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发表人：jutienwe |
发表时间：2010/12/30 14:15:00 |
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一、中空玻璃的概念
1、中空玻璃的概述
中空玻璃是由两片或多片玻璃，周边用间隔框分开，并用密封胶密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃深加工产品。中空玻璃的边缘是用密封胶严格密封的，中空玻璃内腔有干燥的空气或充有惰性气体，该部分气体被长期密封在腔内，无法与外界空气进行对流，中空玻璃两边的热量不会因为玻璃间气体的对流而带走热量。空气是热的不良导体，用密封气体隔开的两层玻璃相互热传导很少，从而起到良好的隔热作用。在中空玻璃两边出现较大温差时，单片玻璃的两个表面不会有很大的温差，因此不会产生结霜、结露的现象。由于中空玻璃良好的热绝缘性能，国外称它为“隔热玻璃”（Insulating glass）
制造中空玻璃所使用的玻璃原片可以选用各种类型的普通平板玻璃或具有特殊功能的符合玻璃制品。生产中空玻璃的方法主要有四种：焊接法、熔接法、胶接法、胶条法。
中空玻璃和普通双层玻璃有着本质的区别。两者最本质的区别是前者密封，后者不密封。正是由于双层玻璃的不密封使得灰尘、水汽很容易进入玻璃内腔，水汽遇冷结霜、遇热结露，附着在玻璃内表面的灰尘永远不能清除，安装使用不久，就会使窗户的玻璃模糊一片，污秽不堪。当然，双层玻璃在一定程度上也能起一定的隔音、隔热作用，但性能却和中空玻璃相差甚远。
中空玻璃不是真空玻璃，中空玻璃内腔气体的压力基本与外界一致，否则非常容易造成玻璃的破碎。真空玻璃是将两片玻璃四周密闭起来，将其间隙抽成真空，两片玻璃之间的间隙为0.1－0.2mm，中间用粒子隔开。真空玻璃的两片玻璃有一片是膜面向里的低辐射玻璃，降低两片玻璃之间的辐射换热，这样通过真空玻璃散失的热能降低到最低，其隔热原理与保温瓶的保温隔热原理相同。
我国中空玻璃产品结构大致可分为两大类：普通型和复合型（特殊型）。普通型：以浮法白玻为基片，以一个气室为主的中空玻璃结构。这类结构的产品具有中空玻璃的三大基本功能：节能、隔音降噪、防霜露；复合型：采用镀膜玻璃、安全玻璃、丝网印刷玻璃、离子着色浮法玻璃、LOW-E玻璃等基片，以一个气室为主的中空玻璃结构。这类结构产品，除了具有中空玻璃的三个基本功能外，还增加了安全性、装饰美化之功能。
二、中空玻璃的性能
1、中空玻璃的隔热原理：
众所周知，能量的传递有三种方式：即辐射、对流和传导。辐射传递是能量以射线辐射的形式进行传递，这种射线包括可见光、红外线和紫外线等，就像太阳光线一样。在相同条件下，将透过玻璃的太阳能与透过3mm透明玻璃的太阳能之比定义为遮阳系数Sc，透过3mm透明玻璃的太阳能为630W/m2，太阳直接辐射能为630W/m2*Sc，即3mm透明玻璃的Sc值为1，而6mmCEB22＋12A＋6mm的Sc值为0.3，因此合理地配置中空玻璃和中空玻璃间隔层厚度，可以最大限度地降低能量通过辐射形式的传递，从而降低能量的损失。
对流传递是由于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入交换产生对流，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。
对流热传导热能＝U值*（T室外－T室内）
U值反映的是：因对流传导传递而透过玻璃的热能，其中包括玻璃吸收热能后再向外辐射的传递。LOW-E中空玻璃的U值比普通中空玻璃约低36％－40％。因此合理的中空玻璃设计，可以降低气流的对流，从而降低能量的对流损失。
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，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。玻璃的热传导系数用K值来表示。
K＝Q/[A*(T1-T2)]
Q－通过窗的热流量
A－窗面积
T1－室外气温
T2－室内气温
我们知道，玻璃的导热系数是0.77W/m2K。而空气的导热系数是0.028 W/m2K，由此可见，玻璃的热传导率是空气的27倍。空气中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。
玻璃传热对比表
玻璃的种类、结构
夏季传入室内的热量（W/m2）
冬季传入室内的热量（W/m2）
6mm单片透明玻璃
710
154
普通透明中空玻璃
594
69
单片热反射玻璃
368
137
热反射中空玻璃
242
64
LOW-E中空玻璃
215
41
2、中空玻璃的隔音性能
