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    真空玻璃vs中空玻璃:用在門窗上,他們的區(qū)別與優(yōu)點(diǎn)你都知道嗎

    真空玻璃vs中空玻璃:用在門窗上,他們的區(qū)別與優(yōu)點(diǎn)你都知道嗎

    2019-12-10 編輯:中國木門網(wǎng) 來源:網(wǎng)絡(luò) 瀏覽數(shù):38757

    真空玻璃vs中空玻璃:用在門窗上,他們的區(qū)別與優(yōu)點(diǎn)你都知道嗎

    一、真空玻璃的起源

    不少朋友已經(jīng)知道,真空玻璃是基于真空杜瓦瓶,也就是我們家用真空玻璃保溫瓶的原理發(fā)展而來的,那么,就讓我們先了解一下杜瓦瓶的前世今生。

    1892年劍橋大學(xué)教授詹姆士?杜瓦發(fā)明了杜瓦瓶,這是一個(gè)雙層玻璃容器,兩層玻璃膽壁都涂滿銀,然后把兩層玻璃間的空氣抽掉,形成真空。由于真空能防止對流和傳導(dǎo)散熱, 銀質(zhì)涂層可以防止輻射散熱,因此,杜瓦瓶內(nèi)物質(zhì)的溫度不易發(fā)生變化。據(jù)此,他總結(jié)出了真空絕熱的兩項(xiàng)基本原則:通過高真空消除絕大部分熱量對流和傳導(dǎo);通過高反射涂層降低輻射傳熱。這成為真空玻璃高保溫性能的基本原理。


    沿著杜瓦開辟的道路,1913年卓勒在其專利首次提出了真空玻璃的概念。之后,從20世紀(jì)80年代起,世界對真空玻璃的研發(fā)逐漸活躍起來。從1985年開始,美國克羅拉多太陽能研究所由D.K.Benson教授領(lǐng)導(dǎo)的真空玻璃研究組,創(chuàng)立了很多值得后人借鑒的技術(shù)理論、思路和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。根據(jù)這些研究成果,悉尼大學(xué)應(yīng)用物理系R·E·Collins教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組進(jìn)一步改進(jìn)工藝,并于1989年試制出樣品。緊接著,世界上首塊1m×1m的平板真空玻璃樣品與1993年在悉尼大學(xué)問世。

    1994年,日本板硝子株式會(huì)社(NSG)購買了悉尼大學(xué)的專利使用權(quán),并于1997年正式生產(chǎn)出真空玻璃產(chǎn)品。1998年,中國真空玻璃開始發(fā)展,但直到2008年,中國制定了世界上第一個(gè)真空玻璃行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC-T1079-2008后,真空玻璃的“廬山真面目”才快速地被國人所知曉。


    二、真空玻璃的主要性能

    【真空玻璃中的三種熱傳遞】

    熱量傳遞通過傳導(dǎo)、對流、輻射三種方式進(jìn)行。

    ①熱傳導(dǎo):熱從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分,叫做傳導(dǎo)。在氣體中,熱傳導(dǎo)過程往往和對流同時(shí)發(fā)生。

    ②熱對流:液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通過循環(huán)流動(dòng)使溫度趨于均勻的過程。對流是液體和氣體中熱傳遞的特有方式,氣體的對流現(xiàn)象比液體明顯。

    ③熱輻射:物體因自身的溫度而具有向外發(fā)射能量的本領(lǐng),這種熱傳遞的方式叫做熱輻射。熱輻射雖然也是熱傳遞的一種方式,但它和熱傳導(dǎo)、對流不同。它能不依靠媒質(zhì)把熱量直接從一個(gè)系統(tǒng)傳給另一系統(tǒng)。熱輻射以電磁輻射的形式發(fā)出能量,溫度越高,輻射越強(qiáng)。


