中空玻璃可行性报告文档格式.docx

1、 中空玻璃的定义为：两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘接密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品。因中空玻璃内部的气体是干燥的，使中空玻璃具有隔音、隔热、防结露、降低冷辐射及增强玻璃的安全性等功能。 众所周知，能量的传递有三种方式：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，就像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

2、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，就像用铁锅做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。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。 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5ms，室内温度20，相对湿度为60时，5毫米玻璃在室外温度为8时开始结露，而16毫米（565）中空玻璃在同样条件下，室外温度为2时结露

3、，27毫米（56565）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，3毫米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（363）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。 三、密封结构的影响 根据中空玻璃使用地点的不同，使用目的不同，中空玻璃所用的原材料和结构也不尽相同。如在南方地区，

4、全年的气温较高，光照时间较长，在使用中空玻璃时，较多考虑的是控制外部的热量能够较少地进入室内，在选择中空玻璃的原片时，会更多地考虑使用镀膜玻璃；在北方地区，使用中空玻璃的主要目的是采暖和保温，所以就会较多地考虑选用透明玻璃作中空玻璃的原片。而在需要控制噪音的地方，就需要采用三层或充气的中空玻璃，以达到使用的目的。 随着经济的发展，中空玻璃的产品品种也有了较多的发展，采用的原材料的品种也随着增加。如幕墙用中空玻璃，门窗用中空玻璃，汽车、火车用中空玻璃，电器用中空玻璃，装饰用中空玻璃（包括镶嵌中空玻璃、彩晶立线中空玻璃）等等。 所有这些产品，虽然由于用途不同，使用的原材料不尽相同，但基本组成是相同

5、的，即玻璃-所有的平板玻璃及其深加工产品，是构成中空玻璃的基本成份；密封剂-对中空玻璃的边部进行密封，确保尽可能少的水蒸气进入中空玻璃的内部，延长中空玻璃的失效时间；干燥剂-保证将密封在中空玻璃内部的水分吸附干净，并吸附随着时间推移通过密封胶进入中空玻璃内部的所有水蒸气，保证中空玻璃的寿命；隔条-控制中空玻璃内、外两片玻璃的间距，保证中空玻璃具有合理的空间层厚度。 由此我们可以看出，在构成中空玻璃的所有原材料中，密封剂和干燥剂性能的好坏，对中空玻璃产品的使用寿命影响较大；在考虑节能问题时，间隔条和密封胶的热传导性能的好坏将直接影响中空玻璃的边部的隔热性能，从而影响门窗整体的隔热性能。 所以，在

6、选用中空玻璃时，首先应考虑在满足使用性能（包括隔热、隔音性能）的前提下，采用使用寿命长的产品。因为影响中空玻璃使用寿命的因素是密封剂的密封性能、耐老化性能和干燥剂的吸附能力的大小，而决定因素是密封剂的性能。只有当密封剂的密封性能好，水气渗透系数低时，进入中空玻璃内部的水蒸气的量很少，而且一直保持这个状态，仅用很少的干燥剂就能保证中空玻璃内部气体干燥，从而保证中空玻璃的效果。中空玻璃门窗将成建筑主导 随着我国国民经济的发展，国家对环境保护、节能、改善居住条件等问题要求越来越高，相应地制定了一批技术法规。近年修订的民用建筑节能设计标准JGJ26095（以下简称新标准）要求建筑物采暖能耗比上世纪80

7、年代的标准降低50%（其中建筑物承担30%，采暖系统承担20%），对建筑物围护结构材料和门窗的传热系数提出了新的要求。单层玻璃窗的传热系数为6W/m2.K；单框双玻钢塑复合窗的传热系数为3.5W/m2.K；单框双玻塑料窗的传热系数为2.6W/m2.K。窗户的传热系数要达到2.5W/m2.K以下必须使用中空玻璃。 根据新标准，北京、天津、沈阳、大连等地采用双玻就能满足要求。但是双玻容易产生结露问题，特别是当双玻密封不严时，中空层玻璃内表面容易结雾而影响使用性能。因此，用中空玻璃取代双玻窗是必然发展趋势。虽然我国新标准对窗户的传热系数要求比原来的标准有了很大提高，但同国外相比还有一定的差距。中空玻

