中空玻璃空气层厚度对传热系数的影响对比分析.docx

中空玻璃是指两片或多片玻璃，以有效支撑均匀隔开并周边粘接密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。因中空玻璃具有良好的密封性能、隔热性能、隔声性能和防结露结霜性能，被广泛应用于建筑门窗和玻璃幕墙。中空玻璃主要的节能指标为稳态U值（传热系数）和太阳能总透射比（太阳得热系数）。其中传热系数和太阳得热系数会随着玻璃厚度的增加而减小，变化基本呈直线关系。空气间隔层的厚度和传热系数呈反比关系，中空玻璃的间隔层越厚，传热系数就越小，但厚度达到一定程度后传热系数就不会有太大变化，而对于太阳得热系数而言几乎无影响。本文通过在稳态条件下，不考虑边缘效应，测定民用建筑和家装常用厚度为5mm和6mm的中空玻璃中央区域样品的光谱数据，计算光学性能后，改变空气间隔层的厚度，计算中空玻璃传热系数并进行比对分析。1结果分析6mm、5mm玻璃的紫外、可见及近红外光谱透/反射率曲线见图1、图2；6mm、5T1m中空玻璃远红外光谱反射率曲线见图3、图4o线图25mm玻璃的紫外、可见及近红外光谱透/反射率曲线25005000750010000125001500017500200002250025000波长(nm)图36mm中空玻璃的远红外光谱反射率曲线25005000750010000125001500017500200002250025000波长（nm）图45mm中空玻璃的远红外光谱反射率曲线由紫外可见光分光光度计测得250-2500nm的光谱数据和傅立叶变换红外光谱仪测得2500-25000nm的光谱数据分别计算出所选5mm和6mm浮法玻璃的光学性能，结果见表1。随着玻璃增厚，玻璃吸收的太阳光增加，透过玻璃的太阳光减少，表现为玻璃增厚太阳光直接吸收比升高，可见光透射比、太阳光直接透射比、紫外线透射比明显降低，可见光反射比、太阳光直接反射比变化不大。由于辐射率表征的是衡量物体表面以辐射的形式释放能量相对强弱的能力，故玻璃厚度对其几乎没有影响。表16mm和5mm中空玻璃的光学性能指标样品名称可见光透射比可见光反射比太阳光直接透射比太阳光直接反射比紫外线透射比太阳光直接吸收比辐射率6mm中空玻璃0.780.150.630.150.430.131面2面0.830.835mm中空玻璃0.810.160.700.160.500.091面2面0.830.83选取大多数玻璃厂经常生产的空气间隔层厚度作为试验数据，依据国家标准GB/T224762008中空玻璃稳态U值(传热系数)的计算及测定将表1中的试验数据代入公式计算，得出不同空气间隔层下稳态U值的曲线，见图5,具体计算结果见表2。由图5可看出，两种玻璃厚度的所构成不同空气间隔层的中空玻璃曲线几乎一致，在空气间隔层厚度为6mm时，稳态U值在所测的数据范围中最高，5mm厚玻璃的传热系数为3.249W(m-K);6mm厚玻璃的传热系数为3230W/(m-K)o玻璃厚度增加了1mm,传热系数仅减小了0.58%o空气间隔层厚度从6mm上升至15mm过程中稳态U值下降明显，当空气间隔层厚度由15mm增至18mm时，二者的传热系数仅仅下降了022%,由此可以得出，当空气间隔层厚度达到15mm以后传热系数趋于稳定。空气间隔层达到18mm时2种玻璃厚度的中空玻璃U值同时达到最小值,5mm中空玻璃2.708W/(m-K)；6mm中空玻璃2.696W(m-K),玻璃厚度增加了1mm,传热系数减小了0.44%o2中空玻璃的不同空气间隔层厚度对U值变化的影响在所参与计算的试验数据中，玻璃厚度的变化对U值传热系数的影响较小，而一定厚度的空气间隔层的变化对传热系数影响较大。当空气间隔层厚度达到18mm时，两种玻璃厚度的中空玻璃稳态U值达到最理想值，此后增加空气间隔层厚度对中空玻璃的稳态U值虽有略微上升的情况，但趋于平稳。由此可得出，空气间隔层的厚度和传热系数呈反向关系，中空玻璃的间隔层越厚，传热系数就越小，但厚度达到一定程度后传热系数就不会有太大变化，过厚的空气间隔层反而对节能效果有不利影响。3结语依据GB/T26802023建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定测定了5mm和6mm的浮法玻璃的光学性能参数，利用GB/T224762008中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定分别模拟不同中空玻璃空气间隔层构造稳态U值（传热系数），从计算结果可以看出，中空玻璃的空气间隔层越厚，传热系数就越小，但厚度达到一定程度后传热系数就不会有太大变化，并且过厚的空气间隔层反而对节能效果有不利影响。两玻一腔的中空玻璃空气间隔层为18mm时，其传热系数达到最理想值。综合考虑经济性、环保性以及实用性等方面，作为施工设计单位和家庭装修选择构造为5mm+15A+5mm或6mm+15A+6mm的中空玻璃最为合适。