葡京娱乐平台-被骗。No．5 第38卷第5期 玻璃与搪瓷 V01．38 2010年10月 GIASS&ENAMEL Oct．2010 Low—E中空玻璃最佳气体间隔层厚度的研究‘ 李会平”，费辰 (华东理工大学无机材料系，上海200237) 摘要：在综合文献资料的基础上，给出了Low—E中空玻璃系统u值和Sc值的计算公式。根据 U值计算结果，研究了玻璃厚度、配置情况，3。面玻璃辐射率，填充气体种类和环境条件等对最佳 气体间隔层厚度的影响。研究结果对于Low—E中空玻璃设计、生产和应用有一定指导和参考 价值。 关键词：Low—E中空玻璃；间隔层厚度；U值；Sc值；计算机计算 文献标识码：A 中图分类号：TQl71．72+7 A onthe Gas forLow—E Study OptimalGap Double GlassUnits Glazing Chen L／Hui—ping，FEI of China ofScienceand InorganicMaterials，EastUniversity Technology，Shanghai200237，China) (Department for theUvalue thebasisof1iteraturereviewasetofmathematicalformulas Abstract：On calculating andScofLOw—Edouble unitshasbeen wasdetermined glazingglass developed．Theoptimalgasgap tothecalculatedresultsofUvalue．Theinfluenceof thickness，theof3” according glass emissivity of environmentalconditiononthe hasbeen glasssurface，variety optimalgasgap fillinggas，and for and studied．Thecalculatedresultscanbeusedasareferencethe design，manufactureapplication ofLow—-Edouble units． glazingglass double calculation words：Low—E Key glazingglass；gasgap；Uvalue；Sc；computer 0 引言 Low—E玻璃是一种重要的新型节能玻璃产品，当它与中空玻璃组合做成Low—E中空玻璃后，在高档 建筑上将有越来越广泛的应用。气体间隔层厚度是Low—E中空玻璃的一个重要结构参数，直接影响Low— E中空玻璃的热工性能。研究表明¨-2]，气体间隔层厚度不是越厚越好，也不是越薄越好，而是存在一个最 佳值。不同的结构设计和使用条件，最佳气体间隔层厚度是不一样的。 本文从传热角度，计算研究了不同因素(玻璃厚度、配置，LOw—E玻璃辐射率，填充气体种类，室内外环 境条件等)对最佳气体间隔层厚度的影响，以期对Low—E中空玻璃的设计、生产和使用有进一步的指导和 }收稿日期：2010—07—20 ··作者简介：李会平。男，博士。主要从事材料制备、加工、生产与应用中热过程开发与分析。 Tel：021E—mail： 万方数据 ·2· 玻璃与搪瓷 2010年lO月 参考作用。 1计算分析原理 Low—E中空玻璃目前主要用于建筑节能窗。在室内外有温差时，通过窗户就有热量传人或传出。在寒 冷的冬天，室外温度低于室内的温度，为保证室内环境的舒适性，采用取暖设备取暖是必要的，但如何降低取 暖的能耗近年来尤为引起人们的关注；在炎热的夏天，用空调将室内温度调控在一定的温度范围内也是必要 的，f日如何保证不让过多的太阳直射热和室外环境辐射的热射线进入室内也是人们必须考虑的。Low—E中 空玻璃即是在这种情势产生的一种新型建筑节能产品。 通过Low—E中窄玻璃窗的传热主要有三种：一是太阳直射传热，二是由室内外温差引起的温差传热， 再就是空气渗漏作用(本文暂不考虑)。 衡量Low—E中空玻璃热工性能的指标主要有两个：一个是传热系数，也称U值或K值，它度量了由温 差引起的传热能力，u值越小，玻璃系统保温隔热性能越好；另一个是遮阳系数，即．sc值，它反映了太阳直射 热和经玻璃系统吸收后二次辐射进入室内的总能量与同样条件下透过3him透明玻璃的能量比，Jsc越小，玻 璃系统阻挡太阳光向室内传热的性能越好。 1．1 U值的计算 玻璃系统u值计算看似一个简单的问题，但实际上由于玻璃窗使用环境的差异和玻璃系统中气体间隔 151—2008 层内对流传热的复杂性，到目前为止尚未完伞统一，各个行业规范之间还存在一些差异，如JGJ／T 和JGJ113—2003就有所不同。