建筑玻璃的特性及应用选择(完全版2)

•不同标准的测试条件
测试 条件
欧洲 EN673 (ISO10292)
美国 ASHRAE 冬季 -18 21 3.3 夏季 32 24 6.7
中国 GB10294
中国建设部节能门窗 标识认证试验评估 冬季 夏季 30 25 1.5 自然对流 500
室外温度 (℃ ) 室内温度 (℃ ) 室外风速 (m/s)
2.5 17.5 4.5
-20 18 3 自然对流 0
-20 20 1.5 自然对流 300
室内气流 自然对流 太阳辐射 (w/㎡) 0
自然对流 0 783
2. 浮法玻璃
2.1 普通浮法玻璃
分类：钠钙硅酸盐玻璃 名称：浮法玻璃、平板玻璃、退火玻璃 特点：铁含量高，透光率86~89%，厚玻璃偏绿色； 含有镍金属，钢化后会自爆； 太阳能透过率高Sc～0.98， 传热系数U～6 w/m2，节能性极差。
中国南玻集团股份有限公司
建筑玻璃的特性及应用
责任编辑：许武毅 高级工程师 中国建筑玻璃与工业玻璃协会 中国标准化技术委员会 中国建筑业协会建筑节能专业委员会 2008版 专家 专家 专家
中国建筑金属结构协会铝幕墙门窗委员会 专家
讲演提纲
一、玻璃的节能性 二、玻璃的安全性 三、玻璃的隔声性 四、玻璃的外观效果 五、太阳电池玻璃
5. 节能玻璃应用
5.1 Low-E膜面位置对节能性的影响
1# 2# 3# 4# 室 外 室 内
保温性差别：两种方式的 U冬 相等； 隔热性差别：2#面的Sc低于3#面10%以上。
★ Low-E膜位于2#、3#面参数的差别
玻璃种类 透明Low-E
膜面位置 遮阳系数Sc U冬 2#面 3#面 2#面 0.61 0. 69 0.31 0.53
★ 在线、离线Low-E的光谱曲线比较
几种玻璃的太阳能透过和反射光谱
80.00
离线透射
在线透射
离线反射
在线反射
70.00
60.00
50.00
T(%)、Rf(%)
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
300
-10.00
800
1300
1800
2300
离线Low-E可反射更多的红外线热能，节能性远优于在线产品。
★ 类型划分：
阳光控制膜（热反射膜） 低辐射膜（Low-E膜）
4.1 阳光控制镀膜玻璃 Q = 630 × Sc + U × (T外-T内)
6mm透明玻璃：Sc=0.98 U冬=6.2 W/m2·℃ 膜层：1～3层金属及化合物膜； 功能：降低Sc，限制阳光入射，提高隔热性； 优点：颜色丰富，色饱和度高； 缺点：辐射率高0.5～0.8，U～5与白玻接近。
w/m2k
4.0 15%
★
试验结果对比
试验方法：采用300W红外线灯，间隔玻璃30cm 照射30分钟后，测量玻璃表面温度。 试验结果：
Low-E中空 Low-E夹层 绿玻夹层
0 20
37 64 65 40 60 80 100
玻璃表面温度
5.3 整窗的节能参数
整窗的节能性能既与玻璃也与窗框有关 计算方法： U玻×S玻＋U框× S框 sssssU窗 ＝ ———————— ssssssssssssssS玻＋S框
1.5
U值与K值的区别
K、U都是传热系数 区别：来自不同的标准体系，其数值有差别。 欧洲EN673、中国GB10294、美国ASHRAE标准 关系：不存在换算关系，但有以下一般关系： 欧洲k值 < 中国K值 < U值 示例：以6CEB21+12A+6C中空玻璃为例 欧洲 k值 =1.61 中国K值 =1.68 美国 U冬 =1.77 U夏 =1.95
一. 玻璃的节能性 1. 通过玻璃传递的热量及参数 热能的两种形态:
太阳辐射: 仅来自室外,冬夏都存在； 远红外辐射: 冬天来自室内（暖气） 夏天来自室外（物体热辐射）
1.1 两种形态热能的波长分布
1.2 热量传递过程示意
再辐射、传导透过 吸 收 太阳直接辐射透过
反射
再辐射、传导透过 吸 收
4.2
Low-E玻璃
Q = 630 × Sc + U × (T外-T内)
膜层：5层以上，银、钛、镍铬合金及化合物； 功能：降低Sc 控制阳光入射， 降低U 提高保温性能，全面节能； 优点：透光率高30％～80％，Sc范围广0.22～0.65； 既遮阳又不影响采光； 缺点：离线产品不能单片使用。
