引 言

　　2000年2月18日國家建設(shè)部俞正聲部長簽署了《關(guān)于民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》中華人民共和國建設(shè)部令。該規(guī)定對包括建筑門窗的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，政策及實(shí)施的時(shí)間作了政策性的規(guī)定。

在實(shí)踐中，如何具體測試影響中空玻璃節(jié)能性能的指標(biāo)即熱傳導(dǎo)值K值(或U值)，人們的認(rèn)識是比較混亂的。有的認(rèn)為中空玻璃的K值(或U值)應(yīng)該是中點(diǎn)玻璃的K值，有的認(rèn)為中空玻璃K值應(yīng)該是中空玻璃上幾處不同點(diǎn)的平均值。結(jié)果，對同一中空玻璃，采用不同方法測試所得到的K值卻是不同的。

可見，實(shí)踐迫切需要理論給予指導(dǎo)。我們認(rèn)為，測試中空玻璃K值的方法必須同時(shí)滿足準(zhǔn)確和科學(xué)兩個(gè)基本條件。準(zhǔn)確，要求K值必須而且能夠反應(yīng)出某一中空玻璃的確切的熱傳導(dǎo)值。比如，使用溫暖邊緣隔條制成的中空玻璃與傳統(tǒng)的鋁隔條中空玻璃的熱傳導(dǎo)值是不同的�？茖W(xué)，要求測試中空玻璃的方法必須有實(shí)踐和理論方面的依據(jù)，反應(yīng)實(shí)際情況。實(shí)際情況是，玻璃邊緣的熱傳導(dǎo)系數(shù)與玻璃中點(diǎn)的熱傳導(dǎo)系數(shù)是不同的。

本文擬對北美中空玻璃協(xié)會對中空玻璃的K值(即熱傳導(dǎo)值)的規(guī)定及其測試方法作以下介紹，拋磚引玉。

　　一、基本概念

首先應(yīng)明確幾個(gè)彼此相關(guān)但又不同概念，它們是中空玻璃的綜合K值(或U值)，中空玻璃中點(diǎn)的K值，中空玻璃邊緣的K值，及中空玻璃間隔條的K值。中空玻璃綜合K值是中空玻璃中點(diǎn)、邊緣和間隔條K值的加權(quán)平均數(shù)。

　　1.中空玻璃邊緣K值

　 中空玻璃邊緣定義為距離間隔條內(nèi)側(cè)63.5mm(21/2英寸)間隔的條形面積。中空玻璃邊緣K值是在此面積上所測試得到的。

　　2.中空玻璃間隔條K值

　　中空玻璃間隔條K值是間隔條本身的K值。不同的隔條的K值不同。鋁隔條K值>不銹鋼隔條>舒適膠條>超級間條。

　　3.中空玻璃的面積

　　中空玻璃面積是可視面積和鑲嵌在窗框內(nèi)的面積之合。

　　4.中空玻璃中點(diǎn)的K值

　　中空玻璃中點(diǎn)定義為整個(gè)中空玻璃的面積減去中空玻璃邊緣的條形面積。（如圖1）

　　5.K值之間的關(guān)系



在中空玻璃的幾個(gè)K值之間，中點(diǎn)K值非常大，間隔條的K值較小，邊緣K值受間隔條K值影響較直接也非常大，中空玻璃綜合K值是它們的加權(quán)平均數(shù)。

　　二、測試方法

　　測試中空玻璃K值的方法有二：通過測試中空玻璃窗戶來取得中空玻璃的綜合K值和測試中空玻璃本身的K值取得中空玻璃的綜合K值。本文采取測試中空玻璃的綜合K值的方法。

　　采用WINDOW3.1和FRAME3.0軟件對不同間隔條、LOW－E玻璃和氬氣等變量對中空玻璃K值的影響進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬。

三、測試結(jié)果

　　1.中空玻璃密封結(jié)構(gòu)