本文主要参照行业规范JGJ U值： 1 1 1 1 … 可2砾+i+瓦 ‘1) 式中，h。。hi．分别为室外侧与室内侧对流辐射传热系数，按文献[2]中公式计算，1／A为多层玻璃系统内 部热阻，按下式计算”l： 了1=，季。瓦1+霉。鲁 (2) 为每层材料的导热系数，W／(m·K)；M为材料层的数量。 气体间隔层的换热系数A。可进一步表述为： A。=h。+h， (3) 式(3)中，^。为填充气体的对流换热系数，^，为气体间隔层间的辐射换热系数。h。和^，可分别表述为： h。=Nu孚 (4) 竖直安放的玻璃窗，可由下式计算： Nu=max{1，Nul} (5) 帆：o．035(塑害警)o勰 (6) 1m肛ga5^觯 h，=4伊(上+土一1)r： (7) 中空玻璃窗的传热量q： q=U(瓦。一瓦。) (8) 万方数据 第38卷第5期 玻璃与搪瓷 ·3· 应用电学中的分压定律原理，可得各界面上的玻璃表面温度t。： tk=70。。一了1tk(tout—ti。) (9) 式(9)中，尺。为从室外至界面k的热阻；R。为从室外至室内的总热阻，R。=1／U。 1．2 Sc值的计算 根据JGJ／T151—2008[4】，LOw—E中空玻璃窗的sc值可按下式计算： Sc20上．87 (10) 式中，g为Low—E中空玻璃总太阳光透射比，它是太阳光直接透射比和各层玻璃向室内侧二次热传递 系数之和，对简单的双层Low—E中空玻璃窗可按下式计算： g=r。+q．n．1+qi。．2 (11) 热传递系数： qjn．I=UAtlR。ut。l (12a) q．n，2=UA。．2R。u1．2 (12b) 式中，A¨和As,2分别为外片玻璃和内片玻璃的太阳光直接吸收比；R呲．和R。．：分别为外片玻璃和内片 玻璃室外侧方向的热阻，(m2·K)／W；尺。．。和R呲：可分别按下式计算： ．R毗t=瓦1+丢等 (13a) Rout,2=瓦1+等+i1+吉笔 (13b) 1．3计算方法 玻璃系统u值和sc值的计算，国外已开发了一些专门的计算软件，如美国劳伦斯伯克利国家实验室 的产品，在具体计算分析时，软件显得不够灵活。为此，我们根据上述模型编写了自己的程序，并在计算机上 进行了数值迭代计算。 迭代开始时，先根据使用条件确定室内外环境条件，在此基础上，估算各玻璃表面的温度并计算气体物 稳态条件下，通过玻璃系统各层传热鼍应一样的条件，可算得各界面温度t。，用新的温度可算出新的物性数 据和新的传热系数，如此迭代直到收敛，可得u值和通过玻璃系统的传热量q及各界面的温度t。。在算得U 值和各界面的热阻后，根据玻璃的光谱数据，利用式(10)～(13)可算得遮阳系数sc值。 2结果分析与讨论 2．1 Low—E玻璃系统的U值和Sc值 表1是利用LBNL的Window6．2软件计算得到的填充空气的中空玻璃的u值和Sc值。玻璃的配置情 况是：5．9 mm空气+5．7 mm中国南玻深蓝玻璃(占l=0．84，占2=0．105)+Smm透明玻璃(占3=0．84，占4 =0．84)。其中，占。、占：、占，、占。分别为玻璃表Il}『的辐射率，即黑度。 表1气体间隔层厚度对U值和Sc值的影响 万方数据 ·4· 玻璃与搪瓷 2010年10月 从表1可见，随气体间隔层厚度增加，u值逐渐降低，至13mm时，降为最低值；然后，又缓慢回升。这与 文献[1]、[2]中发现的规律一致，表明中空玻璃存在一个最佳的气体间隔层厚度5。。。。 从表l还可看出，随气体间隔层厚度增加，中空玻璃的Sc值也逐渐降低，至一定厚度后，Sc值不再有大 的变化，维持在0．235左右。由于遮阳系数．sc主要反映的是玻璃系统的遮挡太阳辐射进入室内的能力，且 计算时需要用到玻璃的详细光谱数据，为简化起见，以下的计算分析讨论主要以￡，值作为评判依据。气象 数据以北京地区冬天数据作为参考p1，即：t。。=一1．6。C，ti。=18．0。C。 2．2玻璃厚度的影响 图l是应用自编程序计算得到的不同玻璃厚度时u值随气体问隔层厚度的变化情况。玻璃配置是： D mm mm白玻璃(占1=0．837，占2=0．837)+Smm空气+DLow—E玻璃(占3=0．10，占4=0．837)。 图1玻璃厚度对U值的影响 图2玻璃辐射率对U值的影响 从图1可见，玻璃厚度对最佳气体间隔层厚度影响不大。不同玻璃厚度时的最佳气体问隔层厚度s。。均 约为16mm。这表明目前市场上常用的12mm空气气体间隔层厚度在北京地区是合理的。 2．3玻璃辐射率的影响 图2给出了玻璃辐射率对最佳气体间隔层厚度 的影响，Low—E膜镀在3。面(玻璃面的位置按行业规 范从室外向室内编号，3。面即中空玻璃窗内片玻璃的 外侧表面，与填充气体相接触)。玻璃配置情况与上 节相同，只是3“面辐射率不同。 