声音是人耳感觉到的，可闻波段的声波（20－16000HZ范围内的机械波），其强弱用声级表示，单位为分贝（dB）。衡量隔音性能的指标是计权隔声量Rw，或传声级（STC），单位均为分贝Db。
玻璃是刚体材料，声波透过时将强制其震动并损失能量，因而透过的声波被衰减，即玻璃可减弱声波的传递而具有隔音性。单片玻璃是一个孤立的刚体，增加刚体的厚度可有效衰减声波的传递，但靠无限增加玻璃的厚度来声波的传递显然是不现实的。而中空玻璃是将玻璃用空气隔离成两个刚体，会使声音震动的传递间断并被部分吸收，这会进一步降低透过声波的声级。中空玻璃的隔音性能与玻璃的厚度、间隔层中气体的成分、间隔层的数量和厚度有关。
3、中空玻璃的防结露、降低冷辐射和安全性能
由于中空玻璃内部存在着可以吸附水分子的干燥剂。因此中空玻璃内部的气体是干燥的，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）中空玻璃在同样的条件下，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。
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℃，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空间的67.4％，为采用双层中空玻璃（3＋6＋3）则为13.4％。
三、中空玻璃的生产工艺
中空玻璃的早期生产工艺方法有四种：焊接法、熔接法、胶接法、胶条法。焊接法和溶胶法工艺是20世纪中期出现的，工艺复杂、成本较高，但可以实现大规模机械化生产，产品质量好、寿命长。胶接法是比较早期开始使用的生产工艺，随着粘接胶质量的逐步改进，产品质量寿命都比以前有很大提高，这种方法在目前被广泛采用，这种工艺方法需要的设备和技术比较简单，制造成本稍低，适用于手工生产和大规模的自动生产。胶条法生产工艺是在胶接法基础上发展起来的，目前在汽车玻璃行业使用比较多。
1、焊接法
焊接法工艺生产中空玻璃是英国最早开始采用的，其原理是采用类似于金属钎焊的方法把两块玻璃焊接在一起。用于钎焊的金属材料一般采用铜、铅等材料，铁、锡、铬、镍等材料也可以使用。
该方法工艺较为复杂，只有自动化程度较高的自动焊接方法才能实现大规模工业化生产，焊接密闭性才能得到保证。这种工艺方法生产的产品使用更为耐久。
2、熔接法
熔接法中空玻璃是对两块材质相同玻璃的边部进行加热，使其熔化而直接熔合在一起。熔接法生产的中空玻璃不需要中间隔音框，使用寿命很长，但生产效率偏低。
3、胶接法
胶接法生产工艺技术简单，产品质量好，生产效率高，它是用耐候密封胶把两块或多块由隔音框间隔放置的玻璃粘接起来。
典型胶接法槽铝式中空玻璃结构示意图
中空玻璃的框架材料一般为铝条，也可以使用塑料、橡胶、木材等轻质材料，用丁基胶（BUTYL）与玻璃粘在一起。
中空玻璃的密封结构主要有两种：单道密封和双道密封。单道密封结构是指中空玻璃结构只打一道胶，可选择硅酮胶、聚硫胶、聚胺脂、热融丁基胶。双道密封结构是指中空玻璃结构打两道胶，通常使用丁基胶作为第一道密封胶，使用聚硫胶或硅酮结构胶作为第二道密封胶。用于第一道密封胶的胶抗水汽透过率非常高，分别是聚硫胶的30倍、硅酮结构胶的60倍，但机械性能不如结构胶，而第二道密封胶的结构性能高，抗水汽透过率差。采用双道密封结构，使中空玻璃的密封性和耐久性得到保证。其性能远胜于单道密封胶。
目前国内市场上应用最多的槽铝式中空玻璃就是胶接法产品。其生产工艺流程如下：
玻璃上片
洗涤干燥
加边框
压合
LOW-E玻璃边部除膜
制框
封胶
边框涂丁基胶
检验入库
①玻璃上片：
中空玻璃的基片一般为无色浮法玻璃或其他彩色玻璃、遮阳玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃，厚度一般为3～12mm，上述玻璃必须符合GB11614中一级品、优等品的规定，经检验合格后方可使用。上片时首先应检验玻璃尺寸是否与订单相符。其次在操作中，应随时注意玻璃的表面质量，不得有划伤、擦伤、崩边、气泡、夹渣等明显缺陷。
如果中空玻璃的基片玻璃为普通LOW-E膜极易氧化，为使LOW-E中空玻璃的粘接和密封质量得到充分保证，在清洗前应对其进行边部除膜，以保证产品质量。除膜宽度＝胶深＋铝框宽度，除膜过程中应注意除膜效果，务必保证除干净，并不产生划伤、擦伤等缺陷。在此过程中，除膜轮的质量起到很关键的作用。
②玻璃清洗干燥：
玻璃清洗一定要采用专用清洗机清洗，因为人工清洗无法保证清洗质量。清洗前须检验玻璃无划伤，为保证密封胶与玻璃的粘接性，最好使用去离子水。为了节约水资源，洗涤用水可以循环使用，对循环水进行过滤，保证长期使用。清洗后的玻璃要通过光照检验，检验玻璃表面有 |
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