陳玉梅，李成安
(中國建筑科學研究院物理所，北京 100044)

        摘要：真空玻璃是在兩層玻璃中抽真空，兩塊玻璃四周用特殊材料燒熔密封而成。它基本上清理了玻璃間氣體對流及導(dǎo)熱傳熱，其保溫性、密封性和耐久性優(yōu)良。真空玻璃采用低輻射膜后，窗戶保溫性能大大提高，節(jié)能效果明顯。在真空玻璃上采用單面低輻射鍍膜或雙面低輻射鍍膜，真空玻璃塑鋼窗的傳熱系數(shù)分別由未鍍膜的2．23W／(m2·K)下降為1．56、1．29W／( ·K)。
       關(guān)鍵詞：真空玻璃；低輻射玻璃；建筑節(jié)能；中空玻璃；建筑窗

        在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，窗戶是主要組成部分之一，也是耗能大戶。它不但具有采光、通風、裝飾等功能，更重要的是應(yīng)當具有較好的保溫隔熱性能。然而，我國窗戶的保溫性能總體水平與國外有非常大的差距，北歐和北美國家窗戶傳熱系數(shù)一般小于2．0 w／(m2·K)，有的達到1．1～1．2 W／(m2·K)。目前，我國除采用低輻射中空玻璃的PVC塑料雙層窗(框間距100 ram)傳熱系數(shù)小于2．0 w／(ms·K)外，其它類型窗很少達到這樣的要求，其原因是窗玻璃耗能大。因此，改善玻璃的光、熱性能，是提高窗戶保溫隔熱性能的重要途徑之一。由于我國各地氣候差別很大，應(yīng)根據(jù)氣候條件來確定窗戶的保溫隔熱指標，并采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
        1 國內(nèi)玻璃保溫性能現(xiàn)狀
        我國已研制了鍍膜玻璃、熱反射玻璃、夾層玻璃、中空玻璃、低輻射中空玻璃和充特殊氣體的低輻射中空玻璃等，以提高玻璃保溫隔熱性能。表1列出幾種不同類型玻璃保溫性能實測值。

        由表1可知：
        (1)同為單層玻璃，熱反射鍍膜玻璃和低輻射玻璃比浮法玻璃的傳熱系數(shù)分別降低23％和59％。
        (2)夾層玻璃和低輻射夾層玻璃的保溫性能差別不大，但傳熱系數(shù)比浮法玻璃低12％～14％。
        (3)低輻射玻璃比低輻射夾層玻璃的傳熱系數(shù)低42％，而低輻射中空玻璃的保溫性能較佳，表明低輻射膜夾在兩層玻璃之間無作用。這是因為膜層已直接成為熱傳導(dǎo)固態(tài)介質(zhì)，其輻射熱絕緣系被直接傳導(dǎo)熱絕緣系數(shù)短路，而不能發(fā)揮低輻射效能。
       (4)中空玻璃的保溫性能明顯高于單層和夾層玻璃。
        (5)在規(guī)格相同的條件下：
       低輻射中空玻璃的保溫性能優(yōu)于中空玻璃；低輻射中空玻璃傳熱系數(shù)隨膜的輻射率降低而降低；
低輻射中空玻璃內(nèi)充特殊氣體后，傳熱系數(shù)較小，節(jié)能效果較佳。從目前大量檢驗結(jié)果來看，低輻射中空玻璃充填特殊氣體后，傳熱系數(shù)較低為1．40 W／(1TI2·14)。若采用PVC塑料做窗框，就能滿足嚴寒地區(qū)使用要求。
       2 真空玻璃
       2．1 真空玻璃性能分析
      (1)試驗方法：真空玻璃是一種新產(chǎn)品，目前國內(nèi)外無相應(yīng)標準。而它又不同于中空玻璃，因此不能完全按中空玻璃試驗方法進行。在試驗項目上，我們主要參考國家標準《中空玻璃)GB 11944—89的性能要求，試驗方法參照GB 7020、GB 13477及GB 16766等標準進行。試件分別經(jīng)高溫一高濕、低溫及浸水一紫外光照射處理后，采用處理前后熱絕緣系數(shù)變化值進行比對，以衡量其耐久性。
       (2)試驗標準條件：t=23±2℃，中=60％±5％。
       (3)真空玻璃性能測試結(jié)果及分析
       ①規(guī)格：3c+0．1+3c，檢驗依據(jù)GB 10294及GB 7020。試件在標準條件下放置7 d，測熱絕緣系數(shù)為0．214( ·K)／w(平均溫度t=13℃)，相對偏差一1．9％；高溫一高濕試驗：試件在 ：95％，(52±2)℃下加熱(140±1)min，然后在(25±2)℃冷卻(40±1)rain，循環(huán)250次后，在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0，210(m2·K)／W(平均溫度t：13℃)，相對偏差為一1．9％。
        ②規(guī)格：3c+0．1+3c，檢驗依據(jù)：GB 10294及GB 13477等標準。試件在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0．216(m2·K)／W(平均溫度t=13℃)，相對偏差0．46％；耐低溫試驗：試件在t=(一23±2)℃下放置500 h后，在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0．217(m2·K)／W，相對偏差為0．46％。
         ③規(guī)格：4c+0．1+4c，檢驗依據(jù)：GB 10294及GB16776。試件在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0．223(m2·K)／W(平均溫度t=14℃)，相對偏差一I．3％；浸水一紫外光照射試驗：試件在紫外線老化箱中放置600 h后，在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0．220(m2·K)／W，相對偏差為一1．3％。
        ④規(guī)格：1500mmx600mmx6．2mm，依據(jù)GB／T7106測試，抗風壓性能為I級。
        ⑤低輻射真空玻璃熱絕緣系數(shù)值(見表2)

         同時，低輻射真空玻璃的保溫性能優(yōu)于低輻射中空玻璃。這是因為，在中空玻璃中氣體傳熱仍然存在，使總熱絕緣系數(shù)值減小。
        (4)采用單、雙面低輻射真空玻璃及低輻射真空+中空組合玻璃其保溫性能大大提高。按GB 50176《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》取內(nèi)、外表面換熱熱絕緣系數(shù)進行計算，傳熱系數(shù)分別為1．66 W／(m2·K)、1．24 W／(m2·K)、1．37 W／(m2·K)，能滿足嚴寒地區(qū)節(jié)能保溫的要求。
         (5)真空玻璃其厚度雖然只有6．2 mm左右，但抗風壓性能卻達到I級，能滿足工程使用要求。
        2．2 平開真空玻璃鍍塑鋁框保溫窗
        在一20℃以下嚴寒地區(qū)采用普通雙層玻璃和中空玻璃時，結(jié)露現(xiàn)象非常嚴重。為了提高窗的保溫性能，解決的辦法：一是采用三層窗，在歐洲正大量推行三層密封平開窗，國內(nèi)現(xiàn)已有廠家開始生產(chǎn)采用三層密封、三層玻璃、主型材四腔室的型材，為采用三層窗創(chuàng)造了條件；二是采用低輻射中空玻璃和低輻射中空玻璃內(nèi)充特殊氣體；三是采用低輻射真空玻璃和低輻射真空+中空組合玻璃

        上述3種方法各有優(yōu)缺點，但從耐久性、成本及施工等方面比較，采用低輻射真空玻璃其優(yōu)越性更大。表4為平開真空玻璃鍍塑鋁框保溫窗的檢驗結(jié)果。