4.3 双银Low-E玻璃 （Double Low-E）
3.2 影响中空玻璃使用寿命的因素
干燥剂（分子筛）的灌装率：大于95%； 干燥剂（分子筛）的吸附率：损失小于10% 密封胶的密封性：密实可靠，无虚泡； 注意：绝对禁止使用高硅油含量的密封胶， 否则使用中硅油会渗出形成流痕。
4. 镀膜玻璃
★ 制造工艺：
离线镀膜－真空磁控溅射 在线镀膜－化学气相热喷涂
4.6 选择系数应用举例
节能标准要求 Sc≤0.4 玻璃合理的透光率=Sc×r 采用单银：0.4×1.2 采用双银：0.4×1.5 若设计要求透光率≥55% 玻璃合理的遮阳系数Sc=55%/r 采用单银：0.55/1.2 采用双银：0.55/1.5 采用三银：0.55/2 即Sc～0.46 不满足 即Sc～0.37 满足 即Sc～0.28 满足 即透光率≤48% 即透光率≤60%
普通铝框
U=
断桥铝框
U= 10%
5.4 5.4 3.3 3.1 2.9 3.3 3.0 2.9 2.7 2.2 2.1 2.7 2.2 2.0 2.7 2.2 2.1 2.7 2.2 2.0
木
U= 10%
5.2 5.2 3.2 3.0 2.8 3.2 2.9 2.8 2.5 2.1 2.0 2.5 2.1 1.9 2.5 2.1 2.0 2.5 2.1 1.9
框
w/m2k
塑钢框
U= 10%
5.1 5.1 3.1 2.9 2.7 3.1 2.8 2.7 2.4 2.0 1.9 2.4 2.0 1.8 2.4 2.0 1.9 2.4 2.0 1.8
6.7 15%
5.7 5.7 3.7 3.6 3.4 3.7 3.5 3.4 3.1 2.7 2.6 3.1 2.7 2.5 3.1 2.7 2.6 3.1 2.7 2.5
6.2 6.0 2.8 2.7 1.8 1.7 1.6
单银Low-E中空 6+12A+6 双银Low-E中空 6+12A+6 三银Low-E中空 6+12A+6
4.8 Low-E玻璃的分类及其名称
★ 根据使用功能分为2种类型：
传统型：太阳能透过率高，适用于严寒地区； 遮阳型：(也称Solar Low-E、Sun Low-E等)
普通透明玻璃的光谱
100 90 80
透射率（%）
70 60 50 40 30 20 10 0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.9 3.3 4.0 5.0 6.7 10.0 20.0
波长（nm）
2.2 超白浮法玻璃
分类：钠钙硅酸盐玻璃 名称：超白玻璃、低铁玻璃 特点：铁含量低，透光率>91％，玻璃无色； 镍含量低，钢化后自爆率极低； 太阳能透过率高Sc～1.04， 传热系数U～6 w/m2，节能性更差。
0.8 0.7 0.6
太阳热辐射区
透过率 (%)
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.00 -0.1 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
镀膜 单银 双银 三银
3.00
波长 (微米)
4.5 各种镀膜玻璃的判别
选择系数r = 透光率T/遮阳系数Sc 镀膜：r <1 单银：r >1~1.2 双银：r =1.3~1.7 三银：r =1.7~2.1 光线冷暖指数 Dx＝Sc/T （选择系数的倒数） 含义：Dx越小，透过的阳光越凉爽
问题：透光率高采光好，但透过的太阳热辐射多； 若降低太阳热辐射透过，则透光率低采光差； 膜层：9层以上，间隔2层银、其它金属及化合物； 功能：2层银膜仅在太阳光谱波段干涉反射， 降低Sc但不影响透光率； 特点：解决了透光与遮阳的矛盾； 新推出的三银Low-E更好。
4.4 各种镀膜玻璃的光谱特性
可见光区
★ 在线、离线Low-E的节能参数对比
遮阳系数 Sc 0.62 0.72
玻
璃
冬季 U 值 1.79 1.96
夏季 U 值 1.90 2.14
6 离线 Low-E+12A+6 白玻 6 在线 Low-E+12A+6 白玻
以上取透明Low-E玻璃进行比较. 对比结果表明,两者的U值相差约10%。 离线Low-E的隔热性能、遮阳性能远比在线Low-E好.
