[科普中国]-中空玻璃

中空玻璃由美国人于1865年发明，是一种良好的隔热、隔音、美观适用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料。

它是用两片（或三片）玻璃，使用高强度高气密性复合粘结剂，将玻璃片与内含干燥剂的铝合金框架粘结，制成的高效能隔音隔热玻璃。中空玻璃多种性能优越于普通双层玻璃，因此得到了世界各国的认可，中空玻璃是将两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。其主要材料是玻璃、暖边间隔条、弯角栓、丁基橡胶、聚硫胶、干燥剂。

结构中空玻璃是由两层或多层平板玻璃构成。四周用高强高气密性复合粘结剂，将两片或多片玻璃与密封条、玻璃条粘接、密封。中间充入干燥气体，框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。可以根据要求选用各种不同性能的玻璃原片，如无色透明浮法玻璃压花玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、夹丝玻璃、钢化玻璃等与边框（铝框架或玻璃条等），经胶结、焊接或熔接而制成。

其结构如图双层中空玻璃剖面图。中空玻璃可采用3、4、5、6、8、10、12mm厚片度原片玻璃，空气层厚度可采用6、9、12mm间隔。

玻璃的热传导率是空气的27倍，只要中空玻璃是密封的，该中空玻璃就在最佳隔热效果。

中空玻璃的玻璃与玻璃之间，留有一定的空间。框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。中空玻璃的两层间距一般为8mm。

高性能中空玻璃与一般普通中空玻璃不同，除在两层玻璃中间封入干燥空气之外，还要在外侧玻璃中间空气层侧，涂上一层热性能好的特殊金属膜。它可以截止由太阳射到室内的相当的能量，起到更大的隔热效果。

原理由于中空玻璃内部存在着可以吸附水分子的干燥剂，气体是干燥的，在温度降低时，中空玻璃的内部也不会产生凝露的现象，同时，在中空玻璃的外表面结露点也会升高。如当室外风速为5m/s，室内温度20℃，相对湿度为60%时，5mm玻璃在室外温度为8℃时开始结露，而16mm（5+6+5）中空玻璃在同样条件下，室外温度为-2℃时才上结露，27mm（5+6+5+6+5）三层中空玻璃在室外温度为-11℃时才开始结露。

中空玻璃的能量传递有三种方式：即辐射传递、对流传递和传导传递。

辐射传递

辐射传递是能量通过射线以辐射的形式进行的传递，这种射线包括可见光、红外线和紫外线等的辐射，就象太阳光线的传递一样。合理配置的中空玻璃和合理的中空玻璃间隔层厚度，可以最大限度的降低能量通过辐射形式的传递，从而降低能量的损失。

对流传递

对流传递是由于在玻璃的两侧具有温度差，造成空气在冷的一面下降而在热的一面上升，产生空气的对流，而造成能量的流失。造成这种现象的原因有几个：一是玻璃与周边的框架系统的密封不良，造成窗框内外的气体能够直接进行交换产生对流，导致能量的损失；二是中空玻璃的内部空间结构设计的不合理，导致中空玻璃内部的气体因温度差的作用产生对流，带动能量进行交换，从而产生能量的流失；三是构成整个系统的窗的内外温度差较大，致使中空玻璃内外的温度差也较大，空气借助冷辐射和热传导的作用，首先在中空玻璃的两侧产生对流，然后通过中空玻璃整体传递过去，形成能量的流失。合理的中空玻璃设计，可以降低气体的对流，从而降低能量的对流损失。

传导传递

传导传递是通过物体分子的运动，带动能量进行运动，而达到传递的目的，就象用铁锅作饭和用电烙铁焊东西一样，而中空玻璃对能量的传导传递是通过玻璃和其内部的空气来完成的。我们知道，玻璃的导热系数是0.77W/ mk。而空气的导热系数是0.028 W/ mk，由此可见，玻璃的热传导率是空气的27倍，而空气中的水分子等活性分子的存在，是影响中空玻璃能量的传导传递和对流传递性能的主要因素，因而提高中空玻璃的密封性能，是提高中空玻璃隔热性能的重要因素。1

特点①较大的节能效果

高性能中空玻璃，由于有一层特殊的金属膜，可达到0.22-0.49遮蔽系数，使室内空调（冷气）负载减轻。传热系数1.4-2.8W（m2.K），比普通中空玻璃好。对减轻室内暖气负荷，同样发挥很大效率。因此，窗户开得越大，节能效果越明显。

