Architectural & Functional Glass №4 2021
许海凤
（北京奥博泰科技有限公司，北京 100070）
摘要：本文介绍了高性能节能玻璃的分类，性能参数，分析了不同气候条件下高性能玻璃的舒适性特点。
0 引 言
随着建筑节能标准要求的不断提高，以及人民生活水平的不断改善，我国对高性能节能玻璃的需求日益增长。 2020年9月22日，中国习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话时指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
众所周知，建筑能耗占全社会总能耗比值较高，那么优质建筑材料的使用，能够有效降低建筑能耗，助力实现“碳达峰和碳中和”的目标。
具体到建筑材料中的透明部分——玻璃，是建筑的眼睛，也是能量流失的主要窗口，高性能玻璃的使用对降低建筑能耗不容小觑。那么什么是高性能节能玻璃？高性能玻璃有哪些类型？所谓的“高性能”指标高在哪里？如何用具体参数加以体现？高性能玻璃给人带来哪些舒适的体验？本文将围绕这几个问题，与读者进行交流。
1 什么是高性能节能玻璃
近期发布的中国建筑玻璃与工业玻璃协会团体标准《高性能节能玻璃技术条件》T/ZBH 011—2019中规定：高性能节能玻璃，是指采用镀膜、中空和真空等工艺技术制备，具有显著保温隔热效果的建筑用玻璃制品。
2 高性能节能玻璃分类
超低能耗建筑大家已经不再陌生，目前在中国逐步推广中，是未来建筑发展的大趋势。不容置疑，超低能耗建筑要配置高性能的节能玻璃，不同的地区还要选择不同性能的节能玻璃。近期发布的中国建筑玻璃与工业玻璃协会团体标准《被动式低能耗建筑透明部分用玻璃》T/ZBH 012—2019中对超低能耗建筑适用的节能玻璃分类如下。
按构成形式分为以下类别：中空玻璃、真空玻璃、真空复合中空玻璃、热镜膜中空玻璃。中空玻璃又分为：单腔中空玻璃、 双腔中空玻璃、多腔中空玻璃等；真空复合中空玻璃分为：真空复合单腔中空玻璃，真空复合双腔中空玻璃等；热镜膜中空玻璃分为：双腔热镜膜中空玻璃，三腔热镜膜中空玻璃。以上几种玻璃的结构示意图见图1~图
3。
（a）单腔中空玻璃 （b）双腔中空玻璃 （c）多腔中空玻璃
图1
中空玻璃示意图
（a）真空复合单腔中空玻璃 （b）真空复合双腔中空玻璃
图2 真空复合中空玻璃示意图
建筑玻璃与工业玻璃2021，№4
- 27 -
（a ）双腔热镜膜中空玻璃 （b ）三腔热镜膜中空玻璃
图3 热镜膜中空玻璃示意图
值得提出的是，高性能节能玻璃不局限于标准中和本文提到的玻璃，新产品日新月异，如电致变玻璃、气凝胶玻璃等等，都是性能优异的新产品。所以高性能玻璃并不是单纯的某几种玻璃，关键是保温隔热性能好，实现方式可以多种多样。
3 高性能玻璃关键要素
高性能玻璃相关的标准目前有2项，分别是《被动式低能耗建筑透明部分用玻璃》T/ZBH 012—2019和《高性能节能玻璃技术条件》T/ZBH 011—2019。
其中《被动式低能耗建筑透明部分用玻璃》T/ZBH 012—2019中，对材料及构造的关键要求如下：
• 多腔中空玻璃每个腔体内镀有Low-E 膜的面数不宜超过1个。
• 真空玻璃Low-E 膜面的位置应在真空腔内。• 严寒、
寒冷及夏热冬冷地区应采用暖边间隔条。• 中空玻璃气体间隔层厚度不宜小于9mm。• 中空玻璃、
热镜膜中空玻璃腔体内应充惰性气体，初始气体含量大于等于85%。
• 第一道密封胶应使用丁基胶或热塑性间隔密封胶。
• 第二道密封胶宜采用聚硫胶，水气渗透率应小于等于15g/（m 2·d ）。
• 真空玻璃宜放置吸气材料。
• 真空玻璃封接材料不宜采用有机材料。此外，该标准给出了不同地区玻璃的光热参数要求（可见光透射比τv、传热系数K、太阳能总透射比g、太阳红外热能总透射比g IR ），并规定了相应的试验方法。值得提出的是，光热参数除了传统的检测方法外，增加了整体无损检测方法，可以按《建筑用节能玻璃光学及热工参数现场测量技术条件与计算方法》GB/T 36261—2018规定的方法进行测试。
此外，在附录部分，给出了附录A 太阳红外热能
总透射比g IR 计算公式，附录B 外窗规格、分格形式及玻璃规格，附录C 各种玻璃典型结构及厚度以及真空复合中空玻璃传热系数K 值计算方法。g IR 对行业技术人员来说还算是有些陌生的一个概念，附录A 的给出，便于技术人员更深刻地理解g IR 的定义并掌握其
计算方法。附录B 有助于推动被动式建筑采用标准化的外窗和玻璃，有利于降低材料成本，并控制产品质量。附录D 真空复合中空玻璃传热系数K 值计算方法的给出，便于工程技术人员计算真空复合中空玻璃的传热系数，不需要同时参考多个标准。
