中空玻璃传热系数的影响探讨

中空玻璃传热系数的影响探讨

吴建飞

深圳市港嘉工程检测有限公司 广东深圳 518000

[摘要]伴随中空玻璃实际使用范围持续扩大，传热系数作为玻璃重要的一项节能指标，关系着中空玻璃自身的使用性能。所以，业内对其传热系数方面关注度不断增加。故本文主要探讨中空玻璃的传热系数相关影响因素。

[关键词]传热系数；中空玻璃；影响

前言：

中空玻璃总体性能优劣与否，传热系数属于重要的衡量指标。只有确保其传热系数能够维持最佳范围，才可确保中空玻璃总体性能及质量得以提升。因而，充分把握中空玻璃的传热系数相关影响因素开展较为必要。

1、关于中空玻璃的概述

借助多层或是双层的平板玻璃所构成玻璃，即中空玻璃。实践中，主要是通过间隔条丁基橡胶和结构密封胶把多片或两片玻璃牢固粘接，在玻璃合片之前需要在在间隔条内部加入干燥剂，确保玻璃片间的空气实际干燥度满足需求。中空玻璃在传递能量方面，通常是以辐射、对流、传导这三种形式传导。

2、中空玻璃的传热系数相关影响因素

2.1在填充气体方面

一是，针对填充气体实际厚度方面。玻璃导热系数一般为1.0W/（m·K），而空气导热系数为0.027W/（m·K），因此设有一定空气层中空玻璃，其与单片玻璃比较起来，在保温隔热方面特性优势显著。在中空玻璃的两面选取普通6mm透明玻璃，并填充空气，空气层厚度分别为12mm、9mm、6mm。经分析后了解到，空气层厚由6mm增至9mm之后，中空玻璃实际传热系数则下降6%；厚度再由9mm增至12mm之后，中空玻璃实际传热系数下降7%。由此表明了中空玻璃当中填充气体厚度越大的条件之下，其传热系数就相对更低，则中空玻璃更具优良保温性能[1]，但空气层厚度不可无限增加，厚度增加后，对流更强，降低热阻，传热系数反而呈增大趋势。二是，针对填充气体种类方面。中空玻璃当中充填气体，通常是空气或是其余的惰性气体。由于氩气易于获取，且与其余的惰性气体比较起来，它的制造成本低，空气制取容易，所以，氩气、空气属于中空玻璃当中应用比较广泛的两种填充气体。与空气比较起来，氩气占据热导率方面优势，处于同等理论条件之下中空玻璃，其填充氩气实际传热系数比填充空气实际传热系数更占据优势。

2.2在玻璃厚度及其类型方面

在其他条件相同的情况下增加玻璃厚度，热阻也会增加。针对整片的中空玻璃而言，其传热系数呈下降趋势。厚度为(12+12A+12)mm及(6+12A+6)mm普通透明的中空玻璃，其传热系数各是2.6W/(m²·K)、2.8W/(m²·K)。由此可以发现，构成该中空玻璃整个两面的玻璃厚度由6mm增至12mm,该中空玻璃自身传热系数下降7%。针对常用构成该中空玻璃实际厚度如10mm、8mm、6mm、5mm等，但较少会用到12mm厚度规格。增加厚度之后，虽然促使中空玻璃自身保温性能得以增强，传热系数下降，但总体改善效果却往往比较有限。故玻璃厚度并非属于中空玻璃自身传热系数一方面主要因素；建筑工程当中现阶段所用玻璃多为两片玻璃所构成的，一面选取普通类型的透明玻璃，而另外一面则是与节能需求相结合，选用类型不同玻璃，如Low－E镀膜玻璃、普通类型透明玻璃、着色玻璃及热反射的镀膜玻璃等[2]。因着色玻璃自身辐射率接近于普通玻璃，玻璃厚度一致条件下，着色玻璃的中空玻璃及普通透明类型中空玻璃传热系数基本一致；针对不同类型玻璃，它的辐射率与传热系数实际大小有密切联系，玻璃辐射率越小，传热系数就相对更小。与普通玻璃比较起来，镀膜玻璃辐射率相对小的多。普通玻璃半球辐射率取值一般在0.837左右，而镀膜玻璃能够达到0.1甚至更小，故镀膜玻璃所构成中空玻璃与普通透明类型中空玻璃比较起来，传热系数更小。镀膜玻璃又分好多种，主要有热反射镀膜玻璃、Low－E镀膜玻璃，而热反射镀膜玻璃又分为高透光、中等透光、低透光及特低透光几种，Low－E镀膜玻璃分为在线Low－E玻璃，离线单银Low－E、双银Low－E及三银Low－E几种，高透光类型阳光控制的镀膜所构成中空玻璃，其与规格相同普通透明类型中空玻璃比较起来，传热系数可得到改善，但并不是较为显著。与高透光类型镀膜玻璃比较起来，中、低透光类型镀膜玻璃更具优势性；与在线Low－E镀膜玻璃比较起来，单银Low－E镀膜玻璃更具优势，但却不及双银及三银Low－E镀膜玻璃。总结来说，在其他条件相同的情况下，Low-E玻璃传热系数低于热反射镀膜玻璃低于普通透明玻璃。所以，不同类型玻璃所构成中空玻璃，它们在实际传热系数方面有明显差异存在。可见，中空玻璃具体类型选取，对传热系数而言有着重要影响。

