中空玻璃的传热系数(U值)探讨1.pdf

中空玻璃的传热系数( U 值) 探讨 王润梅1 、牛晓2 上海众材工程检测有限公司1 、上海星鲨实业有限公司2 在实践中，人们对于中空玻璃的传热系数的认识是比较混乱的。有的认为中空玻璃的传热系数应该是 中空玻璃的K 值( 或U 值) ；有的认为中空玻璃传热系数应该是中空玻璃上几处不同点的平均值。结果， 在工程验收时就出现，对同一片中空玻璃，采用不同方法测试所得到的传热系数却是不同的。造成中空玻 璃是否合格? 从而产生不必要的纠纷现象的发生。 一、基本概念 首先必须应明确几个彼此相关但又不同概念的传热系数问题! 它们是中空玻璃的综合u 值，中空玻璃 的U 值，中空玻璃边缘的u 值以及中空玻璃间隔条的u 值。中空玻璃综合U 值是中空玻璃中部、边缘和间 隔条U 值的加权平均数。 一 1 中空玻璃边缘U 值 中空玻璃边缘定义为距离间隔条内侧6 3 5 m m ( 2 1 2 英寸) 间隔的条形面积。中空玻璃边缘u 值是在 此面积上所测试得到的。 2 中空玻璃间隔条U 值 中空玻璃间隔条U 值是间隔条本身的u 值。不同的隔条的u 值不同。铝隔条 不锈钢隔条 舒适胶条 超级间条 T G I 。 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 中空玻璃中部的U 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和问隔条位置面积( 统称中空 玻璃边部面积，取7 5 m m 图一中空玻璃面积示意图 5 U 值之间的关系 在中空玻璃的几个U 值之间，中部U 值最大，间隔条的U 值最小，边缘u 值受间隔条u 值影响最直接 也最大，中空玻璃综合U 值是它们的加权平均数。 注1 ：全球的玻璃行业采用U 值，来代表传热系数。全球的建筑行业采用K 值，来代表传热系数。在 相同的标准体系下，U 值= K 值。 注2 ：玻璃加工厂提供的中空玻璃u 值，是中空玻璃中部的U 值。 二、测试方法 测试中空玻璃U 值的方法有二： 1 ) 通过热流计法。测试中空玻璃的整窗来取得中空玻璃的综合U 值。 2 ) 测试计算法。测试玻璃本身每l O n m 的光学参数，经过计算取得中空玻璃的中部U 值。 目前国内普遍采用美国劳伦斯伯克利实验室的W I N D O W 或F R A M E 或j G J l 5 1 2 0 0 8 建筑门窗玻璃幕墙熟 工计算规程等软件对不同问隔条、L O W E 玻璃和氩气等变量对中空玻璃中部的U 值进行计算机模拟计算。 也可以通过T h e r m 或J G J l 5 1 2 0 0 8 对门窗整体的u 值进行计算机模拟计算。本文采用美国美国劳伦斯伯 克利实验室的W I N D O W 的计算数值。 三、测试结果 由于各个软件的边界条件设置不同。因此，同一片中空玻璃的模拟计算值也不相同。 欧洲标准 美国标准 中国标准 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( 见表一) 表一计算机模拟的密封玻璃系统一览表 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氨酯 不锈钢U 型隔条 单道密封 热融丁基胶 不锈钢U 型隔条双道密封聚氨酯 强化塑料金属合成条双道密封 聚氨酯 铝带丁基合成隔条单道密封 复合丁基胶 铝隔条双道密封聚氨酯 T G I 间隔条 双道密封密封胶 说明：1 ) 弹性的硅酮隔条指超级间隔条，美国艾杰技术中空玻璃有限公司生产： 2 ) 不锈钢U 型隔条是美国P P G 注册产品： 3 ) 铝带丁基胶合成隔条指舒适胶条，美国T R U E S E A L 产品： 4 ) T G I 间隔条，德国泰诺丰有限公司生产 注3 ：暖边间隔条：中国目前没有暖边间隔条的定义。欧美对于暖边间隔条的定义也不一样。本文 给出的综合定义：除铝间隔条外的间隔条，均可称之为暖边间隔条。 2 常用玻璃中部的传热系数 名称玻璃配置传热系数U 值( W m 2 K ) 单片玻璃 6 m m 5 8 单片低辐射玻璃 6 m m3 8 普通中空玻璃 6 + 1 2 A + 62 8 单银低辐射中空玻璃 6 L o w - E + 1 2 A + 6 1 8 双银低辐射中空玻璃 6L O W ' E + 1 2 A + 6 1 6 三银低辐射中空玻璃 6L O W - E + 1 2 A + 6 1 5 1 4 9 3 不同间隔条对中空玻璃密封系统的K 值影响是不同的 附表中空玻璃U 值 K 值( W m 2 K ) 玻璃玻璃玻璃综合 中部与综中部与综合 玻璃种类 中部边缘密封值合值差值值误差之比 白玻 2 7 92 9 l3 3 8 2 8 60 0 72 4 双道密封离线L O W - E 玻璃( 第三面) 2 0 12 2 33 0 42 1 30 1 25 6 弹性硅酮在线L O W - E 玻璃( 第三面)1 8 32 0 82 9 61 9 60 1 33 6 胶隔条 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 7 5 2 0 2 2 9 3 1 8 90 1 4 7 4 离线L O W E ( 第三面) 氩气 1 5 41 8 42 8 41 7 00 1 69 4 白玻 2 7 92 9 43 5 22 8 70 0 82 8 9 6 双道密封离线L O W E 玻璃( 第三面) 2 0 l2 2 73 2 12 1 50 1 46 5 玻璃纤维 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 8 32 1 23 1 31 9 9O 1 68 0 隔条 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 7 52 0 63 1 01 9 20 1 78 8 9 6 离线L O W - E ( 第三面) 氩气 1 5 4 1 8 9 3 0 2 1 7 2O 1 8 1 0 5 自玻 2 7 93 0 64 0 