　　檢驗(yàn)的中空玻璃的密封結(jié)構(gòu)是中空玻璃行業(yè)廣泛使用



的。按間隔條分類有溫暖邊緣隔條和傳統(tǒng)的金屬隔條兩大類，按密封結(jié)構(gòu)分為單道密封和雙道密封。(詳見表1）



表1 計(jì)算機(jī)模擬的密封中空玻璃系統(tǒng)一覽表



間隔條 密封結(jié)構(gòu) 密封膠

彈性的硅酮隔條 逆向雙道密封 熱隔丁基膠

玻璃纖維隔條 雙道密封 聚胺酯

不銹鋼U型隔條 單道密封 熱熔丁基膠

不銹鋼U型隔條 雙道密封 聚胺酯

強(qiáng)化塑料/金屬合成條 雙道密封 聚胺酯

鋁帶/丁基合成隔條 單道密封 復(fù)合丁基膠

鋁隔條 雙道密封 聚胺酯





表二按不同間隔條的高度合密封膠較小厚度給出中空玻璃的相應(yīng)的不同密封結(jié)構(gòu)(詳見表2)。



表2 間隔條規(guī)格



間隔條 間隔條高度mm 密封膠較小厚度 邊緣密封高度mm

雙道密封彈性的硅酮間隔條 6.35 4.76 11.11

雙道密封玻璃纖維隔條 8.76 3.18 11.93

單道密封不銹鋼U型間隔條 7.62 1.27 8.89

雙道密封不銹鋼U型間隔條 7.62 3.18 10.80

雙道密封強(qiáng)化塑料/金屬合成條 8.38 3.18 11.56

單道密封鋁帶/丁基合成隔條 8.53 8.53

雙道密封鋁隔條 8.00 3.18 11.18





2.不同節(jié)能窗技術(shù)對中空玻璃綜合U值改善程度



　

圖三給出不同節(jié)能窗技術(shù)對中空玻璃綜合U值改善程度的幾種情況。從圖中可見，LOW－E鍍鏌對中空玻璃綜合U值的改善貢獻(xiàn)非常大，間隔條較小，惰性氣體氬氣位于二者之間(詳見圖二、三、四)。

　　3.中空玻璃窗的綜合U值是玻璃規(guī)格的函數(shù)

　　圖四表示中空玻璃窗的綜合U值是玻璃規(guī)格的函數(shù)。玻璃規(guī)格越大，中空窗的綜合K值就越接近玻璃中點(diǎn)的K值。不同的中空玻璃技術(shù)對中空玻璃綜合K值的改善也是玻璃規(guī)格大小的函數(shù)。

　　4.不同間隔條對中空玻璃密封系統(tǒng)的K值影響是不同的

　　使用不同間隔條的中空玻璃密封系統(tǒng)的K值由表三給出。



表3 中空玻璃綜合K值



規(guī)格：610mm*1219mm，空氣層 16mm



白玻 0.2LOW-e 0.1LOW-e 0.2LOW-e氬氣 0.1LOW-e氬氣

中空玻璃中點(diǎn) 2.79 2.01 1.83 1.75 1.54

彈性的硅酮隔條 2.86 2.13 1.96 1.89 1.70

玻璃纖維隔條 2.87 2.15 1.99 1.92 1.72

不銹鋼U型隔條（單道密封） 2.92 2.20 2.04 1.96 1.77

強(qiáng)化塑料/金屬合成條 2.93 2.22 2.06 1.99 1.79

不銹鋼U型隔條（雙道密封） 2.94 2.23 2.06 1.99 1.80

鋁帶/丁基合成隔條 2.97 2.26 2.09 2.02 1.83

鋁隔條 3.08 2.39 2.22 2.16 1.97



表中列出白玻、兩種不同LOW－E玻璃充惰性氣體和補(bǔ)充惰性氣體等五種情況。中空玻璃的規(guī)格為610mm×1219mm，空氣層：16mm。LOW－E玻璃分硬鍍膜和軟鍍鏌兩種硬鍍鏌的輻射率等于0.20，軟鍍饃輻射率是0.10。LOW－E玻璃鍍鏌面放在中空玻璃的第三面(從外數(shù))。中空玻璃的中點(diǎn)U值、邊緣U值和邊緣密封面積的U值見附表(詳見附表：中空玻璃U值和K值)。

