【中國幕墻網】一、玻璃的品種
目前國際上流行的玻璃品種包括浮法玻璃、平板玻璃也稱引上玻璃、格法玻璃、壓花玻璃等等，這些品種的玻璃都是將各種礦石經過高溫融化并經過各種成型工藝，最后形成平面形狀的玻璃。同時，根據在玻璃原料中加入的顏料不同，可以生產出不同的顏色玻璃--統稱為吸熱玻璃或者本體著色玻璃。由于引上玻璃的表面缺陷較多，目前在國際上已經被淘汰，我們也已經從95年以后基本淘汰了引上玻璃。原片玻璃可以進一步深加工，而根據生產加工的方式不同，又可以分成冷加工和熱加工等不同的深加工玻璃如玻璃磨花、夾層玻璃、中空玻璃、鋼化玻璃、鍍膜玻璃等等。從使用性能方面看，夾層玻璃、鋼化玻璃屬于安全玻璃的系列，而鍍膜玻璃、中空玻璃屬于保溫隔熱玻璃系列。也就是說，真正起到節能作用的玻璃是鍍膜玻璃和中空玻璃，鍍膜玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃等多個品種的深加工玻璃又可以組成復合的中空玻璃，因此我們可以說，中空玻璃是目前國際上最有效的節能玻璃，應用前景非常廣泛。
二、中空玻璃的發展歷史
中空玻璃是以兩片或多片玻璃，以有效的支撐均勻隔開，周邊黏結密封，使玻璃層間形成干燥氣體空間的產品。這種產品具有隔音、隔熱、防結露和降低能耗的作用，被廣泛應用于建筑、交通、冷藏等行業。
十九世紀末期，中空玻璃生產技術最早發明于美國，在歐洲得到了推廣和應用，產品經歷了焊接中空玻璃、熔接中空玻璃、膠接中空玻璃和幾種中空玻璃并存的一段時期，發展到以膠接中空玻璃為主其他為輔的市場形式。我國中空玻璃的生產是從一九六四年開始，到一九九零年進入了飛速發展階段，產品基本是以鋁條充干燥劑并用聚硫膠或其他膠密封，這種產品被業內人士稱為第三代鋁條法中空玻璃。隨著科技的進步，生活水平的提高，人們對生活環境條件和產品使用壽命的要求也越來越高，尤其是七十年代末期，世界范圍的能源緊張，各國對節能、環保型產品的推廣使用比較重視，中空玻璃產品生產、研制也逐步向節能、環保型方向發展。一九七八年，美國的化學博士Tom Greenlee發明了世界上第一個暖邊系統的第四代中空玻璃實唯高膠條(Swiggle®Seal)中空玻璃，這種產品將中空玻璃除玻璃以外的全部功能有機地結合在一起并以其優越的密封性能、良好的邊緣隔熱性能、可靠的產品質量和使用壽命，很快得到了認可和廣泛使用。一九八八年，我國開始引進膠條法中空玻璃生產線，到目前，已先后引進了近二十條生產線，產品已經應用到建筑、交通、冷藏和裝飾等領域，受到了廣泛的歡迎。
三、中空玻璃的節能原理
熱量的傳遞方式有三種即對流傳熱、熱傳導和輻射傳熱。對流傳熱是由于氣體中存在溫度差，導致氣體產生對流，帶動能量進行傳遞;熱傳導是由于分子運動而進行的能量傳遞;輻射傳熱是能量以射線即紅外線直接傳遞。作為中空玻璃，其隔熱性能主要因其內部氣體處于一個封閉的空間，氣體不產生對流，而且空氣的導熱系數為0.028W/m.K是玻璃的導熱系數為0.77W/m.K的1/27,因而,對流傳熱和傳導傳熱在中空玻璃的能量傳遞中,占較小的比例。要提高中空玻璃的隔熱性能，一般來講是增大空間層的厚度，和使用導熱系數低的氣體置換中空玻璃內部的空氣，這樣可減少傳導傳熱，但空間層太大，又會產生氣體的對流，增加對流傳熱，合理的空間層間隙應該是12mm左右;要降低輻射傳熱，一般是通過使用陽光控制尤其是低輻射玻璃，來控制各種射線透過，達到降低輻射傳熱的目的。
