中空玻璃是一种良好的隔热、隔音、美观适用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料,由美国人发明于1865年。中空玻璃除了隔音隔热功能,还有具有节能、安全、防雾等作用,主要应用于建筑外墙、门窗、火车、轮船、电器产品等。
中空玻璃大多用于门窗行业,因为大家需要顾家门窗结构合理,设计符合标准的中空玻璃,才能发挥其隔热、隔音、防盗、防火的功效。采用抽真空双层钢化玻璃更可以到达实验室标准。市场上还有添加惰性气体和彩色颜料气体的中空玻璃,以及增加美景条等起到加固和装饰作用。
中空玻璃节能原理
能量的传递有三种方式:即辐射传递、对流传递和传导传递。
辐射传递
辐射传递是能量通过射线以辐射的形式进行的传递,这种射线包括可见光、红外线和紫外线等的辐射,就象太阳光线的传递一样。合理配置的中空玻璃和合理的中空玻璃间隔层厚度,可以最大限度的降低能量通过辐射形式的传递,从而降低能量的损失。
对流传递
对流传递是由于在玻璃的两侧具有温度差,造成空气在冷的一面下降而在热的一面上升,产生空气的对流,而造成能量的流失。造成这种现象的原因有几个:
一是玻璃与周边的框架系统的密封不良,造成窗框内外的气体能够直接进行交换产生对流,导致能量的损失;
二是中空玻璃的内部空间结构设计的不合理,导致中空玻璃内部的气体因温度差的作用产生对流,带动能量进行交换,从而产生能量的流失;
三是构成整个系统的窗的内外温度差较大,致使中空玻璃内外的温度差也较大,空气借助冷辐射和热传导的作用,首先在中空玻璃的两侧产生对流,然后通过中空玻璃整体传递过去,形成能量的流失。合理的中空玻璃设计,可以降低气体的对流,从而降低能量的对流损失。
传导传递
传导传递是通过物体分子的运动,带动能量进行运动,而达到传递的目的,就象用铁锅作饭和用电烙铁焊东西一样,而中空玻璃对能量的传导传递是通过玻璃和其内部的空气来完成的。玻璃的热传导率是空气的27倍,而空气中的水分子等活性分子的存在,是影响中空玻璃能量的传导传递和对流传递性能的主要因素,因而提高中空玻璃的密封性能,是提高中空玻璃隔热性能的重要因素。
由于中空玻璃内部存在着可以吸附水分子的干燥剂,气体是干燥的,在温度降低时,中空玻璃的内部也不会产生凝露的现象,同时,在中空玻璃的外表面结露点也会升高。
如当室外风速为5m/s,室内温度20℃,相对湿度为60%时,5mm玻璃在室外温度为8℃时开始结露,而16mm(5+6+5)中空玻璃在同样条件下,室外温度为-2℃时才上结露,27mm(5+6+5+6+5)三层中空玻璃在室外温度为-11℃时才开始结露。
由于中空玻璃的隔热性能较好,玻璃两侧的温度差较大,还可以降低冷辐射的作用。
当室外温度为-10℃时,室内单层玻璃窗前的温度为-2℃而中空玻璃窗前的温度是13℃;在相同的房屋结构中,当室外温度为-8℃,室内温度为20℃时,3mm普通单层玻璃冷辐射区域占室内空间的67.4%,而采用双层中空玻璃(3+6+3)则为13.4%。
使用中空玻璃,可以提高玻璃的安全性能,在使用相同厚度的原片玻璃的情况下,中空玻璃的抗风压强度是普通单片玻璃的1.5倍。
分类介绍
A普通中空玻璃
中空玻璃是由两层或多层平板玻璃构成。四周用高强高气密性复合粘结剂,将两片或多片玻璃与密封条、玻璃条粘接、密封。中间充入干燥气体,框内充以干燥剂,以保证玻璃片间空气的干燥度。可以根据要求选用各种不同性能的玻璃原片,如无色透明浮法玻璃压花玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、夹丝玻璃、钢化玻璃等与边框(铝框架或玻璃条等),经胶结、焊接或熔接而制成。
常用中空玻璃采用3、4、5、6、8、10、12mm厚片度原片玻璃,空气层厚度可采用6、9、12mm间隔。
中空玻璃的特点
中空玻璃的玻璃与玻璃之间,留有一定的空腔。框内充以干燥剂,以保证玻璃片间空气的干燥度。中空玻的两层间距一般为8mm,试验证明,如果8mm的间距完全真空,大气压力会将玻璃压碎。故合格的中空玻璃。其夹层亦即8mm厚的间距空间必须填充惰性气体氩和氪。充填后,检测显示其K值(传热系数极限值),同比真空状态下,还可下降5%,这就意味着保温性能更好。
