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２００３年第４期
中国建材  一、窗玻璃能量损失的主要原因
  能量通过窗玻璃的损失有４种原因，第一种是能量通过玻璃的传导损失，即能量通过对流、辐射和传导将能量从室内损失掉，这种形式的能量损失与玻璃的热传导率（或热阻）有直接关系。玻璃的热阻越大，这种能量损失就越少。第二种是密封不良（也称冷风渗透）造成的能量损失。这种能量损失主要是冷热空气通过玻璃与边框、边框相互之间的密封间隙直接流入、流出而造成的。第三种是太阳能的不合理利用。冬季取暖时，人们希望利用太阳能做辅助能源，而在夏季又需要将太阳能控制在室外，尽量不使其进入室内，这种控制需通过使用功能玻璃来完成，而使用不当也会造成能量浪费。第四种是通过直接的辐射，能量以射线（主要是红外线）的形式透过而损失。由此可见，提高窗玻璃的隔热保温性能，减少能量损失，对降低建筑使用能
耗起着举足轻重的作用。
  二、中空玻璃的隔热原理
  若想减少建筑物在窗玻璃上的能量损失，就需使用隔热性好的玻璃，中空玻璃便应运而生。中空玻璃的
隔热能力主要来自于密封着的空气层，因为空气的导热系数为０．０２８Ｗ／ｍ・ｋ，是玻璃导热系数（０．７７Ｗ／ｍ・ｋ）的１／２７。密封着的空气层基本依靠传导传热，因此能较大程度地提高中空玻璃的隔热效果（但不是唯一提高中空玻璃隔热性能的途径）。  一结构为（６＋１２Ａ＋６）的中空玻璃，其玻璃的热阻是：ΣＲＧ＝（６＋６）／（０．７７×１０００）＝０．０１５６ｍ２Ｋ／Ｗ，而经测定该中空玻璃总热阻是０．３３ｍ２Ｋ／Ｗ，可见玻璃所占热阻仅为总热阻的４．６％。因此，提高玻璃厚度对提高中空玻璃的总热阻意义甚微。
  空气间隔的传热以辐射、对流和传导三种方式进行，每个空气层的热阻为：ＲＡ＝１／（α对＋α辐＋
中空玻璃节能效果的措施
□文／徐桂芝　马　军
提高
玻璃・技术应用
α传），辐射传热系数α辐取决于构成中空玻璃两内表面的温度及辐射率；对流传热系数α对主要取决于空气间隔层厚度、温度及安装方式（垂直或水平）等因素；传导传热系数α传一般主要取决于空气
层厚度。一空气层厚度为１０ｍｍ的中空玻璃，通过空气层的传热比例为：辐射传热占６０％，传导热热占３８％，对流传热占２％。空气层的辐射传热占第一位，热传导其次，对流仅占极小的比例。因此，要提高空气层的隔热能力最主要的是应努力减少辐射传热和传导传热。  从对中空玻璃的隔热节能原理分析中可以看出：中空玻璃空气层的热阻对整个中空玻璃的隔热能力影响最大，要提高中空玻璃的隔热性，就必须提高中空玻璃空气层的隔热能力。
  三、提高中空玻璃节能效果的主要措施
  提高中空玻璃节能效果要从两方面着手，一是提高中空玻璃的隔热能力，增加中空玻璃的保温效果，减少热量损失；二是合理控制太阳能，使太阳能成为一种辅助能源加以利用。
  １、提高中空玻璃的隔热能力
  要提高中空玻璃的隔热节能力，就必须提高中空玻璃空气层的热阻，即减少空气层的辐射传热、传导传热和对流传热，使α对、α辐与α传之和达到最小，这需要从以下几方面采取措施。
  ⑴采用低辐射玻璃以减少辐射传热
  从对中空玻璃的隔热原理分析中可以看出：中空玻璃的空气层是影响隔热能力的关键。而通过空气层传热最多的是辐射传热，因此减少辐射传热对提高中空玻璃的隔热能力效果最为显著。低辐射玻璃
有很低的表面辐射率，镀膜面的辐射率可以达到０．０８～０．１５，是普通玻璃表面辐射率（０．８４）的１／５～１／１０，从而使通过空气层的辐射传热大为减小，同时，低辐射膜层对红外，远红外有较高的反射能力，可将由采暖，照明和居住者所产生的长波能量反射回建筑物中，同时允许短波的太阳能由外部传入并由建筑物内表面吸收，然后由涂层反射以长波形式辐射出，大大提高了能量的利用率。因此，用低辐射玻璃制作的中空玻璃特别适合于我国北方比较寒冷的地区，以及建筑物的非朝阳面。
  ⑵增加空气层厚度
  中空玻璃空气层的传导传热和对流传热主要受空
气层厚度和空气层中空气或其它气体导热系数的影响。在忽略对流传热的情况下，传导传热系数α传＝λ空／δ空，空气的导热系数λ空是基本恒定的，空气层厚度λ空越大α传越小。实践证明空气层厚度小于１０ｍｍ时，空气层中传热以传导为主，因此，空气层的厚度应适当大些，一般以１２ｍｍ为宜。此外，既要提高空气层厚度又不受对流传热影响，则可以采取增加空气层的层数的办法，这就是用双层中空玻璃，或在空气层中夹透明薄膜的办法来实现。
  ⑶改善空气层中气体的隔热性能
  使用氩气或其它导热系数低的气体置换中空玻璃空气层中的空气，也能在一定程度上改善中空玻璃的隔热性能，但这种方法效果不十分明显，而且需要较高的费用。
  用低辐射玻璃组成的中空玻璃其隔热效果最好，而热反射玻璃的隔热性与普通未镀膜玻璃的隔热性能相差无几。
  ２、使用功能玻璃控制太阳能
  能控制太阳能的玻璃目前有两种：吸热玻璃和热反射玻璃。吸热玻璃是将太阳光能吸收后转变为热能，通过对流的形式进行扩散，以减少进入室内的太阳光能量，达到节能的目的。热反射玻璃利用玻璃上的膜层将太阳光能反射掉，达到节能目的。
  有空调降温的室内，太阳能的进入会增加制冷负荷。使用太阳能控制玻璃，不仅可以减少太阳能透射率，同时又具有良好的隔热保温效果。这种玻璃特别适合气候炎热且日照时间长的地区。但是，对太阳能控制玻璃使用不合理，不仅达不到节能目的，有时还会造成能量损失。例如：使用吸热镀膜玻璃，使用玻璃可见光透过率很低，室内采光不足，不得不点“长明灯”。在寒冷地带使用热反射膜制作的中空玻璃，太阳能不能作为辅助加热能源，这样就浪费了太阳能。所以，使用太阳能控制玻璃制作的中空玻璃，应根据本地区的地理位置气候条件选定，盲目追求其装饰效果，不仅发挥不出中空玻璃的特性，而且还会造成能源的浪费。
  综上所述，选择和使用中空玻璃时，应对原片的种类，空气层厚度、空气层层数以及使用地区和使用部位等因素进行综合考虑优选，方能有效地提高中空玻璃的节能效果，充分发挥中空玻璃的节能作用。
玻璃・技术应用
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中国建材

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