    【真空玻璃的保溫隔熱不結(jié)露性能】

    真空玻璃中間的真空層將氣體的傳導(dǎo)和對流傳遞的熱量降至很低,以至于可以忽略不計(jì)。因此,真空玻璃比中空玻璃具有更好的保溫隔熱性能。真空玻璃優(yōu)異的隔熱保溫性能具體表征的技術(shù)參數(shù)是傳熱系數(shù)—U值,其表示熱量通過玻璃中心部位而不考慮邊緣效應(yīng),穩(wěn)態(tài)條件下,玻璃兩面單位空氣溫度差時(shí),單位時(shí)間通過單位面積的熱量,U值的單位是:W/(㎡?K)。而真空玻璃的真空層內(nèi)無空氣,更無水汽分子,密封極嚴(yán),熱阻大,到了冬天不會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。


    【真空玻璃的隔聲降噪性能】

    聲音的傳播需要介質(zhì),無論是固體、液體還是氣體都可以傳聲,但沒有介質(zhì)的真空環(huán)境下,聲音卻是無法傳播的,因此真空玻璃的真空層有效的阻隔了聲音的傳播。真空玻璃在中低頻表現(xiàn)出良好的隔聲性能,在100-5000Hz(包含低、中、高頻)的計(jì)權(quán)隔聲量比中空玻璃高2dB;在100-1000Hz(包含低、中頻)的計(jì)權(quán)隔聲量計(jì)算中,真空玻璃計(jì)權(quán)隔聲量比中空玻璃高4dB,夾層玻璃和真空玻璃在中低頻表現(xiàn)相近,都明顯高于中空玻璃。真空玻璃在低頻段隔聲量較高,這主要是因?yàn)檎婵詹AУ乃倪吺莿傂赃B接,所以較其他形式的玻璃抗變形能力強(qiáng)、勁度大。低頻段的隔聲量受勁度大小的影響,勁度越大,隔聲性能越好。在低頻段,隨著頻率的增加隔聲量略有減少,這是勁度和質(zhì)量共同作用的結(jié)果。


    三、真空玻璃的U值、K值、R值

    真空玻璃具有優(yōu)異的隔熱保溫性能和和良好的隔聲降噪性能,并且已經(jīng)開始在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。在對比真空玻璃的隔熱性能時(shí),國內(nèi)和國外的業(yè)界所用的表述有所不同,中國和歐洲用K值,美國用U值,還有的用R值。那么U值、K值、R值三者到底有什么區(qū)別呢?

    U值和K值的概念和定義完全相同, 都是衡量材料傳熱性能的物理量,即傳熱系數(shù)。真空玻璃的 U 值和 K 值都定義為:在標(biāo)準(zhǔn)條件下,真空玻璃兩側(cè)在一定的溫差下,單位時(shí)間通過單位面積傳遞到另一側(cè)的熱量。U值和K值的公制單位都是W/㎡·K。

    但U值與K值又不完全相同,其不同在于,各自所采用的測試標(biāo)準(zhǔn)所要求的邊界條件是不一樣的。中國K值的測試依據(jù)是中國GB10294標(biāo)準(zhǔn),歐洲K值的測試依據(jù)是歐洲EN673標(biāo)準(zhǔn),美國U值的測試依據(jù)是美國ASHRAE標(biāo)準(zhǔn),且美國ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)將U值的測試條件分為冬、夏季兩種。


    三種傳熱系數(shù)的測試條件對比如下表所示:

    所以,同一片真空玻璃,采用不同的標(biāo)準(zhǔn)測得的傳熱系數(shù),在數(shù)值上具有不同的結(jié)果。

    歐美國家習(xí)慣使用英制單位,傳熱系數(shù)U值(或K值)的英制單位是 BTU/h·ft2·℉。

    傳熱系數(shù)(U值或K值)的公制單位和英制單位之間的換算關(guān)系為:

