中空玻璃Ug值的影響因素的分析1

1、中空玻璃Ug值的影響因素的分析點(diǎn)擊：975次 李賽克玻璃技術(shù)上海   馬曉輝 陸洪凱        摘要：本文通過對(duì)不同的中空玻璃填充氣體及氣體層厚度的選擇，確定中空玻璃最正確的填充氣體及其厚度，同時(shí)還比較了不同熱輻射率值對(duì)中空玻璃Ug值的影響，為設(shè)計(jì)、施工及工程技術(shù)人員提供一些實(shí)用信息。        關(guān)鍵詞：中空玻璃insulating glass氬氣Argon熱輻射率emissivity節(jié)能energ

2、y saving        1、 前言        由建設(shè)部和國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布的公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，于2005年7月1日起正式實(shí)施。這是我國批準(zhǔn)發(fā)布的第一部公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的綜合性國家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)在保證相同的室內(nèi)熱環(huán)境舒適參數(shù)的條件下，要求與上世紀(jì)80年代初設(shè)計(jì)建成的公共建筑相比，全年供暖、通風(fēng)、空調(diào)和照明的總能耗減少50%。作為大型商場(chǎng)、高檔酒店賓館等公共建筑，其主要能耗都在空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)上，大約占整個(gè)能

3、耗的5060，而這些消耗的能量的2050則由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱所消耗，因此標(biāo)準(zhǔn)提出的新建筑的設(shè)計(jì)要求中，維護(hù)結(jié)構(gòu)分擔(dān)節(jié)能約2513，空調(diào)采暖系統(tǒng)分擔(dān)節(jié)能約2016。        作為現(xiàn)代建筑的重要組成部分玻璃，是整個(gè)外維護(hù)結(jié)構(gòu)中熱損失最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，70熱量都是通過玻璃的熱傳導(dǎo)而流失。因此隨著節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，中空玻璃這個(gè)在歐洲已經(jīng)有非常悠久歷史的節(jié)能產(chǎn)品，在國內(nèi)也開始進(jìn)入廣泛應(yīng)用的階段。        2、中空玻璃  

4、60;     中空玻璃圖1是由2片或兩片以上玻璃通過周邊密封，形成帶間隔框的、干燥空氣層的、相對(duì)密封的玻璃制品。中空玻璃單元的節(jié)能效果，主要是通過玻璃之間形成一定的空間結(jié)構(gòu)，既在玻璃和玻璃之間形成一定的氣體層，因?yàn)闅怏w的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于玻璃，從而降低了整個(gè)單元的導(dǎo)熱系數(shù)到達(dá)節(jié)能的目的。 但是在國內(nèi)中空玻璃行業(yè)蓬勃發(fā)展的過程中，我們發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的業(yè)主對(duì)中空玻璃的認(rèn)識(shí)卻有著理論及實(shí)踐等各方面的不足，存在的問題嚴(yán)重的影響了中空玻璃本身的應(yīng)用。尤其對(duì)中空玻璃的最主要的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一的Ug值，并不是非常的重視。或者重視了，但是基于成本或者其他各方面的考慮，

5、并沒有采取最合理有效的Ug值，造成設(shè)計(jì)、制造及后期應(yīng)用上的浪費(fèi)。雖然不合理的中空玻璃同樣能起到一定的節(jié)能效果，但是這個(gè)效果是有疑問的。導(dǎo)致的最終結(jié)果就是成本提高了，但是節(jié)能效果并沒有想象中的明顯，以此造成的浪費(fèi)就更大。圖1、中空玻璃        3、中空玻璃的Ug值        中空玻璃的Ug值是指中空玻璃的傳熱系數(shù)，其傳熱形式主要有輻射傳熱、傳導(dǎo)傳熱及對(duì)流傳熱三種。其中輻射傳熱占60，傳導(dǎo)傳熱占38，對(duì)流傳熱占2。因此中空玻璃單元

6、的Ug值的改善，主要是降低輻射傳熱及傳導(dǎo)傳熱為主，同時(shí)還要考慮氣體對(duì)流的影響。 31 傳導(dǎo)傳熱對(duì)Ug值的影響        不同的氣體間隔層厚度對(duì)中空玻璃的Ug值有很大的影響。同樣，不同的氣體對(duì)Ug值也有不同的效果?，F(xiàn)下就不同的氣體及氣體層厚度進(jìn)行比較。我們采用兩片4毫米白玻進(jìn)行了模擬。比較了不同氣體的間隔層大小對(duì)Ug值的影響，從中我們發(fā)現(xiàn)氙是最理想的間隔層氣體，其在9mm的時(shí)候能夠到達(dá)最小Ug值2.51，其次是氪在12mm時(shí)，能夠到達(dá)2.55，再次為氬的16mm的2.62，然后時(shí)空氣和SF6他們分別為2.75和3