A. 中空玻璃的隔熱、隔音原理
眾所周知，能量的傳遞有三種方式：即輻射傳遞、對流傳遞和傳導傳遞。
輻射傳遞是能量通過射線以輻射的形式進行的傳遞，這種射線包括可見光、紅外線和紫外線等的輻射，就象太陽光線的傳遞一樣。合理配置的中空玻璃和合理的中空玻璃間隔層厚度，可以最大限度的降低能量通過輻射形式的傳遞，從而降低能量的損失。
對流傳遞是由于在玻璃的兩側具有溫度差，造成空氣在冷的一面下降而在熱的一面上升，產生空氣的對流，而造成能量的流失。造成這種現象的原因有幾個：一是玻璃與周邊的框架系統的密封不良，造成窗框內外的氣體能夠直接進行交換產生對流，導致能量的損失;二是中空玻璃的內部空間結構設計的不合理，導致中空玻璃內部的氣體因溫度差的作用產生對流，帶動能量進行交換，從而產生能量的流失;三是構成整個系統的窗的內外溫度差較大，致使中空玻璃內外的溫度差也較大，空氣借助冷輻射和熱傳導的作用，首先在中空玻璃的兩側產生對流，然后通過中空玻璃整體傳遞過去，形成能量的流失。合理的中空玻璃設計，可以降低氣體的對流，從而降低能量的對流損失。
傳導傳遞是通過物體分子的運動，帶動能量進行運動，而達到傳遞的目的，就象用鐵鍋作飯和用電烙鐵焊東西一樣，而中空玻璃對能量的傳導傳遞是通過玻璃和其內部的空氣來完成的。我們知道，玻璃的導熱系數是0.77W/ m2k。而空氣的導熱系數是0.028 W/ m2k，由此可見，玻璃的熱傳導率是空氣的27倍，而空氣中的水分子等活性分子的存在，是影響中空玻璃能量的傳導傳遞和對流傳遞性能的主要因素，因而提高中空玻璃的密封性能，是提高中空玻璃隔熱性能的重要因素。
B. 中空玻璃的防結露、降低冷輻射和安全性能
由于中空玻璃內部存在著可以吸附水分子的干燥劑，氣體是干燥的，在溫度降低時，中空玻璃的內部也不會產生凝露的現象，同時，在中空玻璃的外表面結露點也會升高。如當室外風速為5m/s，室內溫度20℃，相對濕度為60%時，5mm玻璃在室外溫度為8℃時開始結露，而16mm(5+6+5)中空玻璃在同樣條件下，室外溫度為-2℃時才上結露，27mm(5+6+5+6+5)三層中空玻璃在室外溫度為-11℃時才開始結露。
由于中空玻璃的隔熱性能較好，玻璃兩側的溫度差較大，還可以降低冷輻射的作用;當室外溫度為-10℃時，室內單層玻璃窗前的溫度為-2℃而中空玻璃窗前的溫度是13℃;在相同的房屋結構中，當室外溫度為-8℃，室內溫度為20℃時，3mm普通單層玻璃冷輻射區域占室內空間的67.4%，而采用雙層中空玻璃(3+6+3)則為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況下，中空玻璃的抗風壓強度是普通單片玻璃的1.5倍。
四、中空玻璃的結構組成