    1 BTU/h·ft2·℉=5.678 W/㎡·K 或 1 W/㎡·K =0.176 BTU/h·ft2·℉

    歐美國家習(xí)慣于使用玻璃的熱阻值(R值)來對比不同玻璃材料的隔熱性能。

    熱阻值R,是用來反映隔熱材料阻止熱量穿過的能力。材料的熱阻值R越大,其阻止熱量穿過的能力就越強(qiáng),就越適合作為保溫材料。

    熱阻值R與傳熱系數(shù)U值(或K值)互為倒數(shù)關(guān)系,即:

    U=1/R或 R=1/U

    熱阻值R的公制單位是 ㎡·K/W,英制單位是:ft2·h·°F/BTU。


    四、全鋼化真空玻璃

    (1)完全鋼化:

    全鋼化真空玻璃。真空玻璃采用獨(dú)有低溫封接技術(shù),完整保留鋼化玻璃高強(qiáng)度、抗沖擊等安全特性。表面應(yīng)力分布均勻,任意一點(diǎn)應(yīng)力均超過90MPa,完全達(dá)到鋼化玻璃應(yīng)力要求。


    (2)真正節(jié)能:

    保溫性能是中空玻璃的2-4倍。擁有高真空內(nèi)腔,使氣體傳熱可以忽略,同時(shí)采用高性能Low-E玻璃,大幅抑制輻射傳熱,保證真空玻璃的傳熱系數(shù)(U值)低至0.4W/(m2·K)。同時(shí),保溫隔熱性能是中空玻璃的2-4倍,是單片玻璃的6-10倍,獨(dú)立使用即可達(dá)到國際被動(dòng)房對門窗傳熱系數(shù)的要求。


    (3)超長壽命:

    真空玻璃預(yù)期壽命可達(dá)25年以上。采用柔性密封材料,在室內(nèi)外溫差較大的環(huán)境下,削弱了玻璃板封接區(qū)域的剪切力,克服了脆性密封材料在相同情況下的密封失效問題。同時(shí),內(nèi)附高效吸氣劑,能夠長期維持玻璃內(nèi)腔的高真空度,大大減少了在各類惡劣環(huán)境下性能衰減等失效現(xiàn)象。


    (4)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)輕?。?/p>

    真空玻璃較中空玻璃更輕更薄。在U值遠(yuǎn)優(yōu)于三玻兩腔中空玻璃的情況下,厚度僅為其四分之一,同時(shí),每平方米真空玻璃的重量較其減少12kg以上。同時(shí),使用的Low-E玻璃數(shù)量更少,玻璃更加通透,擁有絕佳采光效果。


    (5)極致露點(diǎn):

    真空玻璃機(jī)理上杜絕了內(nèi)結(jié)露現(xiàn)象。較中空玻璃因內(nèi)外溫差導(dǎo)致的凝露問題,內(nèi)腔處于高真空狀態(tài)的V玻杜絕了內(nèi)結(jié)露現(xiàn)象。同時(shí),出色的隔熱保溫能力,使得即使室外溫度降到零下70 ℃,玻璃內(nèi)表面也不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露。


    (6)有效降噪:

    真空玻璃對于穿透力較強(qiáng)的中低頻率噪音隔聲效果顯著。按照專業(yè)計(jì)權(quán)隔聲量比值來說,戶外75分貝的噪音,真空玻璃隔聲可超過36分貝,遠(yuǎn)優(yōu)于中空玻璃29分貝的標(biāo)準(zhǔn)。


    (七)任意環(huán)境:

    真空玻璃不受使用地域、海拔及安裝角度的影響。真空玻璃內(nèi)腔的高真空,使得即使生產(chǎn)地與使用地存在較大的海拔落差,也不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)腔膨脹或收縮現(xiàn)象。同時(shí),在水平或傾斜使用時(shí),傳熱系數(shù)恒定,可以安裝于建筑物的頂部、斜頂?shù)?,保障?jié)能效益。


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