4 高性能玻璃的光热参数
由高性能节能玻璃的定义可看出，高性能节能玻璃一定是具有“显著”的保温隔热效果，体现在具体的性能参数上面，应从传热系数K 值、太阳能总透射比g、遮阳系数Sc、红外热能总透射比g IR 及可见光透射比T v 来加以控制。
表1对部分高性能节能玻璃的参数做了举例计算，供大家参考。
5 高性能玻璃的舒适性分析
保温玻璃膜5.1 表面温度及防结露性能
在严寒的冬季，站在窗边，我们会感受到冷飕飕的风，身体有不舒服的感觉，这是“冷辐射”。但如果采用高性能玻璃，这种冷飕飕的感觉会得以明显改善。究其原因，主要是因为，采用高性能玻璃，保温性能更好，可以更好地隔绝室内外热量的传递，因此室内侧玻璃表面的温度较高，与室内空气的温差较小，冷辐射现象会得到改善。
下面对普通玻璃和高性能玻璃在不同的环境温度下分别进行计算，大家能够通过数据看到不同玻璃类型，室内侧玻璃表面温度的明显差异，见表2。
河北省地方标准《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》（DB13（J ）/T177—2015）中规定，室内温度宜为20～26℃，围护结构内表面温度不得低于室内温度3℃，门窗的室内一侧不出现结露现象。结合表2，只有部分高性能的玻璃能够达到要求，普通玻璃无法满足。
室内侧玻璃表面的温度的高低，也是决定玻璃表面是否会结露的重要因素。当玻璃表面温度低于室内环境下（室内空气的温度和湿度）的露点温度时，玻
璃表面就会结露。因此，在严寒的冬季，室内侧玻璃温度表面越高越好。显然，高性能节能玻璃，其表面温度要明显高于普通玻璃表面温度，更加接近室内温度，可有效避免结露现象的产生，提高舒适性。
5.2 隔声性能
高性能玻璃不仅仅具有优异的节能特性，还应具有良好的隔声特性，以提高环境舒适性。
典型玻璃的计权隔声量R w如表3所示。
高性能玻璃一般用于低能耗建筑。低能耗建筑一般对室内环境会有具体的规定，例如，河北省地方标准《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》（DB13
（下转第30页）
表1 部分高性能玻璃光热参数
玻璃结构Low-E类型Low-E玻璃
辐射率ε
传热系数K值
W/（m2·k）
遮阳系数
Sc
太阳能
总透射比g
红外热能
总透射比g IR
可见光
透射比T v
双腔中空玻璃6Low-
E+12Ar+6+12Ar+6Low-E 单银+单银0.072，0.0720.780.5870.5110.2590.725三银+单银0.021，0.0720.740.3450.3000.0230.610
双腔中空玻璃6Low-
E+16Ar+6+16Ar+6Low-E 单银+单银0.072，0.0720.760.5870.5110.2590.725三银+单银0.021，0.0720.720.3440.2990.0220.610
三腔中空玻璃
6Low-E+12Ar+6Low-E+12Ar+6+12Ar+6单银+单银0.072，0.0720.690.5330.4640.2330.659三银+单银0.021，0.0720.6390.3150.2740.0210.555
真空复合单中空玻璃6+12Ar+6Low-E+V+6单银0.1030.640.520 0.4520.2790.593双银0.0550.520.400 0.3480.1210.557三银0.0210.410.347 0.3020.0360.615
真空复合双中空玻璃6Low-E+12Ar+6Low-E+V+6+12Ar+6在线+在线0.18，0.180.580.5230.4550.3440.517单银+单银0.072，0.0720.410.5170.4500.2130.659三银+单银0.021，0.0720.400.3090.2690.0180.555
双腔热镜膜中空玻璃
6白+9Kr+TC88+9Kr+6白玻
热镜膜-0.720.5860.5100.3000.651注：（1） A：空气； Ar：氩气； Kr：氪气； V：真空； TC88：热镜膜； HM88：热镜膜； 如上数据为WINDOW7.3软件计算所得；
（2）惰性气体含量按90%计算
表2 普通玻璃和高性能玻璃室内侧玻璃表面温度对比
玻璃结构传热系数K值
W/（m2·k）
环境条件室内表面温度室内玻璃与空气温度差
单腔中空玻璃（普通玻璃）6Low-E+12Ar+61.52
室外-20℃；室内20℃12.6℃7.4℃
室外-10℃；室内20℃14.5℃ 5.5℃