8、璃行业发展空间依然很大中空玻璃是在两片或多片玻璃中间，用注入干燥剂的铝框或胶条，将玻璃隔开，四周用胶接法密封，使中间腔体始终保持干燥气体，具有节能、隔音功能的玻璃制品。中空玻璃的节能性是通过构造中空玻璃的空间结构实现的，其干燥不对流的空气层可减少热的传导，从而有效降低其传热系数以达到节能的目的。 在中空玻璃发展的最初阶段，不论是熔接法还是焊接法制作的中空玻璃，与现在胶接法中空玻璃均存在着截然不同的结构特征。熔接法和焊接法中空玻璃是将两片玻璃四周熔接或焊接密封后，向中空玻璃腔体内注入干燥气体，使之达到保温、隔音的性能。胶接法则具有特有的腔体空气干燥系统，正是有了这套干燥系统，才使得中空玻璃在结构

9、和工艺上的改进成为可能。为了寻求节能性能的提高，又开发出了多层中空玻璃、Low-E中空玻璃和腔体里充入惰性气体的中空玻璃等产品。 这些新的技术、新的材料的运用，使中空玻璃的重要性能指标-传热系数U值（或K值）被不断优化，传热系数U值从大于2.9W/m2?K降低到小于1.9W/m2?K，甚至更低可达到1.4W/m2?K。 1 国外中空玻璃行业发展简介 中空玻璃的生产技术最早起源于美国，20世纪60年代首先在欧洲发达国家开始工业化生产并使用。由于它具有最突出的独特功能-节能，因而在北美、欧洲各国、日本、韩国等国家得到了推广、生产和应用。真正的广泛应用源于1973年第一次世界性石油危机的爆发，由于石

10、油禁运，使西方发达国家能源使用极为紧缺，节能成为缓解能源危机的最直接有效的手段。对中空玻璃这一节能产品的使用和开发，各发达国家政府都给予了足够的重视和政策方面的支持。在中空玻璃生产工艺技术方面，通过不断探索和改进，使产品的使用性能日益提高。 在国际市场美国是中空玻璃生产大国，也是消费大国之一。20世纪80年代后期最高峰年耗用中空玻璃达8000万m2，当今美国中空玻璃应用普及率已高达83%。目前，欧洲已有1600家中空玻璃制造企业，日平均产量65万m2，每年可生产中空玻璃约2.29亿m2，列世界中空玻璃生产、销售、应用之首。 2 我国中空玻璃行业发展现状与分析 我国的中空玻璃生产始于20世纪60

11、年代，采用的是手工制作单道密封工艺。80年代初期，从奥地利、美国等国家引进了中空玻璃生产设备，采用了机械加工双道密封工艺。1997年以前，我国采用机械生产中空玻璃的企业不足百家，目前，我国采用机械生产中空玻璃的企业达千余家，生产量也从1997年的350万 m2，上升至2002年的2300万m2，2003年达到3000万m2以上。从目前的市场供需情况分析，在近一段时期内，中空玻璃市场仍将呈现快速上升的态势。 2.1 中空玻璃行业快速的原因 分析我国中空玻璃行业快速的发展主要得益于以下两个方面 （1）政府对环境保护、节能、改善居民居住条件等问题越来越重视，相应地制定了一批技术法规和标准规范，如19

12、95年修订的民用建筑节能设计标准、 2001年10月1日实施的民用建筑节能管理规定，2001年建设部第27号关于发布化学建材技术产品的公告等，在一定程度上提高了人们节能意识，促进了我国中空玻璃行业的发展。 （2）我国国民经济持续活跃、稳定增长、经济实力明显增强，全国新建建筑面积大幅增加。近年来，全国城乡每年新增民用建筑（含住宅和公共建筑）面积15亿m2左右，其中，每年城市新增民用建筑7亿m2。因为新建建筑面积的增加，带动了中空玻璃产品使用量的快速上升。 根据预测，今后10年，我国城镇建成并投入使用的民用建筑每年至少为8亿m2。另外，目前我国约有370亿m2的既有建筑，对既有建筑的更新改造，也在

13、一定程度上扩大了对中空玻璃的需求，我国中空玻璃行业的发展空间依然很大。 2.2 中空玻璃使用率低 虽然我国中空玻璃生产量增加很快，但相对于我国建筑市场的蓬勃发展，中空玻璃的使用率、普及率依然很低，新建建筑的中空玻璃使用率不足10%，既有建筑的中空玻璃使用率不足1%，民用建筑因门窗未使用节能产品而导致的能源浪费现象仍然相当严重。我国建筑能耗是发达国家的1.53倍，全国建筑年消耗商品能源共计3.76亿t标准煤，占全社会终端能耗总量的27.6%。就我国北方采暖地区而言，与同等气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等节能工作较为先进的国家比，每年因建筑能耗高而多消耗标准煤1800万t，直接经济损失达70亿RBM，

