玻璃知识|真空玻璃的传热机理

   更新日期:2017-03-22     来源:建材之家    作者:玻璃之家    浏览:94    评论:0    
核心提示:由于结构不同,真空玻璃与中空玻璃的传热机理也有所不同。真空玻璃,真空玻璃中心部位传热由辐射传热和支撑物传热构成,其中忽略了残余气体传热。而中空玻璃则由气体传热(包括传导和对流)和辐射传热构成。由此可见,要减小因温差引起的传热,真空玻璃和中空玻璃都要减小辐射传热,有效的方法是采用镀有低辐射膜的玻璃(LOW-E玻璃),在兼顾其它光学性能要求的条件下,其发射率(也称辐射率)越低越好。二者的不同点是真空玻

玻璃知识|凹蒙玻璃工艺操作注意事项

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玻璃之家讯:由于结构不同,真空玻璃与中空玻璃的传热机理也有所不同。真空玻璃,真空玻璃中心部位传热由辐射传热和支撑物传热构成,其中忽略了残余气体传热。而中空玻璃则由气体传热(包括传导和对流)和辐射传热构成。

由此可见,要减小因温差引起的传热,真空玻璃和中空玻璃都要减小辐射传热,有效的方法是采用镀有低辐射膜的玻璃(LOW-E玻璃),在兼顾其它光学性能要求的条件下,其发射率(也称辐射率)越低越好。二者的不同点是真空玻璃还要尽可能减小点阵支撑物的传热,目前新立基公司根据自有专利采用直径0.5mm的开口环形(或称C型)支撑物,点阵间距25mm,其热导约为0.5Wm-2k-1。中空玻璃则要尽可能减小气体传热。为了减小气体传热并兼顾隔声性及厚度等因素,中空玻璃的空气层厚度一般为9-24mm,以12mm居多。要减少气体传热,还可用大分子量的气体(如惰性气体:氩、氪、氙)来代替空气,但即使如此,气体传热仍占据主导地位。 对比

表1所列的是目前国内市场可用于真空玻璃生产的三种low-E玻璃,此三种low-E玻璃上镀有“在线”Low-E膜或带保护层的“离线”“硬”Low-E膜,二者均可耐500℃高温。

表2给出以上三种Low-E玻璃制成的四种真空玻璃的传热系数计算结果。

一般均匀材料用导热系数(热导率)λ表征其导热性能。其定义为:在稳态条件下,1m厚的物体,两侧表面温度差为1K时,单位时间内通过1m2 面积传递的热量。我国法定单位为Wm-1K-1。

真空玻璃不是均匀连续材料,是一薄片结构。为了便于与其它保温材料比较其性能,常引用“表观导热系数”或称“折算导热系数”的概念。其含义可想象成将许多片真空玻璃叠合到1m厚时,其导热系数的值。

实际上根据下式即可方便地算出表观导热系数

式中C为真空玻璃热导,单位为Wm-2K-1

式中d为真空玻璃厚度,单位为m

由此可算出表2中4种真空玻璃的表观导热系数列于同一表最后一栏中。

表3 列出几种常见建筑材料的导热系数

对比可知,真空玻璃由于特别薄,故表观导热系数远低于一般保温材料,也比我国GB4272-92标准规定的保温材料导热系数界定值0.12Wm-1K-1 小十多倍,说明它是性能极优良的保温隔热体。

如果以表3中红砖墙为例形象地比喻,不难算出表2中序号1至4的4种真空玻璃分别相当于厚为0.60m,0.66m,0.86m和1.10m红砖墙的保温性能。

由于中空玻璃的气体传热超过真空玻璃的支撑物传热,所以在玻璃原片类型相同条件下,真空玻璃的传热系数总是低于中空玻璃。表4序号1至4给出表2中同样4组玻璃制成的普通中空玻璃的参数,序号5-8则是同样4组玻璃制成充氩气中空玻璃的参数。

*12A 表示12mm空气 4L表示4mm Low-E玻璃

12Ar表示12mm氩气 4表示4mm白玻

*表内参数均为用window4.1软件计算值

优点

由表2和表4的结果对比可知,真空玻璃的K值比中空玻璃低得多,而且还兼有下列优点:

1.由于热阻高,防结露结霜性能更好。

2.由于间隔是真空,因而具有下列优点:

隔声性能好,特别是低频段隔声性能优于同样厚度玻璃构成的中空玻璃

不存在中空玻璃存在的内结雾结露问题

不存在中空玻璃水平放置时气体热导变化问题

不存在中空玻璃运到高原低气压地区的胀裂问题

3. 由于两片玻璃形成刚性连结,抗风压强度高于同等厚度玻璃构成的中空玻璃。比如,4mm玻璃构成的 真空玻璃,抗风压强度高于8mm厚玻璃,是两片4mm 玻璃构成的中空玻璃的一倍半以上。

4. 由于是全玻璃材料密封,内部又加有吸气剂,所用的Low-E膜是“硬膜”,不是易氧化变质变色的离线“ 软膜”,只要制造工艺和设备先进,真空玻璃使用寿命远比用有机材料密封的中空玻璃长得多。

5. 厚度比中空玻璃薄一倍以上,不仅可节省窗框材料,而且可以当成一片玻璃配合其它玻璃深加工技术 组合成夹层真空、“真空+中空”、“自洁真空”等具有各种性能的“组合真空玻璃”。这种与其它深加工技术 的兼容性,不仅可促进其它技术的发展,同时也正好可弥补真空玻璃的不足之处。例如目前还不能制造 钢化真空玻璃,但可利用组合技术来解决安全性问题。

因此,真空玻璃的特点使其具有综合性能优势。

隔音机理

真空玻璃和中空玻璃在结构和制作上完全不相同,中空玻璃只是简单的把两片玻璃粘合在一起,中间夹有空气层,而真空玻璃是在两片玻璃中间夹入胶片支撑,在高温真空环境下使两片玻璃完全融合,并且两片玻璃中间是真空的,真空状态下声音是无法传导的,当然由于真空玻璃的支撑成了声桥,所以真空度不可能达到百分百真空,但这些支撑只占玻璃的千分之一,这些只是微小的声桥就可以忽略不计。

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