年3月31日

据统计，在整个建筑围护结构能量损失的分布中，通过门窗的能量损失约占50％，其中通过玻璃的损失又在整个门窗中占到了75％。而在能源日益紧张的今天，兼有节能和环保功能的中空玻璃受到越来越多的关注。

中空玻璃的节能性能包括保温性能和隔热性能，保温性能反映的是中空玻璃降低传导传热及对流传热的特性，以U值表示，指在稳定传热条件下，玻璃两侧空气温度差为1°C时，单位时间内通过1 m2中空玻璃的传热量，以

W/m2K 表示。

隔热性能反映的是中空玻璃对太阳热能辐射的遮蔽特性，控制的是辐射传热，一般以Sc值表示。Sc称为遮阳系数，其含义是透过玻璃的太阳辐射总透射比与3mm厚无色透明浮法玻璃的太阳辐射总透射比的比值。

U值主要衡量的是由于温度差而产生的传热过程，Sc值主要衡量的是由太阳辐射产生的热量传递，因此我们可以将两者结合起来综合考察中空玻璃的保温隔热性能，定量计算节能效果的公式为：RHG=Q T+Qe

分析过程将采用Window5.2软件对各种类型玻璃的U值和SHGC值等相关参数进行模拟计算，采用NFRC 100-2001 Summer标准的环境条件设置数据。 从中空玻璃结构角度考虑，影响中空玻璃节

能性能的主要因素有：玻璃、间隔条和气体。下

面以SYP生产的实际产品（没有特殊说明的情况下，以下使用的白玻（也称无色透明浮法玻璃）、吸

热玻璃（也称本体着色玻璃）、镀膜玻璃、中空

玻璃均使用SYP产品）为例分析各种因素对中空玻璃节能指标的影响。

2.1玻璃的厚度

中空玻璃的传热系数与玻璃的热阻（玻璃的热阻为1m·K/W）和玻璃厚度的乘积有着直接的联系。当玻璃厚度增加时，必然会增大其对热传递的阻挡能力，从而降低整个中空玻璃系统的传热系数。当对4C(白片)+12+4C(白片)中空玻璃，采用NFRC 100-2001 Summer标准进行计算时，玻璃中部U=2.873W/m2K；当使用SYP的15mm白玻时，U=2.697 W/m2K，降低了6.1%。

另一方面，当玻璃厚度增加时，太阳光穿透玻璃进入室内的能量将会随之而减少，从而导致中空玻璃太阳得热系数的降低。单片玻璃厚度由4mm增加到15mm时，SHGC值降低了19%。

2.2玻璃的类型

中空玻璃通常由白玻、吸热玻璃、镀膜玻璃相互配对组合而成，它们的热工性能直接决定中空产品的节能特性。吸热玻璃的节能是通过太阳光透过玻璃时将光能转化为热能而被玻璃吸收，热能以对流和辐射的形式散发出去从而减少太阳能进入室内。

镀膜玻璃包括阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃两类。阳光控制镀膜玻璃是在玻璃表面镀上金属、非金属及其氧化物薄膜使其具有一定的反射效果，能将太阳能反射回大气中而达到阻挡太阳能进入室内使太阳能不在室内转化为热能的目的。低辐射玻璃节能效果的重要指标是辐射率。辐射率越低，反射太阳辐射中远红外辐射的能力越强，玻璃的节能效果越好。

随着吸热玻璃的颜色加深，中空产品的SHGC值在不断减小。这是因为玻璃颜色越深，其对红外波段能量吸收越强，即对太阳光能量的吸收率越大，所以太能光能量的透过率在减小，即SHGC在减小。由于吸热玻璃与普通白玻的辐射率相同，因此在相同厚度的情况下，构成中空产品的U值是相同的。

阳光控制镀膜玻璃的主要作用就是降低玻璃的太阳得热系数SHGC值，而不同类型的膜层会使玻璃的SHGC值和可见光透过率发生很大的变化，但对远红外热辐射没有明显的反射作用，所以阳光控制镀膜玻璃单片或中空使用时，U值与白玻相近。

Low-E玻璃可以将温度高的一侧传递过来的80%以上的远红外热辐射反射回去，从而避免了由于自身温度提高产生的二次热传递，所以 Low-E玻璃具有很低的传热系数。

2.3间隔条的类型

一般铝合金的热导率为160W/m·K，所以铝质间隔条的Σ（d·λ）一般为0.1120W/K。厚度不超过0.20mm的热导率为20 W/m·K不锈钢（SSFF09间隔条，其Σ（d·λ）=0.0068 W/K，另外，由热导率为0.22 W/m·K的聚合物与热导率为20 W/m·K 不锈钢（SS）复合而成的间隔条的Σ（d·λ）= 0.0020 W/K，根据EN 10077《窗、门和百叶窗的热工性能》中整窗U值的计算公式： Uw=Σ（Agi·Ugi + Afi·Ufi+Lgi·ψgi）/Aw

Uw—整窗的传热系数 Uf —型材的热传导系数 Ug—玻璃的热传导系数

Aw—整窗面积 Af—型材面积 Ag—玻璃面积

Lg—玻璃的周长ψg—玻璃边缘线性传热系数

在玻璃和型材相同的条件下，Uw值将由玻璃边缘线性传热系数ψg决定。由于密封系统与玻璃紧密接触，因此中空玻璃边部的传热为传导传热，而采用暖边技术降低间隔条的导热率将直接减低ψg值。

铝间隔条：6A，9A，12A，16A，20A（黑色）不锈钢间隔条（黑色）

德国泰诺风集团——TGI暖边间隔条聚丙烯材料和不锈钢薄膜

美国艾杰公司——Super Spacer 超级间隔条干燥剂粉末和微孔材料

0.22聚丙烯≤0.16

微孔材料

17不锈钢160铝热导率（W/mK ）

材料名称

2.6采用不用标准的影响

中空玻璃传热系数和SHGC值的测试或模拟计算条件在各个国家的标准中略有不同。美国采用NFRC100和NFRC200，国际ISO标准为 ISO15099，欧洲的prEN ISO 10077和prEN 13363标准主要采用了ISO的有关规定，我国的玻璃传热系数测试标准为GB8484，在JGJ113-2003中加入了等效于

ISO10292的传热系数计算条件，按照GB/T2680可以测试或计算玻璃的光学热工性能。这些标准在测试或模拟计算的环境条件设置上，主要是在室内外温度差、对流换热系数（或风速）、太阳辐射强度等方面不完全相同。