14、同时，造成的温室气体如CO2等多排放5200万t。节能工作的关键是如何提高国民的节能意识，政府部门如何通过制定相应的技术法规进行引导和约束，以提高中空玻璃等节能产品的使用率。 2.3 中空玻璃行业整体水平仍需提高 从中空玻璃的工艺技术水平上看，我国中空玻璃行业整体水平落后于发达国家。主要存在以下几方面的问题： （1）企业众多，企业规模相对较小，产品质量不稳定。我国目前有中空玻璃生产企业千余家，70%以上是规模较小的企业，不利于行业的统一管理，同时在产品质量上增加了不稳定因素。由于企业在工艺技术水平、生产技术水平、装备水平、管理水平等方面存在着极大的差异，在产品质量上良莠不齐的现象比较严重，更甚

15、者，劣质中空玻璃仍在充斥市场。 （2）在中空玻璃原材料的选择上，企业片面追求利润最大化，造成原材料的质量不稳定。如密封胶是中空玻璃的主要原材料之一，它直接影响到中空玻璃的节能效果、使用寿命，但质次价低的密封胶材料还在大量生产。 （3）在中空玻璃的配置上，总体配置水平远远低于国外发达国家的水平。20世纪90年代，全欧洲有20%的中空玻璃采用低辐射（Low-E）玻璃，其中法国使用低辐射（Low-E）中空玻璃的比例2000年上升到17%，波兰使用低辐射（Low-E）中空玻璃的比例2000年为75%，北美到2000年已有88%的窗户使用了低辐射（Low-E）中空玻璃。目前，欧洲低辐射（Low-E）中空

16、玻璃的年产量为6500万平方米左右，预计今后5年，将以每年 10%的速度递增。我国生产的中空玻璃以浮法玻璃+间隔条（6mm、9mm为主）+浮法玻璃为主，其传热系数U值一般在2.9W/m2K以上，而北美和欧洲一般标准配置为低辐射镀膜（Low-E）玻璃+间隔条（12mm、充氩气）+浮法玻璃其传热系数U值可降低到1.8W/m2K以下。 3 加强宏观管理，推动我国中空玻璃行业健康发展 能源是世界运转的动力、经济的增长总是伴随着能源消耗的增长，从20世纪初到20世纪末，世界能源消耗量增加了约9倍。按照国际能源机构的预测，在未来 25年内，世界能源需求还要增加1倍。同时，由于石油煤炭等化石能源的可耗竭性，

17、其储量最终将无法满足世界经济不断增长的需求，供需矛盾将更加突出、更加尖锐。面对日趋严峻的能源供需矛盾以及环境挑战，西方发达国家均采取了节约与开发的发展战略。节能是指节约能源，开发是指开发节能产品、节能技术和开发新能源。节能观念也从上世纪70年代初单纯为应付能源危机而实行节约和缩减，转变成以提高效益、减少污染、改善生活质量和改进公共关系为目标。 节能和环保是我国实现可持续发展战略的保证。由于我国经济的持续向好，能源消费呈快速上升趋势。从今年的最新统计数据看，我国已成为世界第一大煤炭和第二大石油消费国。能源消耗量大、能源利用率低、能源供需矛盾加剧，全国各地拉闸限电现象时有发生，在一定程度上制约了经

18、济的发展。尤其我国建筑能耗总量大，比例高，能效低，污染严重，已成为影响我国可持续发展的重大问题，节能已是当务之急。同时，我国在核准京都议定书后，温室气体减排压力非常大，如果减排得不到控制，不仅影响我们的生存环境，还会受到来自发达国家的制约，从而影响经济的发展。总体上看，我国单位建筑面积能耗相当于气候条件相近的发达国家的23倍，建筑节能具有非常大的潜力。建议由国家政府有关部门联合组建能源效率和再生能源管理机构，建立相应的管理体系，对节能工作进行统筹安排、统一部署，协调管理。 （1）我国幅员辽阔，各地气候差异很大，政府部门应根据各地区的气候条件和经济发展水平，制定相应的建筑节能规范，在规范中应明确

