中空玻璃的K值

中空玻璃的中空玻璃的 k 值值 点击 5157 次 作者 加拿大联合太平洋有限公司 王铁华 引 言 2000 年 2 月 18 日国家建设部俞正声部长签署了 关于民用建筑节能管理规定 中华人民共和国建设部令 该规定对包括 建筑门窗的节能标准 政策及实施的时间作了政策性的规定 在实践中 如何具体测试影响中空玻璃节能性能的指标即热传导值 K 值 或 U 值 人们的认识是比较混乱的 有的认为 中空玻璃的 K 值 或 U 值 应该是中央玻璃的 K 值 有的认为中空玻璃 K 值应该是中空玻璃上几处不同点的平均值 结果 对同一中空玻璃 采用不同方法测试所得到的 K 值却是不同的 可见 实践迫切需要理论给予指导 我们认为 测试中空 玻璃 K 值的方法必须同时满足准确和科学两个基本条件 准确 要求 K 值必须而且能够反应出某一中空玻璃的确切的热传导 值 比如 使用温暖边缘隔条制成的中空玻璃与传统的铝隔条中空玻璃的热传导值是不同的 科学 要求测试中空玻璃的方 法必须有实践和理论方面的依据 反应实际情况 实际情况是 玻璃边缘的热传导系数与玻璃中央的热传导系数是不同的 本文拟对北美中空玻璃协会对中空玻璃的 K 值 即热传导值 的规定及其测试方法作以下介绍 抛砖引玉 一 基本概念 首先应明确几个彼此相关但又不同概念 它们是中空玻璃的综合 K 值 或 U 值 中空玻璃中央的 K 值 中空玻璃边缘的 K 值 及中空玻璃间隔条的 K 值 中空玻璃综合 K 值是中空玻璃中央 边缘和间隔条 K 值的加权平均数 1 中空玻璃边缘 K 值 中空玻璃边缘定义为距离间隔条内侧 63 5mm 21 2 英寸 间隔的条形面积 中空玻璃边缘 K 值是在此面积上所测试得到的 2 中空玻璃间隔条 K 值 中空玻璃间隔条 K 值是间隔条本身的 K 值 不同的隔条的 K 值不同 铝隔条 K 值 不锈钢隔条 舒适胶条 超级间条 3 中空玻璃的面积 中空玻璃面积是可视面积和镶嵌在窗框内的面积之合 4 中空玻璃中央的 K 值 中空玻璃中央定义为整个中空玻璃的面积减去中空玻璃边缘的条形面积 如图 1 图片附件 t1 jpg 36 72K 5 K 值之间的关系 在中空玻璃的几个 K 值之间 中央 K 值最大 间隔条的 K 值最小 边缘 K 值受间隔条 K 值影响最直接也最大 中空玻璃 综合 K 值是它们的加权平均数 二 测试方法 测试中空玻璃 K 值的方法有二 通过测试中空玻璃窗户来取得中空玻璃的综合 K 值和测试中空玻璃本身的 K 值取得中空玻璃的综合 K 值 本文采取测试 中空玻璃的综合 K 值的方法 采用 WINDOW3 1 和 FRAME3 0 软件对不同间隔条 LOW E 玻璃和氩气等变量对中空玻璃 K 值的影响进行计算机模拟 三 测试结果 1 中空玻璃密封结构 检测的中空玻璃的密封结构是中空玻璃行业广泛使用的 按间隔条分类有温暖边缘隔条和传统的金 属隔条两大类 按密封结构分为单道密封和双道密封 详见表 1 表 1 计算机模拟的密封中空玻璃系统一览表 间隔条密封结构密封胶 弹性的硅酮隔条逆向双道密封热隔丁基胶 玻璃纤维隔条双道密封聚胺酯 不锈钢 U 型隔条单道密封热熔丁基胶 不锈钢 U 型隔条双道密封聚胺酯 强化塑料 金属合成条双道密封聚胺酯 铝带 丁基合成隔条单道密封复合丁基胶 铝隔条双道密封聚胺酯 表二按不同间隔条的高度合密封胶最小厚度给出中空玻璃的相应的不同密封结构 详见表 2 表 2 间隔条规格 间隔条 间隔条高度 mm 密封胶最小厚度边缘密封高度 mm 双道密封弹性的硅酮间隔条6 354 7611 11 双道密封玻璃纤维隔条8 763 1811 93 单道密封不锈钢 U 型间隔条7 621 278 89 双道密封不锈钢 U 型间隔条7 623 1810 80 双道密封强化塑料 金属合成条8 383 1811 56 单道密封铝带 丁基合成隔条8 538 53 双道密封铝隔条8 003 1811 18 2 不同节能窗技术对中空玻璃综合 U 值改善程度 图三给出不同节能窗技术对中空玻璃综合 U 值改善程度的几种情况 从图中可见 LOW E 镀镆对中空玻璃综合 U 值的 改善贡献最大 间隔条最小 惰性气体氩气位于二者之间 详见图二 三 四 图片附件 t2 jpg 20 71K 图片附件 t3 jpg 30 31K 图片附件 t4 jpg 32 85K 3 中空玻璃窗的综合 U 值是玻璃规格的函数 图四表示中空玻璃窗的综合 U 值是玻璃规格的函数 玻璃规格越大 中空窗的综合 K 值就越接近玻璃中央的 K 值 不同 的中空玻璃技术对中空玻璃综合 K 值的改善也是玻璃规格大小的函数 4 不同间隔条对中空玻璃密封系统的 K 值影响是不同的 使用不同间隔条的中空玻璃密封系统的 K 值由表三给出 表 3 中空玻璃综合 K 值 规格 610mm 1219mm 空气层 16mm 白玻0 2LOW e0 1LOW e0 2LOW