2.3在间隔条选取方面

对中空玻璃整个边部实施密封处理，往往会选取铝隔条，这种铝隔条一般呈较轻质量，处理过后整个表面比较光滑，对两片玻璃之间可起到支撑作用。但铝隔条极易导热，中空玻璃整个边部位置传热系数会呈增长趋势、严寒天气当中，中空玻璃整个边部位置极易有结露现象出现。伴随近几年中空玻璃相关暖边技术持续进步发展，特别是应用了暖边间隔条后，中空玻璃整个边部位置传热系数得以下降。暖边间隔条，它属于微孔结构、不含金属一种弹性硅铜类型材料，导热系数比铝隔条小。故与铝隔条比较起来，它可促使中空玻璃整个边部位置传热系数得以下降。暖边间隔，其有着一定的弹性记忆，将其当成是间隔条应用至中空玻璃当中，可促使中空玻璃总体应力降低，且中空玻璃总体运输及安装作业过程当中炸裂风险实际发生概率能够下降。

2.4在使用环境方面

结合现行关于中空玻璃自身传热系数方面计算与其测定方面要求，垂直使用该中空玻璃期间，努尔赛准数的计算列式当中常数为A=0.035,而幂为n=0.038；水平使用该中空玻璃期间，努尔赛准数的计算列式当中常数为A=0.016,而幂为n=0.028；处于45°倾斜角使用该中空玻璃期间，努尔赛准数的计算列式当中常数为A=0.010,而幂为n=0.031。从中可了解到，中空玻璃实际放置角度若是不同，则常数A及幂n为不同取值。常数A及幂n取值对气体实际换热系数H会产生直接影响,则中空玻璃自身传热系数产生一定变化。室外环境当中如风速等各种条件之下，会对中空玻璃自身传热系数方面产生影响。现行标准一般是把室内表面位置对流换热状态设为自然对流，且室外表面实际风速设定3～5m/s之下为强制对流一种状态。中空玻璃被应用至高层建筑当中，玻璃外部表面风速会因高度持续增加而呈增大趋势，玻璃外部表面自身换热能力将有所加强，该中空玻璃的自身传热系数则略呈增大趋势。

3、结语

综上所述，在填充气体厚度方面，中空玻璃填充气体在一定范围内厚度越大，其传热系数就相对更低，保温性能也就更好；在填充气体种类方面，填充氩气实际传热系数比填充空气实际传热系数更占据优势；不同类型玻璃所构成中空玻璃，传热系数则有明显差异。一般Low－E中空玻璃传热系数小于热反射镀膜中空玻璃小于普通透明中空玻璃；暖边间隔条有效应用之下，可促使中空玻璃整个边部位置传热系数得以下降；中空玻璃实际放置角度若是不同，自身传热系数产生一定变化。故中空玻璃的传热系数相关影响因素以填充气体厚度及种类、玻璃厚度及其类型、间隔条、使用环境为主。

参考文献：

[1]潘城岿,赵新平.浅谈几种中空玻璃传热系数的计算及检测方法[J].中国住宅设施,2023(3):46-48.

[2]郁春云,孙才章,王琳娜,等.一种检测中空玻璃传热系数的方法:CN202111108076.2[P].2023.