7、.04。圖2 傳熱過程 圖3 不同氣體層厚度對(duì)Ug值的影響 表1 不同氣體的最正確間隔層種類 SF6 Xenon Krypton Argon Nitrogen Oxygen Air 厚度/mm 7 9 12 16 18 18 18 Ug值白玻 3.04 2.51 2.55 2.62 2.74 2.73 2.75 厚度/ mm 5 7 10 16 18 18 18 Ug值Low-E 2.11 1.06 1.16 1.30 1.55 1.54 1.56         從表1中我們可以發(fā)現(xiàn)假設(shè)以空氣作為間隔氣體，其厚度

8、要到達(dá)18mm左右，而SF6雖然到達(dá)Ug值最小時(shí)的厚度才7mm，但是它的Ug值卻為3.04。其Ug值比空氣還要高0.29。完全不能起到隔熱的效果，SF6的主要作用就是隔音。而對(duì)于熱輻射率值為0.1的low-e玻璃而言，Xenon和Krypton可以進(jìn)一步的減小其厚度，降低空氣的對(duì)流對(duì)傳熱的影響，到達(dá)更小的Ug值的同時(shí)還減少了密封膠等材料的使用量。但是Xenon和Krypton是非常稀有的氣體，填充這些氣體的成本遠(yuǎn)比減少的密封材料的成本高出許多。因此雖然其效果非常理想，但是考慮到成本，原材料獲得等因素，不推薦使用。       

9、; 從表1中我們還可以發(fā)現(xiàn)Argon作為惰性氣體，其也是一種相當(dāng)好的降低Ug值的填充氣體。雖然相對(duì)于Krypton高出了0.14，但是其成本相對(duì)Xenon和Krypton要低很多。但是其在配合使用low-e玻璃的情況下，其Ug值比填充空氣的要低0.26。因此Argon作為間隔層填充氣體，其明顯的優(yōu)勢(shì)就在于填充Argon以后可以明顯的降低中空玻璃的Ug值，到達(dá)更好的保溫效果，而成本相對(duì)整塊中空玻璃的價(jià)格而言卻是非常的小，對(duì)于節(jié)能環(huán)保有非常嚴(yán)格的要求的歐洲國家，他們都采用間隔層中填充Argon的方法以到達(dá)更低的Ug值。 表2 不同含量的Argon對(duì)Ug值的影響 Argon含量 0 10

10、25 40 65 80 90 100 Ug值白玻 2.76 2.73 2.72 2.70 2.67 2.65 2.63 2.62 Ug值low-e 1.57 1.53 1.49 1.45 1.39 1.35 1.32 1.30         表2為不同Argon含量的Ug值，計(jì)算以16mm間隔層作為參考依據(jù)。表中我們可以發(fā)現(xiàn)，充氣量的多少對(duì)Ug值的影響很大。為了得到比較理想的Ug值，其Argon的充填量最好大于90。        3

11、2 輻射傳熱對(duì)Ug值的影響        輻射傳熱主要來自兩個(gè)部分，一個(gè)是太陽能的輻射，另外一個(gè)是中遠(yuǎn)紅外輻射。太陽輻射光譜可分為三個(gè)部分：紫外線(波長在300-400nm)， 其占太陽輻射能量的3；可見光(波長范圍在400一700nm)，其占太陽輻射能量的48；近紅外(波長范圍在700-2500nm)，占太陽輻射能量的49；中遠(yuǎn)紅外的輻射能量基本上等同于太陽的總輻射能量。         對(duì)于建筑玻璃而言，與太陽輻射有關(guān)的一個(gè)主要指標(biāo)

12、是SC值，與黑體輻射部分有關(guān)的指標(biāo)是Ug值，而黑體輻射的主要部分是中遠(yuǎn)紅外的傳熱。紅外部分的傳熱過程主要是玻璃吸收熱量后，通過玻璃外表再次向外輻射的過程，這個(gè)重要指標(biāo)即玻璃的外表熱輻射率。因此要降低Ug值的有效方法就是通過降低熱輻射率，減少玻璃對(duì)熱量的吸收，從而可以減少因?yàn)椴Ａ蘸笤佥椛涞臒崃?。Low-E玻璃就是在玻璃外表鍍金屬或者金屬氧化物提高玻璃中遠(yuǎn)紅外的熱反射，降低熱輻射率值，以此降低玻璃因?yàn)楹隗w輻射而產(chǎn)生的熱傳遞。        圖5顯示玻璃的熱輻射率值越小，中空玻璃的Ug值也越小。因此，選用不同熱輻射率

13、值的Low-E玻璃，對(duì)中空玻璃的Ug值有很大的影響，一般市場(chǎng)上多見的為2種Low-E玻璃，在線低輻射Low-E玻璃及離線低輻射Low-E玻璃。它們的熱輻射率一般在0.18和0.1左右，因此他們?cè)谔畛銩rgon的情況下，Ug值能夠到達(dá)1.6和1.3左右。國內(nèi)市場(chǎng)上的在線和離線的鍍膜玻璃都能到達(dá)比較理想的設(shè)計(jì)要求。因此為了得到比較理想的節(jié)能效果Low-E中空玻璃是一個(gè)很好的選擇。 圖4 太陽輻射及黑體輻射 圖5 416A4不同輻射率的Ug值        4、總結(jié)        隨著新材料的開發(fā)