从图2可见，随3。面辐射率减小，u值曲线逐渐 变陡(比较辐射率为0．837和0．10的两条曲线)，表 明最佳气体间隔层厚度逐渐减小。但当3。面辐射率 从0．10进一步减小为0．01时(辐射率变化10倍)， 两条曲线”面辐射率减少到一定数值 图3填充气体种类对u值的影响 后，最佳气体间隔层厚度不再变化。根据图2数据求 得的最佳气体间隔层厚度列于表2。 表2辐射率对最佳气体间隔层厚度的影响 从表2可见，普通中空玻璃的最佳气体间隔层厚度比Low—E中空玻璃要大些。随玻璃辐射率降低，最 佳气体间隔层厚度逐渐减小，当辐射率降为0．1后，最佳气体间隔层厚度不再有明显变化，对本文所研究的 万方数据 第38卷第5期 玻璃与搪瓷 ·5· 条件，．s。。。一16mm。 2．4填充气体种类的影响 图3显示的是填充不同气体时的u值随气体间隔层厚度的变化。表3是根据图3求得的最佳气体间隔 层厚度。 表3填充气体种类对最佳气体间隔层厚度的影响 从图3和表3可见，填充气体不同，最佳气体间隔层厚度也不同，尤其是当填充氪气时，其最佳间隔层厚 度已低于目前常用的12mm，其相对变化(相对空气)达37．5％，这一点应引起人们的重视。 2．5室外环境条件的影响 表4是不同地区的最佳气体间隔层厚度。其中上海代表夏热冬冷地区，北京代表寒冷地区，哈尔滨代表 严寒地区。上海地区冬天环境温度数据取自文献[6]，北京地区数据取自文献[5]，哈尔滨地区数据取自文 献[1]。 表4环境条件对最佳气体间隔层厚度的影响 从表4可见，南方地区的最佳气体间隔层厚度要大于北方。我国幅员辽阔，各地气候差别很大，因此，在 生产Low—E中空玻璃时，要充分注意产品使用地域的差别。只有这样，才能做到产品的合理、有效使用。 3结论 (1)玻璃厚度对最佳气体间隔层厚度影响不大，目前市场上常用的12mm空气间隔层厚度是合理的。 (2)随3。面辐射率降低，最佳气体间隔层厚度逐渐减小，当辐射率降为0．1或更小时，最佳气体问隔层 厚度不再明显变化。 (3)填充气体种类对最佳气体问隔层厚度影响明显，填充氪气的最佳气体间隔厚度比填充空气的小约 38％，且最佳厚度值已小于目前常用的12mm。 (4)不同地区，Low—E中空玻璃的气体间隔层厚度应不同，北方应小些。 参考文献： [1]吴斌．节能型中空镀膜玻璃与当地气候匹配性的探讨[J]．玻璃与搪瓷，2007，35(3)：47—52． [2]李会平，胡斌．Low—E玻璃u值及其影响因素的计算分析[J]．玻璃与搪瓷，2010，38(1)：7一13． [3]刘志海，庞世宏．节能玻璃与环保玻璃[M]．北京：化学工业出版社，2008：144—145． [4]JGJ／T一2008，建筑J窗玻璃幕墙热工计算规程[s]． [5]罗江海，李伟华．Low—E中空玻璃节能效果的计算与分析[J]．中国建材，2008，(1)：84—86． [6]谢海容，陈友明，侯国庆．中南地区建筑窗玻璃的热工性能模拟与选择[J]．建筑热能通风空调，2007，26(6)：66-69． 万方数据 Low-E中空玻璃最佳气体间隔层厚度的研究 作者： 李会平， 费辰， LI Hui-ping， FEI Chen 作者单位： 华东理工大学无机材料系,上海,200237 刊名： 玻璃与搪瓷 英文刊名： GLASS & ENAMEL 年，卷(期)： 2010,38(5) 被引用次数： 1次 参考文献(6条) 1.吴斌 节能型中空镀膜玻璃与当地气候匹配性的探讨[期刊论文]-玻璃与搪瓷 2007(03) 2.李会平;胡斌 Low-E玻璃U值及其影响因素的计算分析[期刊论文]-玻璃与搪瓷 2010(01) 3.刘志海;庞世宏 节能玻璃与环保玻璃 2008 4.JGJ/T-2008,建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程 5.罗江海;李伟华 Low-E中空玻璃节能效果的计算与分析[期刊论文]-中国建材 2008(01) 6.谢海容;陈友明;侯国庆 中南地区建筑窗玻璃的热工性能模拟与选择[期刊论文]-建筑热能通风空调 2007(06) 本文读者也读过(10条) 1. 孟庆红.刘晓勇g Qing-hong.Lu Xiao-yong 我国中空玻璃现状及发展趋势的探讨[期刊论文]-玻璃 2005,32(5) 2. 郭明.Guo Ming 浅析中空玻璃倾斜使用[期刊论文]-门窗2010(8) 3. 温艳芳.宁连旺.WEN Yan-fang.NING Lian-wang Low-E中空玻璃性能与市场研究[期刊论文]-建材技术与应用 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　　GB T 32610-2016_日常防护型口罩技术规范_高清版_可检索.pdf