52 9 2O 1 34 4 单道密封离线L O W - E 玻璃( 第三面) 2 0 12 1 43 7 62 2 0O 1 9 8 6 不锈钢U 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 8 32 2 73 6 92 0 40 2 l1 0 3 型隔条在线L O W E 玻璃( 第三面)1 7 52 2 13 6 61 9 60 2 l 1 0 7 离线L O W E ( 第三面) 氩气 1 5 4 2 0 4 3 5 81 7 7 0 2 3 1 3 双道密封 白玻 2 7 93 0 54 0 22 9 3O 1 44 8 9 6 强化塑料 离线L O W - E 玻璃( 第三面) 2 O l2 4 13 7 62 2 20 2 19 5 金属合 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 8 32 2 60 2 0 60 2 3 1 1 2 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 7 52 2 03 6 71 9 90 2 4 1 2 1 成隔条 离线L O W E ( 第三面) 氩气 1 5 42 0 33 6 1 7 90 2 5 1 4 白玻 2 7 93 0 74 1 32 9 4O 1 5 5 1 双道密封离线L O W - E 玻璃( 第三面) 2 0 1 2 4 3 3 8 6 2 2 30 2 2 9 9 不锈钢U在线L O W - E 玻璃( 第三面) 1 8 32 2 83 8 02 0 60 2 3 1 1 2 型隔条在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 7 52 2 33 7 71 9 9O 2 41 2 1 离线L O W E ( 第三面) 氩气 1 5 42 0 63 7 11 8 00 2 6 1 4 4 单道密封 白玻 2 7 93 1 64 5 72 9 70 1 86 1 铝带丁 离线L O W E 玻璃( 第三面) 2 0 l2 5 44 3 42 2 6O 2 5 1 1 1 基胶合成 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 8 32 3 94 2 82 0 90 2 61 2 4 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 7 52 3 44 2 52 0 2o 2 71 3 4 隔条 离线L O W E ( 第三面) 氩气 1 5 42 1 74 1 81 8 3 0 2 91 5 9 白玻 2 7 93 5 65 1 93 0 8O 2 99 4 双道密封 离线L O W - E 玻璃( 第三面) 2 0 12 7 65 0 22 3 90 3 8 1 5 9 隔条在线L O W - E 玻璃( 第三面) 1 8 32 6 24 7 92 2 20 3 91 7 6 在线L O W E 玻璃( 第三面) 1 7 52 5 7 4 9 52 1 60 4 11 9 离线L O W E ( 第三面) 氩气 1 5 42 4 24 9 01 9 70 4 32 1 9 A 、通过上表可以看出；中空玻璃边缘密封处的U 值最高，中部玻璃U 值最低，边缘处U 值介于二者 之间，综合值为它们的加权平均值，即中空玻璃综合U 值。 低辐射( L O W - E ) 镀镆玻璃对中空玻璃综合u 值的改善贡献最大，边缘密封最小。 B 、因为玻璃厂家提供的是玻璃中部的传热系数。所以，在用热流计法进行测试时，测出的传热系数 会比玻璃厂家的参数高，而出现判断中空玻璃传热系数不合格的现象。需要厂家和测试机构引起注意! 4 间隔条对中空玻璃温度的变化的影响 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。 表四中空玻璃边缘线的平均温度( o F ) 在线离线 在线L o w - E 离线L o w E 白玻 L o w - EL o w - E氩气 氩气 中空玻璃中部 4 5 35 1 85 3 45 4 15 5 8 弹性的硅酮隔条 4 1 54 4 84 5 34 5 7 4 6 4 玻璃纤维条 4 0 54 3 54 4 14 4 14 5 1 不锈钢l J “ 型隔条( 单道 密封) 3 6 33 8 83 9 43 9 6 4 0 1 强化塑料金属合成条 3 6 73 9 23 9 63 9 94 0 5 不锈钢U 型隔条( 双道 3 6 03 8 33 8 83 9 O3 9 6 密封) 铝带丁基合成隔条 3 2 92 4 93 5 23 5 43 6 O 铝隔条 2 6 62 7 92 8 22 8 22 8 6 上表可以看出：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。L O W - E 和氩气对边缘处 的温度改善影响f I d , ，该处温度的改善的绝大程度来自间隔条的贡献。 L O W _ 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。L O W 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，暖边间隔条在边缘处对温度影响最大。 四、结论 I 玻璃加工厂提供的玻璃产品的传热系数( U 值) ，是玻璃中部的传热系数。中空玻璃中部的U 值最低， 边缘密封处的U 值最高，边缘处U 值处于二者之间。 2 暖边问隔条对中空玻璃边部的影响最大。在进行整窗计算时，可以降低传热系数0 2 W m 2 K 。 3 对整窗实测的数据数据比玻璃厂家提供的数据要高。 4 当中空玻璃的配置确定后，中空玻璃的U 值大小随玻璃的种类不同而不同。L O W - E 玻璃较之普通白 玻的节能效果要好，L O W E 加充惰性气体( 如氩气) 较之L O W - E 和空气的效果好。 1 5 1