中空玻璃的用途
中空玻璃主要用于需要采暖、空调、防止噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上。广泛应用于住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合。也可用于火车、汽车、轮船、冷冻柜的门窗等处。
中空玻璃主要用于外层玻璃装饰。其光学性能、导热系数、隔音系数均应符合国家标准。
B高性能中空玻璃
高性能中空玻璃与一般普通中空玻璃不同,除在两层玻璃中间封入干燥空气之外,还要在外侧玻璃中间空气层侧,涂上一层热性能好的特殊金属膜。它可以截止由太阳射到室内的相当的能量,起到更大的隔热效果。
中空玻璃使用需注意事项
1 槽铝式双道密封中空玻璃第一道密封用丁基胶,具有极低的水蒸气透过率;第二道密封胶主要有聚硫胶和硅酮胶。聚硫胶水蒸气透过率小于硅酮胶,但抗紫外线能力不如硅酮胶,故适用于窗或有框玻璃幕墙(因铝框可遮阳,避免太阳光直接照射);硅酮胶则适用于隐框玻璃幕墙,其抗紫外线能力及强度均高于聚硫胶。当建筑对中空玻璃有较高的装饰性要求时,可选用乳白色或透明的硅酮胶。木窗则忌用硅酮胶做为第二道密封,因其抗木制品防腐剂的能力很差,密封剂会因迁移而受损。
2 间隔铝框宜采用连续长管弯角式,接头处应用丁基胶做密封处理;间隔铝框如采用四角插接式,其各个接头处亦应用丁基胶做密封处理,以此做成的中空玻璃,使用寿命不如前者。当中空玻璃第二道密封胶采用硅酮胶时,不应采用四角插接式间隔铝框的中空玻璃。
3 因为使用了密封胶密封,故不应在70℃或更高的温度下使用,否则会大大影响中空玻璃的使用寿命。
4 中空玻璃空气层内部压力的变化使玻璃变形,会导致影象畸变,故在海拔1000m或以上使用中空玻璃时,空气层的气压必须调整,在下订单时应与玻璃供应商商议。
5 窗户的隔热性能与窗框材料密切相关,因此应选择隔热性能良好的窗框材料。
6 如用作采光顶棚,室内侧玻璃应使用夹层或防爆膜。
7 Low-E中空玻璃,膜面位于第2面或第3面,应根据设计需要选择。如果设计的中空玻璃必须为大小片形式,则膜面必须置于第3面。
8 四边支承中空玻璃的最大许用面积为中空玻璃按两单片玻璃薄片厚度计算出的最大许用面积的1.5倍。
9 建筑设计时应对以下技术性能提出要求:保温性能、隔热性能、隔声性能、采光性能、密封性能、耐候性能。
露点上升的原因分析
中空玻璃的露点是指密封于空气层中的空气湿度达到饱和状态时的温度。低于该温度,空气层中的水蒸汽就会凝结成液态水。
有三种原因可能会导致露点上升:
(1)密封胶内存有气泡,导致空气水分进入。
(2)水气通过聚合物扩散进入空气层中。
(3)干燥剂的有效吸附能力低。
中空玻璃的鉴别
1、填充惰性气体氩和氪
事实上“中空玻璃”并不“空”,按技术要求中空玻璃的两层间距一般为8mm,试验证明,如果8mm的间距完全真空,大气压力会将玻璃压碎。故合格的中空玻璃。其夹层亦即8mm厚的间距空间必须填充惰性气体氩和氪。充填后,检测显示其K值(传热系数极限值),同比真空状态下,还可下降5%,这就意味着保温性能更好。
2、市面上混淆双层玻璃
换言之,如果你选购回的中空玻璃其夹层内真正是“空”的,那无疑就说明其保温或者说隔热隔冷性能充其量就是双层玻璃,保温节能的功效必然差,科学检测证明,合格的中空玻璃,能使一般窗玻璃传热系数极限值k值能从原来的3.5降到2.8,传热性能下降就能使屋内热量不容易散失。市面冒牌的中空玻璃,多半只是将两块玻璃简单地固定在一起,其隔热性能无疑很差。
3、玻璃间夹带孔的铝条
隔热性能低劣的“双层玻璃”,常因空气水汽的进入而致使夹层内起雾发花,甚至结出霉点,于是一些企业往往采用在两片玻璃间夹有带孔的铝条,在铝条的孔隙中放上颗粒状干燥剂的“加工”手法,实际上只是起了暂时掩人耳目的作用,并未提高双层玻璃的任何隔热性能,时间一长干燥剂失效后,还是会露馅。
“验明正身”的一个窍门,就是冬季里看看玻璃之间有没有出现冰冻,春夏看有没有水汽。当然,当中嵌有铝条的,往往假真空的居多。窗框的质材也是一个标志,中空玻璃一般均为塑钢而非铝合金的。