5.不同間隔是導(dǎo)致中空玻璃邊緣處溫度不同的較主要的原因





附表：中空玻璃U值和K值



K值（w/m2c) U值（BTU/HFT2F）

玻璃種類 玻璃中點(diǎn) 玻璃邊緣 邊緣密封 綜合值 玻璃中點(diǎn) 玻璃邊緣 邊緣密封 綜合值

雙道密封彈性



硅酮膠隔條

A

B

C

D

E

2.79

2.01

1.83

1.75

1.54

2.91

2.23

2.08

2.02

1.84

3.38

3.04

2.96

2.93

2.84

2.86

2.13

1.96

1.89

1.70

0.49

1.35

0.32

0.31

0.27

0.51

0.39

0.37

0.36

0.32

0.60

0.54

0.52

0.52

0.50

0.50

0.38

0.35

0.33

0.30



雙道密封玻璃



纖維隔條

A

B

C

D

E

2.79

2.01

1.83

1.75

1.54

2.94

2.27

2.12

2.06

1.89

3.52

3.21

3.13

3.10

3.02

2.87

2.15

1.99

1.92

1.72

0.49

0.35

0.32

0.31

0.27

0.52

0.40

0.37

0.36

0.33

0.62

0.57

0.55

0.55

0.53

0.51

0.38

0.35

0.34

0.30



單道密封



不銹鋼U型間隔條

A

B

C

D

E

2.79

2.01

1.83

1.75

1.54

3.06

2.14

2.27

2.21

2.04

4.05

3.76

3.69

3.66

3.58

2.92

2.20

2.04

1.96

1.77

0.49

0.35

0.32

0.31

0.27

0.54

0.38

0.4

0.39

0.36

0.71

0.66

0.65

0.64

0.63

0.51

0.39

0.36

0.35

0.31



雙道密封

強(qiáng)化塑料/

金屬合成隔條

A

B

C

D

E

2.79

2.01

1.83

1.75

1.54

3.05

2.41

2.26

2.2

2.03

4.02

3.76

3.7

3.67

3.6

2.93

2.22

2.06

1.99

1.79

0.49

0.35

0.32

0.31

0.27

0.54

0.42

0.4

0.39

0.36

0.71

0.66

0.65

0.65

0.63

0.52

0.39

0.36

0.35

0.32



雙道密封



不銹鋼U型間隔條

A

B

C

D

E

2.79

2.01

1.83

1.75

1.54

3.07

2.43

2.28

2.23

2.06

4.13

3.86

3.80

3.77

3.71

2.94

2.23

2.06

1.99

1.80

0.49

0.35

0.32

0.31

0.27

0.54

0.43

0.40

0.39

0.36

0.73

0.68

0.67

0.66

0.65

0.52

0.39

0.36

0.35

0.32



單道密封

鋁帶/

丁基膠合成膠條

A

B

C

D

E

2.79

2.01

1.83

1.75

1.54

3.16

2.54

2.39

2.34

2.17

4.57

4.34

4.28

4.25

4.18

2.97

2.26

2.09

2.02

1.83

0.49

0.35

0.32

0.31

0.27

0.56

0.45

0.42

0.41

0.38

0.8

0.76

0.75

0.75

0.74

0.52

0.4

0.37

0.36

0.32



雙道密封



鋁隔條

A

B

C

D

E

2.79

2.01

1.83

1.75

1.54

3.56

2.76

2.62

2.57

2.42

5.19

5.02

4.97

4.95

4.9

3.08

2.39

2.22

2.16

1.97

0.49

0.35

0.32

0.31

0.27

0.59

0.49

0.46

0.45

0.43

0.91

0.88

0.88

0.87

0.86

0.54

0.42

0.39

0.38

0.35





　 表四列出各種節(jié)能技術(shù)條件下中空玻璃室內(nèi)一側(cè)邊緣處的平均溫度，并將此與中點(diǎn)處的溫度比較。表中的平均溫差的變化是隨間隔條的不同而變化的。平均邊緣溫度取值方法有二：中空玻璃垂直邊緣線的中點(diǎn)或邊緣處溫度的平均值。中空玻璃底邊緣處的溫度較表中列出的平均溫度高。

