低輻射薄膜對雙層中空玻璃性能的影響

【中玻網(wǎng)】0引言
　　
　　中空玻璃是指兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開，周邊黏結(jié)密封，使玻璃層間形成有干燥空間的制品，因其具有良好的隔音、保溫、防結(jié)露等性能，目前被廣泛應(yīng)用于建筑門窗中。為了進一步提高中空玻璃的熱學(xué)性能，必須降低傳熱系數(shù)。表面鍍有低輻射薄膜的Low-E玻璃很具代表性。本文主要是從理論上討論玻璃表面鍍低輻射薄膜對雙層中空玻璃保溫和防結(jié)露性能的影響。
　　
　　1計算方法與數(shù)據(jù)
　　
　　1.1計算方法
　　
　　如圖1所示，對于由兩片玻璃組成的雙層中空玻璃，總的傳熱熱阻為以下熱阻之和：玻璃表面1與室外環(huán)境之間的對流和輻射換熱熱阻Ro1，玻璃表面2、3之間的對流和輻射換熱熱阻R23，玻璃表面4與室內(nèi)環(huán)境之間的對流和輻射換熱熱阻R4i，兩片玻璃本身的導(dǎo)熱熱阻R12、R34。

　　在無太陽輻射的情況下，分別以玻璃的4個表面節(jié)點為對象列熱平衡方程為：

　　式中：tin、tout分別為室內(nèi)、外環(huán)境的溫度；t1、t2、t3、t4分別為中空玻璃4個表面的溫度；Ro1、R23、R4i、R12、R34可分別由以下公式求得：

　　式中：hc，out、hr，out分別是玻璃表面1與室外環(huán)境之間的對流和輻射換熱系數(shù)；hc，in、hr，in分別是玻璃表面4與室內(nèi)環(huán)境之間的對流和輻射換熱系數(shù)；hc，gap、hr，gap分別是玻璃表面2、3之間的對流和輻射換熱系數(shù)；d、k分別為單片玻璃的厚度和導(dǎo)熱系數(shù)。hc，out、hc，in在本文計算中認為是固定值，hr，out、hc，gap、hr，gap、hr，in的計算方法詳見文獻。
　　
　　因為Ro1、R23、R4i均是玻璃表面溫度的函數(shù)，所以表面溫度的求解是個循環(huán)迭代的過程。首先假設(shè)t1、t2、t3、t4為某一值，求出熱阻，代入方程(1)、(2)、(3)、(4)求出新的t1、t2、t3、t4，當(dāng)兩者之差滿足精度要求時停止迭代，否則以新得到的解作為初始值重復(fù)上述過程。
　　
　　表面的溫度求出之后，中空玻璃的傳熱系數(shù)U就可以根據(jù)下式確定：

　　1.2計算數(shù)據(jù)
　　
　　本文計算中所采用的單片玻璃厚度d為6mm，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)k為1W/(m·K)，兩層玻璃之間的間距L為13mm，玻璃表面1與室外環(huán)境之間的對流換熱系數(shù)hc,out為16W/(m2·K)，玻璃表面4與室內(nèi)環(huán)境之間的對流換熱系數(shù)hc,in為3.6W/(m2·K)，室內(nèi)環(huán)境溫度tin為20℃，相對濕度φ為60%，未鍍膜玻璃表面的輻射率為0.84，低輻射薄膜的輻射率為0.04～0.15。
　　
　　2計算結(jié)果分析
　　
　　由于目前在我國市場上的Low-E玻璃主要為離線產(chǎn)品，為了防止膜層氧化，需要把鍍有低輻射薄膜的玻璃表面放置在中空玻璃空氣腔的兩側(cè)，所以本文僅討論圖1中表面2和3鍍低輻射薄膜的情況。
　　
　　2.1保溫性能分析
　　
　　使用中空玻璃之所以能夠降低建筑的能耗，其中一個重要原因是由于中空玻璃具有良好的隔熱保溫性能，傳熱系數(shù)是衡量其保溫性能的重要指標(biāo)，傳熱系數(shù)越低，其保溫性能也就越好。