双腔中空玻璃6Low-E+12Ar+6+12Ar+6Low-E 0.74
室外-20℃；室内20℃16.4℃ 3.6℃
室外-10℃；室内20℃17.3℃ 2.7℃
真空复合单中空玻璃6+12Ar+6Low-E+V+60.52
室外-20℃；室内20℃17.5℃ 2.5℃
室外-10℃；室内20℃18℃2℃表3 典型玻璃的计权隔声量R w
玻璃类型厚度（mm）玻璃配置隔声量R w（dB）
单腔中空玻璃（普通中空玻璃）205+9A+6约33 245+12A+6约34
双腔中空玻璃426+12A+6+15A+5约38真空玻璃10TL5+V+5约37真空复合双中空玻璃38T5+9A+TL5+V+T5+9A+T5约40中空+真空+夹胶复合玻璃30.14T5+9A+TL5+V+T5+1.14PVB+T5约42注：玻璃隔声量的计算较为复杂，表3仅供参考，具体数值应通过专业的测试设备来测试
- 28 -
- 30 -
但霉菌在露点温度以上就会生长。因此，表面温度必须高于“霉变温度”，才能有效保护建筑结构和住户的健康。
Krick 说：“温度系数f Rsi 已成为了衡量玻璃边缘卫生状况的指标。如果在寒温带气候下该数值大于等于0.7，那么在正常的室内湿度条件下就不太容易滋生霉菌。”一个有效的解决方案是：提高玻璃边缘的温度。“玻璃边缘的温度取决于间隔条、玻璃封装的厚度和窗框的安装情况。”Krick 说。因此，有效的解决方案是将高质量的暖边条、三玻两腔中空玻璃、尽可能宽的窗格空间和隔热性能良好的窗框相结合。
3 多方受益
“间隔条的选择对窗户的保温质量有很大的影响，从而影响到热舒适度和卫生性”，Krick 对结果进行了总结，“作为一种成熟的手段是使用塑料材质的
表1 不同气候条件下的热舒适度和卫生要求
参数/气候
严寒气候寒冷气候寒温带气候
暖温带气候
温暖气候舒适度舒适度U 值[W/(m 2·K)]
0.450.650.85 1.05 1.25适用于断热桥的窗户[W/(m 2
·K)]0.400.600.80 1.00 1.20卫生
温度系数f Rsi =0.25m 2K/W [-]
0.8
0.75
0.7
0.65
0.55
来源：Swisspacer
高能效暖边间隔条，不仅可以让窗户达到节能和舒适性要求，同时对窗户制造商来说也无需耗费太大
力气。按照调研结果，实际上所有人都有所获益。建筑物内的居民获得了高舒适度和无霉变的玻璃边缘，而窗户制造商则可以轻松改进其产品。此外，还可以避免因受潮而造成的损坏。提高了客户的满意度，减少了投诉。由于节约了能源，排放也降低了，气候的负担也减轻了。”
该研究是由舒贝舍委托进行的。达姆施塔特被动房研究所和舒贝舍公司多年来一直合作研究，为市场提供基础信息。Swisspacer 从今年开始参与了被动房奖的评选，并推出了自己的特别奖，将于2021年首次颁发。研究报告“生活惬意度——窗户如何才能在不同气候条件下达到热舒适度和卫生标准”现已在舒贝舍网站上公布。
（上接第28页）
（J ）/T177—2015）中规定，卧室、起居室和书房的噪声要小于等于30dB （A ）。真空复合中空玻璃以及三玻中空玻璃隔声性能好于普通中空玻璃，如果需要进一步提高玻璃的隔声性能，采用夹胶玻璃是比较好的选择。此外，可以采用不等厚设计，来减少共振，以提高玻璃的隔声性能。
从目前的形势来看，政府已经从技术标准到奖励政策等各方面，鼓励使用高性能门窗和高性能玻璃，期待高性能玻璃在中国有良好和快速的应用发展，让老百姓住上既节能、又舒适的好房子，享受到高性能玻璃带来的舒适体验。
（上接第23页）
能监测参数的变化，以防止机器造成检测的异常。
5 总 结
通过Exicor GEN6双折射测量系统来对玻璃进行应力检测，此测量系统能够通过测量玻璃的光程差，准确的划分玻璃的应力区域情况，及时地跟进玻璃应力测量，以保证液晶玻璃在生产、运输、储存等多方面的要求。还可确保液晶基板玻璃的强度以及其他方面符合客户的需求。
参考文献
[1]雷振坤.彩域数字光弹性中数据采集技术的应用研究[D]，大连：大连理工大学博士学位论文，2002.
[2]张丽君.基于图像的光学玻璃小应力数字化测量研究[D]，北京：北京理工大学硕士学位论文，2004.
[3]何勇，王娉婷，朱日宏，等.光学玻璃应力的自动测试[J]，玻璃与搪瓷，33（3），2005.
[4]王桂英，郑浩东.玻璃应力对玻璃强度的影响[A]，秦皇岛市：秦皇岛玻璃工业研究设计院，2011.
[5]玻璃强度与玻璃应力的关系， 锦泰高温玻璃网，2012.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议