6.間隔條對改善中空玻璃邊緣的K值影響非常大

　　圖六表示不同中空玻璃節(jié)能技術(shù)對邊緣處的平均溫度改善的貢獻(xiàn)大小。LOW－E和氬氣對邊緣處的溫度改善影響很小，該處溫度的改善的絕大程度來自間隔條的貢獻(xiàn)。



LOW－E鍍鏌對中空玻璃的邊緣面積的影響可清楚地從圖七看出。LOW－E鍍鏌在中點(diǎn)玻璃附近對溫度升高影響非常大，而在接近邊緣處的影響較小。從另一方面看，溫暖間隔條在邊緣處對溫度影響非常大。

四、結(jié)　論

從附表不難得出以下結(jié)論：

　　中空玻璃邊緣密封處的K值(或U值)較低，中點(diǎn)玻璃K值(U值)較高，邊緣處K值(U值)處于二者之間，綜合值為它們的加權(quán)平均值。所以，籠統(tǒng)地說中空玻璃的K值等于多少是不準(zhǔn)確的。必須搞清楚所說的中空玻璃K值，是指玻璃中點(diǎn)的K值，邊緣密封處的K值，玻璃邊緣處的K值，還是中空玻璃綜合K值�！�

當(dāng)中空玻璃的玻璃種類一定的條件下，無論采用何種間隔條，中空玻璃的中點(diǎn)玻璃K值(或U值)是相等的。

　



　　 當(dāng)玻璃種類一定的情況下，雖然使用不同隔條制作的中空玻璃中點(diǎn)玻璃處的K值(或U值)是相同的，但是在玻璃的邊緣處和邊緣密封處的K值(或U值)卻相差很大。

　　當(dāng)玻璃種類一定條件下，中空玻璃的綜合K值(或U值)的改善可以部分地通過采用溫暖邊緣間隔條來實(shí)現(xiàn)。

　　當(dāng)中空玻璃的間隔條一定的條件下，中空玻璃的綜合K值(或U值)大小隨玻璃的種類不同而不同。一般地說，LOW－E玻璃較之普通白玻的節(jié)能效果要好，LOW－E加充惰性氣體(如氬氣)較之LOW－E和空氣的效果好。

　　采用溫暖邊緣技術(shù)替代鋁隔條可以大大改善玻璃邊緣的熱傳導(dǎo)系數(shù)，進(jìn)而不同程度地減少或清理邊緣的冷凝現(xiàn)象。



表4 中空玻璃邊緣線的平均溫度（oF)



白玻 0.2LOW-e 0.1LOW-e 0.2LOW-e氬氣 0.1LOW-e氬氣

中空玻璃中點(diǎn) 45.3 51.8 53.4 54.1 55.8

彈性的硅酮隔條 41.5 44.8 45.3 45.7 46.4

玻璃纖維隔條 40.5 43.3 44.1 44.1 45.1

不銹鋼U型隔條（單道密封） 36.3 38.8 39.4 3936 40.1

強(qiáng)化塑料/金屬合成條 36.7 39.2 39.6 39.9 40.5

不銹鋼U型隔條（雙道密封） 36.0 38.3 38.8 39.0 39.6

鋁帶/丁基合成隔條 32.9 24.9 35.2 35.4 36.0

鋁隔條 26.6 27.9 28.2 28.2 28.6



(結(jié)露或上霜)。

　　與惰性氣體氬氣相比，LOW－E玻璃對中空玻璃的中點(diǎn)K值進(jìn)而綜合K值的貢獻(xiàn)要大得多。

　　與氬氣相比，采用溫暖間隔條對改善中空玻璃邊緣的K值或(U值)即提高該處的溫度的貢獻(xiàn)要大得多