19、房屋外围护结构的传热系数，给出应采用的节能产品目录。 （2）推行节能产品的认证工作，针对我国中空玻璃质量参差不齐，市场上有相当严重的以次充好现象，加大中空玻璃产品的节能认证力度。对中空玻璃生产企业实行分级管理。 （3）加大中空玻璃产品的国家监督抽查力度。国家和地方技术质量监督部门应给这一产品足够的重视。中空玻璃行业在我国已有几十年的发展历史，但对这一产品的国家监督抽查只在1996年搞过一次，显然市场监督力度不够。 （4）加强中空玻璃原材料的质量管理，特别是对中空玻璃质量具有较大影响的中空玻璃密封材料。我国中空玻璃密封材料市场较为混乱，也是困扰行业主管部门和中空玻璃生产企业多年的问题，建议实行市

20、场准入制度，将质量低劣的中空玻璃密封材料拒之门外。 （5）加大建筑市场使用中空玻璃等节能产品的检查力度。 （6）在经济条件许可的地区，推广使用高配置、低传热系数（U值）的中空玻璃产品。 通过各级政府及行业组织的共同努力，进一步规范我国中空玻璃市场，提高中空玻璃产品质量，普及中空玻璃产品在建筑物上的使用，使我国中空玻璃行业健康有序发展。中空玻璃节能特性的影响因素分析一、建筑节能对玻璃性能的要求 随着社会经济发达程度的提高，建筑能耗在社会总能耗中的所占比例越来越大，目前西方发达国家约为30%45%，尽管我国经济发展水平和生活水平都还不高，但这一比例已达到20%25%，正逐步上升到30%。在一些大城

21、市，夏季空调已成为电力高峰负荷的主要组成部分。不论西方发达国家，还是我国，建筑能耗状况都是牵动社会经济发展全局的大问题。按照1986年制定的我国建筑节能分三步走的计划，当前政府各级节能管理部门正在积极启动实现第三步节能65%目标的标准编制工作。而在影响建筑能耗的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中，门窗的绝热性能最差，是影响室内热环境质量和建筑节能的主要因素之一。就我国目前典型的围护部件而言，门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗的40%50%。据统计，在采暖或空调的条件下，冬季单玻窗所损失的热量约占供热负荷的30%50%，夏季因太阳辐射热透过单玻窗射入室内而消耗的冷量约占空调负荷的20%30%。因

22、此，增强门窗的保温隔热性能，减少门窗的能耗，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。 中空玻璃具有突出的保温隔热性能，是提高门窗节能水平的重要材料，近些年已经在建筑上得到了极其广泛的使用。但随着节能标准的不断提高，普通的中空玻璃已不能完全满足节能设计的技术要求。例如在夏热冬冷地区的节能设计标准中，对大窗墙比的外窗传热系数限制指标到了2.5 W/m2K，夏热冬暖地区这一指标在部分条件下到了2.0 W/m2K。所以我们应该一方面大力推广Low-E中空玻璃这种具有优良节能特性的新产品，另一方面要深入分析和掌握中空玻璃节能性能的各个影响因素，从玻璃原片、间隔组成和使用环境等方面保证中空玻璃能

23、够发挥它最佳的节能性能。 二、中空玻璃节能特性的基本指标 在建筑用中空玻璃诸多的性能指标中，能够用来判别其节能特性的主要有传热系数K和太阳得热系数SHGC。中空玻璃的传热系数K是指在稳定传热条件下，玻璃两侧空气温度差为1时，单位时间内通过1平方米中空玻璃的传热量，以W/m2K 表示。K值越低，说明中空玻璃的保温隔热性能越好，在使用时的节能效果越显著。太阳得热系数SHGC是指在太阳辐射相同的条件下，太阳辐射能量透过窗玻璃进入室内的量与通过相同尺寸但无玻璃的开口进入室内的太阳热量的比率。玻璃的SHGC值增大时，意味着可以有更多的太阳直射热量进入室内，减小时则将更多的太阳直射热量阻挡在室外。SHGC

