*12A 表示12mm空气 4L表示4mm Low-E玻璃 12Ar表示12mm氩气 4表示4mm白玻 *表内参数均为用window4.1软件计算值 由表2和表4的结果对比可知,真空玻璃的K值比中空玻璃低得多,而且还兼有下列优点: 1.由于热阻高,防结露结霜性能更好。 2.由于间隔是真空,因而具有下列优点: 隔声性能好,特别是低频段隔声性能优于同样厚度玻璃构成的中空玻璃 不存在中空玻璃存在的内结雾结露问题 不存在中空玻璃水平放置时气体热导变化问题 不存在中空玻璃运到高原低气压地区的胀裂问题 3. 由于两片玻璃形成刚性连结,抗风压强度高于同等厚度玻璃构成的中空玻璃。比如,4mm玻璃构成的 真空玻璃,抗风压强度高于8mm厚玻璃,是两片4mm 玻璃构成的中空玻璃的一倍半以上。 4. 由于是全玻璃材料密封,内部又加有吸气剂,所用的Low-E膜是“硬膜”,不是易氧化变质变色的离线“ 软膜”,只要制造工艺和设备先进,真空玻璃使用寿命远比用有机材料密封的中空玻璃长得多。 5. 厚度比中空玻璃薄一倍以上,不仅可节省窗框材料,而且可以当成一片玻璃配合其它玻璃深加工技术 组合成夹层真空、“真空+中空”、“自洁真空”等具有各种性能的“组合真空玻璃”。这种与其它深加工技术 的兼容性,不仅可促进其它技术的发展,同时也正好可弥补真空玻璃的不足之处。例如目前还不能制造 钢化真空玻璃,但可利用组合技术来解决安全性问题。 因此,真空玻璃的特点使其具有综合性能优势。 上面提到的组合真空玻璃种类很多,现已研发成功或正在研发的如: 1.真空夹层玻璃 目前,已生产或正研发的夹层玻璃有两种,如图5所示
图3所示的是单面夹层结构,也可以做成双面夹层结构, EVA膜(也称EN膜)厚度约为0.4和0.7mm两种。聚碳酸酯板厚度约为1.2mm。附加玻璃板在2.5mm到5mm之间选用,也可用钢化玻璃。其特点是安全性和防盗性,同时其传热系数、隔声及抗风压等性能也优于真空玻璃原片,总厚度也比较薄。由于玻璃和夹胶层的热导较大,对热阻贡献较小,因而真空夹层玻璃的传热系数只比真空玻璃略小,但隔声性能会有较大提高。 2.“真空+中空”组合真空玻璃 其结构如图4所示
此种结构相当于把真空玻璃当成一片玻璃再与附加玻璃板合成中空,附加玻璃板厚度一般选5或6mm的钢化玻璃,放在建筑物外侧,也可以做成“中空+真空+中空”的双面中空组合形式。 此类组合除解决安全性外,其隔热隔声性能也都有提高。特别是附加玻璃板也选用 Low-E钢化玻璃时更使传热系数降低。 计算这种组合玻璃时首先要从原理上认识到,在我们所讨论的温度和温差范围内,热辐射波长是在远红外4—40μm波段,钠钙玻璃对此波段的电磁辐射基本上不透明,所以在计算三块以上玻璃的辐射热阻时,不必考虑透过第一块的辐射对第三块的影响,只要分段计算再相加即可,所以如果“真空+中空”组合的总热阻为R组合,可写成 : R组合=R+R中空 式中R是真空玻璃的热阻 R中空 是用两块与附加玻璃板等厚的玻璃制成的中空玻璃的热阻 算出的R组合只多算了一片玻璃的热阻,误差很小。 例如,用表2中序号3的真空玻璃与表4中序号3 的中空玻璃组合成4L+0.15V+4+12A+4L的“真空+中空”玻璃时,R组合=(1.06+0.385)W-1m2K=1.45W-1m2K 由此可计算出K值为0.63 Wm-2K-1. 北京天恒大厦及清华大学超低能耗示范楼等建筑都使用了“中空+真空+中空”结构,都达到K值<1的目标。其隔声量也都达到36dB以上水平。 3.“真空夹层+中空”结构 此结构如图5所示。
此种结构传热系数与上述“真空+中空”相近,但此结构的优点除传热系数低并解决了安全性之外,厚度比“中空+真空+中空”薄,而且由于真空玻璃两侧不对称,减小了声音传播的共振,使隔声性能提高。 曾为北京某音乐教学楼制作了样品,为6+0.38EVA+4L+0.15V+4+12A+6结构,总厚度32.5mm,经清华大学建筑物理实验室实测计权隔声量为42dB,离玻璃幕墙国家标准计权隔声量最高级只差3dB。传热系数可在0.7-0.9Wm-2k-1之间,由LOW-E玻璃的选取来确定。 4.双真空层真空玻璃 其结构如图6所示
依据前面2中提到的原理,此种结构的总热阻可看成两片真空玻璃热阻之和,如果是相同结构的真空玻璃,总热阻则为单一真空玻璃的两倍 即 R双真空=2R 式中R是单一真空玻璃的热阻 例如仍以表2序号3 的真空玻璃为例,构成如图6A“4L+0.15V+4+0.15V+4L”或如图B“4L+0.15V+4L+0.15V+4”的双真空玻璃. 则R双真空=2×1.06W-1m2K=2.12 W-1m2K 可算出K值为0.44 Wm-2K-1 应该说明,图6中A和B两种结构中Low-E膜的位置不同,不影响K值,只影响实际使用时三片玻璃的温度分布。 双真空玻璃的热阻高,K值低,而且很薄,可做到约9mm厚,也可以制成双真空层夹层安全玻璃,具有很好的发展潜力。 随着科学技术发展,新材料、新工艺、新技术不断出现,真空玻璃本身的质量将会不断提高。生产工艺和设备也将不断更新,产量会不断扩大,成本也会不断降低。组合真空玻璃的品种也会不断增多。国内外的研究表明,对大多数地区而言,建筑物围护结构的传热系数应至少达到1Wm-2k-1的水平,过去大量使用的总厚度约390mm的37砖墙(外加砂浆)的传热系数约为1.7 Wm-2k-1 ,总厚度约410mm的37空心砖墙(外加厚砂浆)的传热系数已接近1 Wm-2k-1 。各种新型墙体的传热系数已可降到0.4至0.8 Wm-2k-1之间。而门窗则是建筑围护结构的能耗大户。单片5mm白玻的传热系数约为6.1 Wm-2k-1,比墙体差6倍以上,形象地比喻,每一扇非节能窗的能耗就相当于点着一盏数十瓦的长明灯在长年累月地消耗能量。三十多年前,在第一次石油危机之后,国外科学家就提出研制传热系数小于1的玻璃窗,称之为“超级玻璃窗”(Superwindows)。真空玻璃的出现,使这一设想成为轻易之举,双真空玻璃的出现,更将使我们进入“超级真空玻璃窗”阶段。 【完】 上一页12下一页 |