②改善室内环境

高性能中空玻璃可以拦截由太阳射到室内的相当的能量，因而可以防止因辐射热引起的不舒适感和减轻夕照阳光引起的目眩。

③丰富的色调和艺术性

高性能中空玻璃有多种色彩，可以根据需要选用色彩，以达到更理想的艺术效果。

④高性能中空玻璃用途

适用于办公大楼、展览室、图书馆等公共设施和像计算机房、精密仪器车间、化学工厂等要求恒温恒湿的特殊建筑物。另外也可以用于防晒和防夕照目眩的地方。

注意事项：中空玻璃中间封入干燥空气，因此根据温度、气压的变化，内部空气压力也随之变化，但玻璃面上只产生很小的变形。另外，制造时可能产生微小翘曲，施工过程中也可能形成畸变。所以包括这样一些因素在内，有时对反射也相应地有些变化，应予以重视。选用颜色不同，反射也不尽相同。

金、铜及银金属涂层在中远红外区，即波长范围大于4μm时，反射率很高。如金属涂层为典型厚度，全部反射率可达90%-95%，高红外反射率就相当于低发射率（Low-e），这会减少中空玻璃组件内外玻璃板的辐射转换，与此相应的是，与空气层为12mm标准中空玻璃构件比较，其隔热值能够从0.3W/(m2.K)。另外，如构件中的空气由重气体替代的话，其隔热值是1.4W/(m2.K)。减薄金属层的厚度，透光率可以增加到60%-60%左右。此种极薄的涂层具有非常好的保护太能的作用，同时还仍有很高的红外反射率值，在85%或75%范围内。空气层为12mm中间充以重气体，用涂层隔热值可达1.6-1.9W/(m2.K)。

主要用途中空玻璃主要用于需要采暖、空调、防止噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上。广泛应用于住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合。也可用于火车、汽车、轮船、冷冻柜的门窗等处。2

中空玻璃主要用于外层玻璃装饰。其光学性能、导热系数、隔音系数均应符合国家标准。结构合理，设计符合标准的中空玻璃，才能发挥其隔热、隔音、防盗、防火的功效。采用抽真空双层钢化玻璃更可以到达实验室标准！市场上还有添加惰性气体和彩色颜料气体的中空玻璃，以及增加美景条等起到加固和装饰作用。

中空玻璃铝隔条的作用：铝被称为活泼金属元素，但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜，使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应，放出大量热，用此种高反应热，铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。

常见分类一．浮法中空玻璃

二．钢化中空玻璃

三．镀膜中空玻璃

四．LOW-E中空玻璃

常见的中空玻璃：5+9A+5双层中空。圣海门窗解释说这里的5是指玻璃的厚度是5mm，9指的是中空部分有9mm，字母A是air的缩写。市场上还有的型号5+15A+5，5+22A+5，5+27A+5，5+32A+5等等，知道了上面的含义就不难理解了。

安全性能

由于中空玻璃的隔热性能较好，玻璃两侧的温度差较大，还可以降低冷辐射的作用；当室外温度为-10℃时，室内单层玻璃窗前的温度为-2℃而中空玻璃窗前的温度是13℃；在相同的房屋结构中，当室外温度为-8℃，室内温度为20℃时，3mm普通单层玻璃冷辐射区域占室内空间的67.4%，而采用双层中空玻璃（3+6+3）则为13.4%。

使用中空玻璃，可以提高玻璃的安全性能，在使用相同厚度的原片玻璃的情况下，中空玻璃的抗风压强度是普通单片玻璃的1.5倍。

发展前景居民消费结构升级、鼓励企业自主创新、新农村建设和城镇化进程等都将保证国内市场对玻璃产品的中长期需求增长趋势不变。随着建筑、汽车、装饰装修、家具、信息产业技术等行业的发展和人们对生活空间环境要求的提高，安全玻璃、节能中空玻璃等功能性加工产品得到广泛应用。平板玻璃的供求格局和消费结构正在发生变化。

玻璃行业的发展与国民经济的许多行业都存在着联系，玻璃行业对推动整个国民经济的发展都起着积极作用。因此“十一五”规划中也对玻璃产业的发展提出了具体要求。也颁布了各项法律法规来规范玻璃行业的健康发展。在新的形势下，玻璃工业必须按照科学发展观的要求，转变增长方式，有效调整产业结构，才能促进行业健康发展。3

设计要点1 槽铝式双道密封中空玻璃第一道密封用丁基胶，具有极低的水蒸气透过率；第二道密封胶主要有聚硫胶和硅酮胶。聚硫胶水蒸气透过率小于硅酮胶，但抗紫外线能力不如硅酮胶，故适用于窗或有框玻璃幕墙（因铝框可遮阳，避免太阳光直接照射）；硅酮胶则适用于隐框玻璃幕墙，其抗紫外线能力及强度均高于聚硫胶。当建筑对中空玻璃有较高的装饰性要求时，可选用乳白色或透明的硅酮胶。木窗则忌用硅酮胶做为第二道密封，因其抗木制品防腐剂的能力很差，密封剂会因迁移而受损。