注意：民宅与公建的区别： 公建白天使用多，重在防太阳热辐射； 民宅夜晚使用多，重在保温；
★ 根据制造工艺分为: 在线Low-E 与 离线Low-E
在线Low-E 优点：可单片使用，可作夹层使用； 缺点：节能性差、颜色均匀性差、 钢化后变形大，颜色品种少； 离线Low-E 优点：节能性好、先钢化后镀膜平整度好、 颜色均匀性好；颜色品种丰富； 缺点：加工工艺要求高、不宜作夹层使用。
1.4
Sc 与 g 的区别
遮阳系数 Sc---Shading coefficient 太阳得热因子 g—Solar heat gain 透过玻璃的太阳能=Sc×透过3mm玻璃的太阳能 = g ×裸太阳辐射能 其中: 透过3mm玻璃的太阳辐射能 = 630 w/m2 因此：g = 0.87 × Sc 这两参数是相关的、非独立参数.
4.7 常用玻璃的节能参数对比
名称 单白玻 单片镀膜 白玻中空 镀膜中空 结构 6mm 6mm 6+12A+6 6+12A+6 透光率 （%) 89 50 81 60 62 62 63 U值 Sc 0.99 0.70 0.87 0.72 0.51 0.40 0.32
(W/m2k)
选择系数r 0.9 0.72 0.94 0.84 1.22 1.55 1.97
★ 功能：降低U值，限制热传导，提高保温性； ★ 影响U值的因素：气体层厚度、气体成分
玻璃内表面辐射率 当气体层厚度和成分、玻璃厚度确定后，U值仅与 玻璃内表面辐射率有关。
3.1 U值计算公式
1 1 1
n
1
m
—— ＝ —— + —— +
∑ ——— +
∑ dm rm
(式1-2)
U
ho
hi
hg+hr
(式1-3)
其中： hr ＝ 4σ T3/(1/E1+1/E2–1)
式中：ho、hi ---分别是玻璃室外侧、室内侧表面的换热系数；
hg ---- 第n间隔层气体的传热系数（包括对流和传导）； hr ----第n间隔层两侧玻璃表面的辐射传热系数； dm、rm ---分别是第m层玻璃的厚度和热阻； E1、 E2 ----- 第n间隔层两侧玻璃表面的辐射率；
透过率（％ ）
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 280 530
6mm普通白玻与超白玻对比
780
1030 6c
1280
1530
1780
2030
2280 波长
6 超白
超白玻璃应用－中国国家大剧院
超白玻璃应用－法国巴黎罗浮宫的入口
3. 中空玻璃 Q = 630 × Sc + U × (T外-T内)
1.3 透过玻璃传递热量的公式
Q = 630 × Sc + U × (T外-T内)
太阳能透过 参数说明： Sc--遮阳系数：反映对阳光的遮蔽效果
---------------------- ------------------------
对流、传导透过
U--传Βιβλιοθήκη Baidu系数：与测试条件有关，单位为 W/m2·K
其中：S玻—玻璃透明部分的面积(m2) U玻—玻璃的传热系数 S框—窗框投影面积(m2) S框—窗框的传热系数
玻 种 类 单 片 结
璃 构 Sc
0.99 0.70 0.89 0.89 0.89 0.87 0.87 0.87 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.59 0.50 0.49 0.49 0.49 0.48 0.48
U夏
1.79 1.93 1.79 1.78 1.66 1.70 1.66 1.90
冷灰Low-E
3#面
结论：如果不受其它限制的话，建议选择2#面
5.2 Low-E夹层与中空的性能比较
玻璃结构： Low-E中空： 6CES21+12A+6mm Low-E夹层： 6CES21+0.76PVB+6mm 绿玻夹层： 6mm绿玻+0.76PVB+6mm 玻璃种类 Low-E中空 Low-E夹层 绿玻夹层 透光率Tr 60% 60% 69% 遮阳系数Sc 0.41 0.49 0.57 U冬 1.79 5.39 5.39 U夏 1.96 5.94 5.89