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一、真空玻璃热导和热阻及传热系数的简单计算方法 1．两平行表面之间的辐射热导可由下式估算
C辐射=ε有效σ(T14-T24)/(T1-T2)(1)
式中T1，T2是两表面的绝对温度，单位为K
ε有效是表面有效辐射率
σ是斯忒芬-波尔兹曼(Stefan-Boltzmann)常数，其数值为5.67×10-8Wm-2K-4。
在两平行表面温差不大（如数十度）的条件下，可用下面公式(2)计算，误差在百分之一以内。
C辐射=4ε有效σT3 (2)
T是两表面的平均绝对温度。
(1)和(2)式中ε有效为有效辐射率，由下式(3)计算：
ε有效=(ε1-1+ε2-1-1)-1 (3)
式中ε1是表面1的半球辐射率。
ε2是表面2的半球辐射率。
计算例：真空玻璃的一片玻璃是4mmLow-E玻璃，辐射率为0.10，另一片是4mm普通白玻，辐射率为0.84，
则可算出ε有效=(10+1.19-1)-1=0.098
按我国测试标准，
室内侧温度：T1=18+273=291K
室外侧温度：T2=-20+273=253K
平均温度：T=272K
公式(2)可简化为C辐射=4.564ε有效
据此可算出C辐射=0.447Wm-2K-1
R辐射=1/C辐射＝2.237W-1m2K
式中λ玻为玻璃导热系数，约为0.76Wm-1K-1
h为支撑物高度，单位为m
a为支撑物半径，单位为m
b为支撑物方阵间距，单位为m
λ支撑物为支撑物材料的导热系数，单位为Wm-1K-1
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目前国内外均选用不锈钢材料制作支撑物，使得λ支撑物比λ玻大20倍以上，支撑物高度h又比半径a小，故公式(4)可简化为 计算例：当支撑物选用a=0.25mm,h=0.15mm方阵间距b=25mm
则C支撑物=0.608Wm-2K-1
我国新立基公司的专利采用环形(又称C形)支撑物，热导还可比上述计算值小10%至20%。此例中 C支撑物可按0.50Wm-2K-1计，则
支撑物热阻
正在研制的支撑物半径a=0.125mm，则C支撑物将减小一倍，为0.25Wm-2K-1
3．真空玻璃中的残余气体热导
真空玻璃生产工艺要求产品经过350℃以上高温烘烤排气，不仅把间隔内的空气(包括水气)排出，而且把吸附于玻璃内表面表层和深层的气体尽可能排出，使真空层气压达到低于10-1Pa(也就是百万分之一大气压)以下，这样残余气体传热才可以忽略不计。
实验证明，在使用过程中，温度升高和阳光照射还会使玻璃表层放出水气和CO2等气体，破坏真空度，破坏真空玻璃热性能。因此，在真空玻璃中还需放入吸气剂来不断吸收这些气体，以确保真空玻璃的长期寿命。
理论上，在气压低到气体分子平均自由程远大于真空玻璃间隔时，气体热导可用公式(6)计算。
式中a=a1a2/[a2+a1(1-a2)]为气体综合普适常数
其中a1和a2分别为两个表面的气体普适常数
P是气体压强，单位为Pa
γ是气体的比热容比
T为间隔内两表面温度的平均值
M是气体的摩尔质量
R是摩尔气体常数
对于常温下的空气(含水气)a=0.5，可得到：
C气=0.375 (7)
C气单位：Wm-2K-1
由此可见
当P=0.1Pa时 C气=0.0375Wm-2K-1
当P=1Pa时 C气=0.375Wm-2K-1
以1中计算例的辐射率为0.10的单LOW-E膜真空玻璃的计算结果： 辐射热导：C辐射=0.447Wm-2K-1
由2中支撑物热导C支撑物=0.50Wm-2K-1
如果P=0.1Pa，则真空玻璃热导：
C真空=C辐射+C支撑物+C气
=0.447+0.50+0.0375
=0.9845(Wm-2K-1)
可算出C气在C真空中占的比例约为百分之四
如果P=1Pa，则可算出此比例将接近30%，此时C气的值已接近C辐射或C支撑物，而且随着真空玻璃内表面的放气，C气还会不断增大，逐渐使真空玻璃的性能变坏，这显然是不可接受的。所以如前所述，真空玻璃的生产工艺必须确保真空度达到并保持小于10-1Pa的水平。这样残余气体传热的影响才能小到可忽略的程度。
4．玻璃板的热导和热阻的计算
由于钠钙玻璃(建筑玻璃)导热系数λ玻约为0.76Wm-1K-1，当厚度为h时，玻璃热导
C玻=λ玻/h,热阻R玻=1/C玻=h/λ玻，常用玻璃板的热导和热阻如表1所示：
5．真空玻璃热阻和热导的计算