2 间隔铝框宜采用连续长管弯角式，接头处应用丁基胶做密封处理；间隔铝框如采用四角插接式，其各个接头处亦应用丁基胶做密封处理，以此做成的中空玻璃，使用寿命不如前者。当中空玻璃第二道密封胶采用硅酮胶时，不应采用四角插接式间隔铝框的中空玻璃。

3 因为使用了密封胶密封，故不应在70℃或更高的温度下使用，否则会大大影响中空玻璃的使用寿命。

4 中空玻璃空气层内部压力的变化使玻璃变形，会导致影象畸变，故在海拔1000m或以上使用中空玻璃时，空气层的气压必须调整，在下订单时应与玻璃供应商商议。

5 窗户的隔热性能与窗框材料密切相关，因此应选择隔热性能良好的窗框材料。

6 如用作采光顶棚，室内侧玻璃应使用夹层或防爆膜。

7 Low-E中空玻璃，膜面位于第2面或第3面，应根据设计需要选择。如果设计的中空玻璃必须为大小片形式，则膜面必须置于第3面。

8 四边支承中空玻璃的最大许用面积为中空玻璃按两单片玻璃薄片厚度计算出的最大许用面积的1.5倍。

9 建筑设计时应对以下技术性能提出要求：保温性能、隔热性能、隔声性能、采光性能、密封性能、耐候性能。

暖边密封系统

（1）门窗用中空玻璃，可以采用单独使用胶条密封系统作为单道密封方式，可以保证中空玻璃具有10年以上的使用寿命。幕墙用中空玻璃，必须在胶

条的外面封结构胶作为二次密封胶，以保证中空玻璃具有足够的结构强度。

（2）特别适宜制作异形中空玻璃和充气中空玻璃，尤其适宜异形充气Low-E中空玻璃使用，因为胶条本身没有对Low-E 膜层产生不良影响的挥发气体，所以能够保证Low-E中空玻璃具有长久的使用寿命。

（3）超级间隔条式中空玻璃

窗用中空玻璃，可在超级间隔条的外侧封足够深度的热熔丁基胶，以保证中空玻璃密封系统具有足够的抗水气渗透性能。幕墙用中空玻璃，必须在热熔丁基胶外侧封足够深度的第三层结构胶，以保证中空玻璃具有足够的结构强度和使用寿命。

传统暖边间隔系统

（1）U 型条式中空玻璃

窗用中空玻璃，可以仅仅采用热熔丁基胶作为单独的密封材料使用。幕墙用中空玻璃，必须在热熔丁基胶外侧封足够深度的结构胶，以保证具有足够的粘结强度和使用寿命。在用做充气中空玻璃时，必须十分注意U 型条接头处的密封。

（2）注胶式铝条中空玻璃

基本等同与传统铝条中空玻璃，需要注意的是由于这种产品采用的是在两个铝条中间采用隔热材料粘结，因此整个铝条的厚度必须超过12mm 才能实现，而且由于中间隔热材料的特性，很难在拐角处实现弯角处理，所以在设计使用充气中空玻璃时需要注意接角处的密封控制。

工艺条件

1、根据风荷载控制开孔规定尺寸及所需玻璃的厚度。
2、中空玻璃要制成构建，尺寸不能改变，装配中空玻璃的开孔应是长方形和垂直的，注意检查其规格的精确性。
3、中空玻璃不允许有任何表面被油漆或纸张所覆盖，因为这会造成局部过热而导致破碎。
4、中空玻璃不得与框架直接接触。
5、安装要求应根据镶嵌中空玻璃的材料种类而变化。

主要问题中空玻璃作为建筑节能材料，因其具有良好的隔热和隔音性能而被广泛应用。同时对中空玻璃的质量要求越来越高。据了解，中空玻璃最大的质量问题就是在使用中空气层结露，而空气层结露的原因就是空气层的露点在使用过程中升高了。因此控制中空玻璃的露点是控制中空玻璃质量的关键。

中空玻璃在使用过程中，当环境温度降低到使玻璃表面温度降低至干燥空气层内的露点时，干燥空气层的表面会产生结露或结霜。由于玻璃内表面的结露或结霜而影响中空玻璃性能。如果保证空气层在零下40摄氏度以上不结露，中空玻璃在使用过程中是不出现空气层结露现象的。

中空玻璃的露点是指密封于空气层中的空气湿度达到饱和状态时的温度。低于该温度，空气层中的水蒸汽就会凝结成液态水。可推出：水的含量越高，空气的露点温度也就越高，当玻璃内表面温度低于空气层内空气的露点时，空气中的水分就会在玻璃内表面结露或结霜。

