双层玻璃空气层厚度变化对热阻影响的实验研究

2024年4月2日发(作者：社会实践感悟)

中空玻璃的隔热原理

若想减少建筑物在窗玻璃上的能量损失，就需使用隔热性好的玻璃，中空玻璃便应运而

生。中空玻璃的隔热能力主要来自于密封着的空气层，因为空气的导热系数为0.028W/m.k，

是玻璃导热系数(0.77W/m.k)的1/27。密封着的空气层基本依靠传导传热，因此能较大程度地

提高中空玻璃的隔热效果(但不是唯一提高中空玻璃隔热性能的途径)。

中空玻璃的热阻由下几部分组成：

R总=R＋ΣRG＋ΣRA＋Rr (1)

其中：

R总 —中空玻璃的热阻

R和RI—分别为中空玻璃内外表面的热阻

ΣRG—玻璃单片的热阻之和

ΣRA—各层空气中热阻之和

中空玻璃内外表面存在热阻是由使用环境决定的，在设计上被视为已知数。

玻璃的热阻ΣRG取决于玻璃的总厚度：

ΣRG=Σδ/λG (2)

式中δ是玻璃的厚度，λG是玻璃的导热系数。

一结构为(6＋12A＋6)的中空玻璃，其玻璃的热阻是：

ΣRG=(6+6)/(0.77*1000)=0.0156m²K/w，而经测定该中空玻璃总热阻是0.33m²K/W，

可见玻璃所占热阻仅为总热阻的4.6％。因此，提高玻璃厚度对提高中空玻璃的总热阻意义

甚微。

空气间隔的传热以辐射、对流和传导三种方式进行，每个空气层的热阻为：RA=1/(α对+α

辐+α传)，辐射传热系数α辐取决于构成中空玻璃两内表面的温度及辐射率；对流传热系数

α对主要取决于空气间隔层厚度、温度及安装方式(垂直或水平)等因素；传导传热系数α传

一般主要取决于空气层厚度。一空气层厚度为10mm的中空玻璃，通过空气层的传热比例

为：辐射传热占60％，传导热热占38％，对流传热占2％。空气层的辐射传热占第一位，

热传导其次，对流仅占极小的比例。因此，要提高空气层的隔热能力最主要的是应努力减少

辐射传热和传导传热。

从对中空玻璃的隔热节能原理分析中可以看出：中空玻璃空气层的热阻对整个中空玻璃

的隔热能力影响最大，要提高中空玻璃的隔热性，就必须提高中空玻璃空气层的隔热能力。

三、提高中空玻璃节能效果的主要措施

提高中空玻璃节能效果要从两方面着手，一是提高中空玻璃的隔热能力，增加中空玻璃

的保温效果，减少热量通过中空玻璃造成的损失；二是合理控制太阳能，使太阳能成为一种

辅助能源加以利用。

1、提高中空玻璃的隔热能力

要提高中空玻璃的隔热节能力，就必须提高中空玻璃空气层的热阻，即减少空气层的辐

射传热、传导传热和对流传热，使α对、α辐与α传之和达到最小，这需要从以下几方面采

取措施。

a.采用低辐射玻璃以减少辐射传热

从对中空玻璃的隔热原理分析中可以看出：中空玻璃的空气层是影响隔热能力的关键。

而通过空气层传热最多的是辐射传热，因此减少辐射传热对提高中空玻璃的隔热能力效果最

为显著。低辐射玻璃有很低的表面辐射率，镀膜面的辐射率可以达到0.08～0.15，是普通玻

璃表面辐射率(0.84)的1/5－1/10，从而使通过空气层的辐射传热大为减小，同时，低辐射膜

层对红外，远红外有较高的反射能力，可将由采暖，照明和居住者所产生的长波能量反射回