e 氩气0 1LOW e 氩气 中空玻璃中央2 792 011 831 751 54 弹性的硅酮隔条2 862 131 961 891 70 玻璃纤维隔条2 872 151 991 921 72 不锈钢 U 型隔条 单道密封 2 922 202 041 961 77 强化塑料 金属合 成条 2 932 222 061 991 79 不锈钢 U 型隔条 双道密封 2 942 232 061 991 80 铝带 丁基合成隔 条 2 972 262 092 021 83 铝隔条3 082 392 222 161 97 表中列出白玻 两种不同 LOW E 玻璃充惰性气体和补充惰性气体等五种情况 中空玻璃的规格为 610mm 1219mm 空气层 16mm LOW E 玻璃分硬镀膜和软镀镆两种硬镀镆的辐射率等于 0 20 软镀馍辐射率是 0 10 LOW E 玻璃镀 镆面放在中空玻璃的第三面 从外数 中空玻璃的中央 U 值 边缘 U 值和边缘密封面积的 U 值见附表 详见附表 中空玻璃 U 值和 K 值 5 不同间隔是导致中空玻璃边缘处温度不同的最主要的原因 附表 中空玻璃 U 值和 K 值 K 值 w m2c U 值 BTU HFT2F 玻璃种类 玻璃中央 玻璃边缘 边缘密封综合值玻璃中央 玻璃边缘 边缘密封 综合 值 双道密封弹性 硅酮胶隔条 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 双道密封玻璃 纤维隔条 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 单道密封 不锈钢 U 型间隔 条 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 双道密封 强化塑料 金属合成隔条 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 双道密封 不锈钢 U 型间隔 条 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 单道密封 铝带 丁基胶合成胶条 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 双道密封 铝隔条 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 表四列出各种节能技术条件下中空玻璃室内一侧边缘处的平均温度 并将此与中央处的温度比较 表中的平均温差的变化是 随间隔条的不同而变化的 平均边缘温度取值方法有二 中空玻璃垂直边缘线的中点或边缘处温度的平均值 中空玻璃底边缘处 的温度较表中列出的平均温度高 6 间隔条对改善中空玻璃边缘的 K 值影响最大 图片附件 t5 jpg 35 54K 图片附件 t6 jpg 31 84K 图六表示不同中空玻璃节能技术对边缘处的平均温度改善的贡献大小 LOW E 和氩气对边缘处的温度改善影响很小 该处 温度的改善的绝大程度来自间隔条的贡献 图片附件 t7 jpg 36 97K LOW E 镀镆对中空玻璃的边缘面积的影响可清楚地从图七看出 LOW E 镀镆在中央玻璃附近对温度升高影响最大 而在 接近边缘处的影响较小 从另一方面看 温暖间隔条在边缘处对温度影响最大 四 结 论 从附表不难得出以下结论 中空玻璃边缘密封处的 K 值 或 U 值 最低 中央玻璃 K 值 U 值 最高 边缘处 K 值 U 值 处于二者之间 综合值为它们的加权 平均值 所以 笼统地说中空玻璃的 K 值等于多少是不准确的 必须搞清楚所说的中空玻璃 K 值 是指玻璃中央的 K 值 边缘 密封处的 K 值 玻璃边缘处的 K 值 还是中空玻璃综合 K 值 当中空玻璃的玻璃种类一定的条件下 无论采用何种间隔条 中空玻璃的中央玻璃 K 值 或 U 值 是相等的 当玻璃种类一定的情况下 虽然使用不同隔条制作的中空玻璃中央玻璃处的 K 值 或 U 值 是相同的 但是在玻璃的边缘处和 边缘密封处的 K 值 或 U 值 却相差很大 当玻璃种类一定条件下 中空玻璃的综合 K 值 或 U 值 的改善可以部分地通过采用温暖边缘间隔条来实现 当中空玻璃的间隔条一定的条件下 中空玻璃的综合 K 值 或 U 值 大小随玻璃的种类不同而不同 一般地说 LOW E 玻璃 较之普通白玻的节能效果要好 LOW E 加充惰性气体 如氩气 较之 LOW E 和空气的效果好 采用温暖边缘技术替代铝隔条可以大大改善玻璃边缘的热传导系数 进而不同程度地减少或消除边缘的冷凝现象 表 4 中空玻璃边缘线的平均温度 oF 白玻0 2LOW e0 1LOW e0 2LOW e 氩气0 1LOW e 氩气 中空玻璃中央45 351 853 454 155 8 弹性的硅酮隔条41 544 845 345 746 4 玻璃纤维隔条40 543