中空玻璃的露点上升是由外界的水分进入空气层而不被干燥剂吸收而造成的，有三种原因可能会导致露点上升：

（1）密封胶内存有气泡，导致空气水分进入。

（2）水气通过聚合物扩散进入空气层中。

（3）干燥剂的有效吸附能力低。

控制措施（1）严格控制生产环境温度

生产环境主要影响附能力及剩余吸附能力。

（2）减少水分通过聚合物的扩散

主要靠选择低渗透系数的密封胶，确定合理的密封厚度，减少中空玻璃的内外温度差（即控制在一定温度范围内生产而不能使温度范围过大）。

（3）缩减生产工艺时间

尽量减少干燥剂与大气接触的时间，减少吸附能力的损失而使干燥剂有较高的吸附能力。

（4）选择合适的铝型材

其细孔的导气缝要小，减少操作过程中分子筛的吸水率。

（5）选择合适的干燥剂

要选择吸附率较高且持久的干燥剂。

相信通过选料、加工、环境等各个环节的控制，中空玻璃的质量会得到明显的控制。

制作流程1加热的玻璃宜采用多组压辊，逐渐压至要求厚度。每组压辊应相互平行，确保压制玻璃厚度均匀。

2经压机出口处胶条的温度应控制在40-55℃。

3复合胶条中空玻璃的封口采用三步程序即压、拐、捏程序完成最后中空玻璃的封口操作。

①压：将外侧的胶条沿着边部垂直方向向另一段压条挤压，到两段胶条完全融合到一起为止；

②拐：将多余的胶沿着中空玻璃中间的空间层抹平，使外面没有多余的胶存在；

③捏：将两片玻璃向内捏，消除因为压、拐造成的玻璃向外侧分离造成的间隙。

注意问题

①胶条离开热压机的温度；

②胶条封口温度、厚度、平整度、位移；

③胶条密封面的贴合完整性；

④封口严实性。

鉴别方法1、填充惰性气体氩和氪

据节能住宅设计建设的行家介绍，就一扇窗户而言，屋内热能的散失主要通过窗框传导、玻璃辐射、窗页和门框的缝隙对流等途径，因而也就有了“中空玻璃”的应运而生。事实上“中空玻璃”并不“空”，按技术要求中空玻璃的两层间距一般为8mm，试验证明，如果8mm的间距完全真空，大气压力会将玻璃压碎。故合格的中空玻璃。其夹层亦即8mm厚的间距空间必须填充惰性气体氩和氪。充填后，检测显示其K值（传热系数极限值），同比真空状态下，还可下降5%，这就意味着保温性能更好。

2、市面上混淆双层玻璃

换言之，如果你选购回的中空玻璃其夹层内真正是“空”的，那无疑就说明其保温或者说隔热隔冷性能充其量就是双层玻璃，保温节能的功效必然差，科学检测证明，合格的中空玻璃，能使一般窗玻璃传热系数极限值k值能从原来的3.5降到2.8，传热性能下降就能使屋内热量不容易散失。市面冒牌的中空玻璃，多半只是将两块玻璃简单地固定在一起，其隔热性能无疑很差。

3、玻璃间夹带孔的铝条

隔热性能低劣的“双层玻璃”，常因空气水汽的进入而致使夹层内起雾发花，甚至结出霉点，于是一些企业往往采用在两片玻璃间夹有带孔的铝条，在铝条的孔隙中放上颗粒状干燥剂的“加工”手法，实际上只是起了暂时掩人耳目的作用，并未提高双层玻璃的任何隔热性能，时间一长干燥剂失效后，还是会露馅。

“验明正身”的一个窍门，就是冬季里看看玻璃之间有没有出现冰冻，春夏看有没有水汽。当然，当中嵌有铝条的，往往假真空的居多。窗框的质材也是一个标志，中空玻璃一般均为塑钢而非铝合金的。

技术参数GB11944-2002的规定摘录如下：

① 材料

a.玻璃可采用浮法玻璃、夹层玻璃、压花玻璃、吸热玻璃、镀膜玻璃、钢化玻璃、幕墙用钢化和半钢化玻璃、着色玻璃等。浮法玻璃应符合GB11614的规定，夹层玻璃应符合GB9962的规定，钢化玻璃应符合GB9963的规定，幕墙用钢化和半钢化玻璃符合GB17841的规定。其他品种的玻璃应符合相应标准或由供需双方商定。

b.密封胶应满足以下要求：

中空玻璃用弹性密封胶应符合JC/T486的规定；

中空玻璃用塑性密封胶应符合有关规定；

使用的第一道、第二道密封胶组份间色差应分明；有效期在半年以上；

隐框幕墙用第二道密封胶必须是硅酮密封胶；必须满足中空玻璃性能要求。

c 胶条：用塑性密封胶制成的含有干燥剂和波浪型铝带的胶条，其性能应符合相应标准。

c.间隔框：使用金属间隔框时，应去污或进行化学处理。

d.干燥剂的质量、规格、性能应符合相应标准。

②中空玻璃的长度及宽度允许偏差如下：

长度或宽度允许偏差（mm）

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