中空玻璃占门窗幕墙面积70%以上，对门窗幕墙节能具有重要意义。空气层、低辐射膜层、填充气体、真空技术、暖边技术等对中空玻璃热工性能有何影响？

1、空气层厚度和层数对中空玻璃热工性能

影响研究

1.1 不同空气层厚度时中空玻璃热工性能研究

采用5+A+5中空玻璃系统，空气层厚度依次取为6、7、8……23mm，计算传热系数(K值)、可见光透射比、太阳能总透射比；不同空气层厚度的5+A+5中空玻璃传热系数计算结果见图1。

可以看出，随着空气层厚度增加，传热系数呈现“高—低—高”的趋势，最佳空气层厚度为12~16mm。常温下密闭空腔导热系数约为0.023W/(m·K)，中空玻璃正是利用该特点设计的。

但随着空气层厚度增加到一定程度，密闭空气产生对流加速热传递，导致中空玻璃传热系数呈现先减小再增大的趋势。

计算结果还表明，空气层厚度对可见光透射比、太阳能总透射比无影响。

1.2 不同玻璃层数时中空玻璃热工性能研究

采用单片5mm玻璃，设计为单层玻璃、双玻中空玻璃、三玻中空玻璃、四玻中空玻璃，计算传热系数、可见光透射比、太阳能总透射比，结果见图2和图3。

可以看出，随着空气层数增加，传热系数、可见光透射比、太阳能总透射比均呈现降低趋势。其中传热系数降低幅度最大，且随着空气层数增加降低幅度趋缓；可见光透射比、太阳能总透射比均成近似线性趋势降低。

2、低辐射膜层对中空玻璃热工性能影响研究

低辐射膜层可有效降低红外辐射传热，重点研究不同Low-E膜层和膜层位置对中空玻璃热工性能的影响。

2.1 Low-E膜层对中空玻璃热工性能影响研究

为方便比较，计算统一取Low-E膜层位于5+12A+5中空玻璃的第2面进行计算，计算结果见图4和图5。

从图4可以看出，低辐射膜层相比无膜层可有效降低中空玻璃的传热系数，降低效果与三玻中空玻璃接近，但单银、双银和三银结果差别不大，表明增加银膜层数对降低传热系数效果有限。

从图5可以看出，低辐射膜层可有效降低可见光透射比、太阳能总透射比，单银、双银和三银膜层中空玻璃的这几个参数近似呈线性降低趋势，遮阳系数分布为0.3~0.6。因此，单银、双银和三银可作为南方地区控制玻璃太阳得热系数的重要手段。

2.2 Low-E膜层位置对中空玻璃热工性能影响研究

取某单银Low-E中空玻璃，分别计算膜层位于不同位置时的热工性能，计算结果见图6和图7，其中1#位置为室外侧，2#位置为中空玻璃空气层的室外侧，3#位置为中空玻璃空气层的室内侧，4#位置为室内侧。

从图6可以看出，膜层位于中空玻璃内空气层侧，即2#和3#位置时，传热系数相等且最低；从图7可以看出，膜层位置对可见光透射比没有影响，太阳能总透射比位于2#位置时最低，位于3#位置时最高。

3 填充气体对中空玻璃热工性能影响研究

3.1 不同种类填充气体对中空玻璃热工性能影响

选取空气(Air)和不同种类的惰性气体[氩气(Ar)、氪气(Kr)和氙气(Xe)]作为填充气体，计算5+12A+5中空玻璃的传热系数、可见光透射比、太阳能总透射比，传热系数计算结果见图8。

从图8可以看出，惰性气体相比空气可降低传热系数值约0.15~0.25W/(m²·K)，按玻窗比70%计算对整窗传热系数的降低值约为0.1~0.2 W/(m²·K)。

不同惰性气体对传热系数降低的结果与分子量成线性比例，对传热系数降低结果贡献差异不明显[差值在0.1 W/(m²·K)以内]。

不同填充气体对可见光透射比、太阳能总透射比无影响。

3.2 不同比例惰性气体对中空玻璃热工性能影响

计算中空玻璃填充不同比例氩气(Ar)时的热工性能，氩气(Ar)填充量分别为0%(100%Air)、70%、80%、90%和100%，计算结果见图9。

从图9可以看出，惰性气体填充比例与传热系数降低幅度近似呈线性关系，因此在填充惰性气体时，惰性气体的填充比例越高越好，通常要求在85%以上。

4 真空层对中空玻璃热工性能影响研究

4.1 真空玻璃热工性能研究

每家真空层厚度一般为定值，因此不对真空层厚度进行研究；真空玻璃传热系数计算结果见图10，可见光透射比、太阳能总透射比计算结果见图11。

注：图10和图11中编号与对应的玻璃配置如下：1-5+12A+5；2-5+V+5；3-5单银Low-E+V+5；4-5双银Low-E+V+5；5-5三银Low-E+V+5。

从图10和图11可以看出，普通真空玻璃可降低普通中空玻璃的传热系数0.5 W/(m²·K)，Low-E真空玻璃可与普通中空玻璃比传热系数可降低2.0W/(m²·K)，单银、双银、三银Low-E真空玻璃传热系数差异相对较小。

真空玻璃和Low-E真空玻璃的可见光透射比、太阳能总透射比均呈近似线性降低。

4.2 复合真空玻璃热工性能研究

计算普通真空玻璃、Low-E真空玻璃与中空玻璃复合后的热工性能，结果见图12和图13。

注：其中编号与对应玻璃配置如下：1-5+12A+5；2-5+12A+5+V+5；3-5+12A+5单银Low-E+V+5；4-5+12A+5双银Low-E+V+5；5-5+12A+5三银Low-E+V+5。