24、值对节能效果的影响是与建筑物所处的不同气候条件相联系的，在炎热气候条件下，应该减少太阳辐射热量对室内温度的影响，此时需要玻璃具有相对低的SHGC值；在寒冷气候条件下，应充分利用太阳辐射热量来提高室内的温度，此时需要高SHGC值的玻璃。在K值与SHGC值之间，前者主要衡量的是由于温度差而产生的传热过程，后者主要衡量的是由太阳辐射产生的热量传递，实际生活环境中两种影响同时存在，所以在各建筑节能设计标准中，是通过限定K和SHGC的组合条件来使窗户达到规定的节能效果。 目前，中空玻璃的K值是通过实验室实际测量得出的，SHGC值是对光谱数据计算得出的。因为K值的实际测量受成本限制难以收集各种类型的大量数

25、据，所以本文的分析过程将采用美国劳伦斯伯克利实验室开发的Window5.2软件进行模拟计算。该软件能够计算出各种类型玻璃的K值和SHGC值等相关参数，其计算结果可以近似代替实际测量值。为了保证计算结果的一致性，除特殊说明以外，本文在计算分析中采用NFRC系列标准的环境条件设置数据。 三、节能指标的影响因素分析 1、玻璃的厚度： 中空玻璃的传热系数，与玻璃的热阻（玻璃的热阻为1mK/W）和玻璃厚度的乘积有着直接的联系。当增加玻璃厚度时，必然会增大该片玻璃对热量传递的阻挡能力，从而降低整个中空玻璃系统的传热系数。对具有12 mm空气间隔层的普通中空玻璃进行计算，当两片玻璃都为3mm白玻时，K=2.

26、745W/m2K，都为10mm白玻时，K=2.64 W/m2K，降低了3.8%左右，且K值的变化与玻璃厚度的变化基本为直线关系。从计算结果也可以看出，增加玻璃厚度对降低中空玻璃K值的作用不是很大，8+12+8的组合方式比常用的6+12+6组合K值仅降低0.03 W/m2K，对建筑能耗的影响甚微。由吸热玻璃或镀膜玻璃组成的中空系统，其变化情况与白玻相近，所以在下面的其它因素分析中将以常用的6mm玻璃为主。 当玻璃厚度增加时，太阳光穿透玻璃进入室内的能量将会随之而减少，从而导致中空玻璃太阳得热系数的降低。如图2所示，在由两片白玻组成中空时，单片玻璃厚度由3mm增加到10mm，SHGC值降低了16%

27、；由绿玻（选用典型参数）+白玻组成中空时，降低了37%左右。不同厂商、不同颜色的吸热玻璃影响程度将会有所不同，但同一类型中，玻璃厚度对SHGC值的影响都会比较大，同时对可见光透过率的影响也很大。所以，建筑上选用吸热玻璃组成的中空玻璃时，应根据建筑物能耗的设计参数，在满足结构要求的前提下，考虑玻璃厚度对室内获得太阳能强度的影响程度。在镀膜玻璃组成中空时，厚度会依基片的种类而产生不同程度的影响，但主要的因素将会是膜层的类型。 2、玻璃的类型： 组成中空的玻璃类型有白玻、吸热玻璃、阳光控制镀膜、Low-E玻璃等，以及由这些玻璃所产生的深加工产品。玻璃被热弯、钢化后的光学热工特性会有微小的改变，但不会

28、对中空系统产生明显的变化，所以此处仅分析未进行深加工的玻璃原片。不同类型的玻璃，在单片使用时的节能特性就有很大的差别，当合成中空时，各种形式的组合也会呈现出不同的变化特性。 吸热玻璃是通过本体着色减小太阳光热量的透过率、增大吸收率，由于室外玻璃表面的空气流动速度会大于室内，所以能更多地带走玻璃本身的热量，从而减少了太阳辐射热进入室内的程度。不同颜色类型、不同深浅程度的吸热玻璃，都会使玻璃的SHGC值和可见光透过率发生很大的改变。但各种颜色系列的吸热玻璃，其辐射率都与普通白玻相同，约为0.84。所以在相同厚度的情况下，组成中空玻璃时传热系数K值是相同的。选取不同厂商的几种有代表性的6mm厚度吸热玻璃，中空组合方式为吸热玻璃+12mm空气+6mm白玻，表1列出了各项节能特性参数。计算结果表明，吸热玻璃仅能控制太阳辐射的热量传递，不能改变由于温度差引起的热量传递。 表1 不同类型吸热玻璃对中空节能特性的影响 玻璃类型生产厂商K值SHGC值可见光透过率 白 玻普通2.703W/m2K0.7010.786 灰 色P