雙層玻璃空氣層厚度變化對熱阻影響的實驗研究

2024年4月2日發(作者：社會實踐感悟)

中空玻璃的隔熱原理

若想減少建筑物在窗玻璃上的能量損失，就需使用隔熱性好的玻璃，中空玻璃便應運而

生。中空玻璃的隔熱能力主要來自于密封著的空氣層，因為空氣的導熱系數為0.028W/m.k，

是玻璃導熱系數(0.77W/m.k)的1/27。密封著的空氣層基本依靠傳導傳熱，因此能較大程度地

提高中空玻璃的隔熱效果(但不是唯一提高中空玻璃隔熱性能的途徑)。

中空玻璃的熱阻由下幾部分組成：

R總=R＋ΣRG＋ΣRA＋Rr (1)

其中：

R總 —中空玻璃的熱阻

R和RI—分別為中空玻璃內外表面的熱阻

ΣRG—玻璃單片的熱阻之和

ΣRA—各層空氣中熱阻之和

中空玻璃內外表面存在熱阻是由使用環境決定的，在設計上被視為已知數。

玻璃的熱阻ΣRG取決于玻璃的總厚度：

ΣRG=Σδ/λG (2)

式中δ是玻璃的厚度，λG是玻璃的導熱系數。

一結構為(6＋12A＋6)的中空玻璃，其玻璃的熱阻是：

ΣRG=(6+6)/(0.77*1000)=0.0156m²K/w，而經測定該中空玻璃總熱阻是0.33m²K/W，

可見玻璃所占熱阻僅為總熱阻的4.6％。因此，提高玻璃厚度對提高中空玻璃的總熱阻意義

甚微。

空氣間隔的傳熱以輻射、對流和傳導三種方式進行，每個空氣層的熱阻為：RA=1/(α對+α

輻+α傳)，輻射傳熱系數α輻取決于構成中空玻璃兩內表面的溫度及輻射率；對流傳熱系數

α對主要取決于空氣間隔層厚度、溫度及安裝方式(垂直或水平)等因素；傳導傳熱系數α傳

一般主要取決于空氣層厚度。一空氣層厚度為10mm的中空玻璃，通過空氣層的傳熱比例

為：輻射傳熱占60％，傳導熱熱占38％，對流傳熱占2％?？諝鈱拥妮椛鋫鳠嵴嫉谝晃?，

熱傳導其次，對流僅占極小的比例。因此，要提高空氣層的隔熱能力最主要的是應努力減少

輻射傳熱和傳導傳熱。

從對中空玻璃的隔熱節能原理分析中可以看出：中空玻璃空氣層的熱阻對整個中空玻璃

的隔熱能力影響最大，要提高中空玻璃的隔熱性，就必須提高中空玻璃空氣層的隔熱能力。

三、提高中空玻璃節能效果的主要措施

提高中空玻璃節能效果要從兩方面著手，一是提高中空玻璃的隔熱能力，增加中空玻璃

的保溫效果，減少熱量通過中空玻璃造成的損失；二是合理控制太陽能，使太陽能成為一種

輔助能源加以利用。

1、提高中空玻璃的隔熱能力

要提高中空玻璃的隔熱節能力，就必須提高中空玻璃空氣層的熱阻，即減少空氣層的輻

射傳熱、傳導傳熱和對流傳熱，使α對、α輻與α傳之和達到最小，這需要從以下幾方面采

取措施。

a.采用低輻射玻璃以減少輻射傳熱

從對中空玻璃的隔熱原理分析中可以看出：中空玻璃的空氣層是影響隔熱能力的關鍵。

而通過空氣層傳熱最多的是輻射傳熱，因此減少輻射傳熱對提高中空玻璃的隔熱能力效果最

為顯著。低輻射玻璃有很低的表面輻射率，鍍膜面的輻射率可以達到0.08～0.15，是普通玻

璃表面輻射率(0.84)的1/5－1/10，從而使通過空氣層的輻射傳熱大為減小，同時，低輻射膜

層對紅外，遠紅外有較高的反射能力，可將由采暖，照明和居住者所產生的長波能量反射回