有了以上1-4中的数据，可以简便地估算真空玻璃的热导和热阻，图3为真空玻璃热阻构成示意图。
R1为内玻璃板热阻
R2为外玻璃板热阻
R辐射为辐射热阻
R支撑物为支撑物热阻
R气为残余气体热阻
R真空为真空玻璃热阻
如果残余气体热导C气很小，则R气＝很大，可忽略其影响，这样真空玻璃热阻R真空可由公式(8)计算：
真空玻璃热导C真空＝
则上面1中计算例的真空玻璃的R辐射=2.237
由2中取R支撑物＝2W-1m2K
由表1取R1=R2=0.005
则由公式(8)可算出真空玻璃热阻R真空＝1.066 真空玻璃热导C真空=0.94Wm-2K-1
6．真空玻璃传热系数的计算
传热系数定义为当室内外温差为1K时，单位时间通过1m2面积玻璃从室内空气到室外空气传递的热量。我国法定计量单位为Wm-2K-1。中国和欧洲称为K值，美国称为U值。一般指在没有太阳辐射条件下的冬季传热系数。
其传热构成如图4所示
玻璃砖墙
真空玻璃传热系数K或U值均可按公式(7)或(8)计算，式中
C真空为真空玻璃热导
R真空为真空玻璃热阻
C内为内表面换热系数
R内为内表面换热阻
C外为外表面换热系数
R外为外表面换热阻
R传称为传热阻
K(或U)为传热系数
计算传热系数时要注意因各国标准不同，因此计算结果也略有不同，表2(见下页)列出各国对计算传热系数的边界条件规定。
计算K值或U值时应注意两点，一点是各国对于(R内+R外)规定不同：
中国：1/8.7+1/23=0.1584
欧洲：1/8+1/20=0.175
美国：1/8.3+1/30=0.1538
另一点注意是各国对于环境温度规定不同，因此在计算辐射热阻时采用的温度是不同的。因而算出的辐射热阻值不同，真空玻璃热阻R也不同。
应该指出，上述的规定只是为了给传热系数的测量和计算制定一个统一标准，也使产品的性能标示具有可比性。实际应用时，传热系数值因时因地而异，可根据实际情况计算。
表3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4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。
＊0.15V：0.15mm真空层
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4L：4mm Low-E玻璃 4：4mm白玻，表面辐射率ε2=0.84
表5给出表4中四种真空玻璃按不同标准算出的传热系数
由此可见，由于计算的依据不同，传热系数值就略有不同，但差别很小。但如果测试时的两表面温度与标准规定差别较大，则测出的真空玻璃热导值也会差别较大。例如当两表面分别为10℃和30℃时，表4中序号1真空玻璃辐射热导数值将由0.88升为1.10。以此算出的传热系数将由1.12升为1.26。此值显然不是标准规定的K值，应该对辐射热导值1.10进行温度修正后再计算K值。
7．真空玻璃的“表观导热系数”
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。
以表4中序号3的真空玻璃为例，其厚度约为8mm。
在1m厚度中等效地可叠放真空玻璃数为：
故可以想到此时热导将减少125倍，热阻将增大125倍。
故表观导热系数为
实际上根据下式(9)即可方便地算出表观导热系数
γ表＝C真空d(9)
式中d为真空玻璃厚度，单位为m
表6 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，是性能极优良的保温隔热体。
如果以表6中红砖墙为例形象地比喻，不难算出表4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。
1．真空夹层玻璃
目前，已生产或正研发的夹层玻璃有两种，如图5所示
图5所示的是单面夹层结构，也可以做成双面夹层结构，EVA膜(也称EN膜)厚度约为0.4和0.7mm两种。聚碳酸酯板厚度约为1.2mm。附加玻璃板在2.5mm到5mm之间选用，也可用钢化玻璃。其特点是安全性和防盗性，同时其传热系数、隔声及抗风压等性能也优于真空玻璃原片，总厚度也比较薄。计算此类组合真空玻璃的热阻和热导时，只要将图3所示玻璃板的热阻R1和R2加以修正即可。如以R″表示图5A中上部二片玻璃及夹胶的热阻之和，即R1″=R1+R胶+R附加玻璃
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