根據中空玻璃使用地點的不同，使用目的不同，中空玻璃所用的原材料和結構也不盡相同。如在南方地區，全年的氣溫較高，光照時間較長，在使用中空玻璃時，較多的考慮是控制外部的熱量能夠較少地進入室內，在選擇中空玻璃的原片時，會更多地考慮使用鍍膜玻璃;在北方地區，使用中空玻璃的主要目的是采暖和保溫，所以就會較多地考慮選用透明玻璃作中空玻璃的原片。而在需要控制噪音的地方，就需要采用三層或充氣的中空玻璃，以達到使用的目的。
隨著經濟的發展，中空玻璃的產品品種也有了較多的發展，采用的原材料的品種也隨著增加。如幕墻用中空玻璃;汽車、火車用中空玻璃;電器用中空玻璃;裝飾用中空玻璃(包括鑲嵌用中空玻璃、彩晶立線中空玻璃)等等。所有這些產品，雖然由于用途不同，使用的原材料不盡相同，但基本組成是相同的。即：一是各種玻璃，包括各種白玻，各種顏色玻璃、鍍膜玻璃及各種二次加工的玻璃如鋼化玻璃、夾層玻璃等等;二是中間間隔氣體，包括干燥的空氣和一些特殊惰性氣體如氬氣、氪氣及六氟化硫，一般根據需要和產品品種不同，充入的惰性氣體也不同。氬氣和氪氣主要起隔熱作用而六氟化硫主要起隔音作用;三是邊部密封系統，世界上流行的中空玻璃基本是由于膠結中空玻璃產品比較適合于工業化生產，所以世界上流行的中空玻璃基本是膠接中空玻璃，膠結中空玻璃有冷邊密封系統--主要是以傳統的鋁條法產品為代表和暖邊密封系統--以Swiggle膠條法為代表之分;任何一種形式的中空玻璃都可以使用同樣的原片玻璃及間隔氣體，而因為邊部密封系統不同，就產生了冷邊密封系統和暖邊密封系統中空玻璃之間的差異。這兩種產品使用的材料品種和最終的節能效果是不同的。傳統的鋁條法中空玻璃使用的材料品種多，生產工序復雜，造成生產效率低下，需要的人工多，產品質量受人的因素制約很大，質量控制及生產管理成本較高。由于采用的邊部材料導熱性能較好，造成中空玻璃在隔熱性能、產品使用壽命及產品失效率等方面存在著問題。而暖邊Swiggle膠條密封系統在保持中空玻璃性能的同時，極大地改善了中空玻璃邊部的節能效果使中空玻璃邊部的溫度明顯高出5℃左右，既可以減少在北方地區室內表面的結露又可以降低在南方地區的邊部熱應力，減少玻璃自爆的可能，因而被行業公認為最成熟的暖邊密封系統，開創了中空玻璃暖邊密封系統之先河。
五、中空玻璃的選用
由于使用地域的不同，對中空玻璃的性能、尺寸的要求也不盡相同，如鄰街建筑，要求中空玻璃的隔音性能要好;而寒冷地區，要求中空玻璃的隔熱性能要好;低層建筑，中空玻璃的面積可以大一些，而高層建筑，因為承受的風壓不同，面積就要小一些。
對于隔音、隔熱性能的提高，可以通過增加空間層的厚度、數量或采用充惰性氣體(氟化硫、氬氣)以及改善窗框型材的種類、腔體結構和窗戶開啟方式等來完成，而使用中空玻璃的面積就要根據各地的風壓強度的不同分別計算。
選用原片玻璃的厚度和最大使用規格，主要取決于使用狀態的風壓載荷，對于四周固定垂直安裝的中空玻璃，其選用原片厚度及最大尺寸的選擇原則為：
1.制作的中空玻璃的規格按使用的中空玻璃原片玻璃厚度所能承受的平均風壓;
2.制作的中空玻璃規格按使用的中空玻璃厚度、最大尺寸所能承受的平均風壓;
3.根據所使用地區最大平均風壓，應使用玻璃最小厚度(按面積大小計算);
中空玻璃所能承受的風壓在同種規格的情況下，為單層玻璃的1.5倍,雙層中空玻璃根據產品的規格,按使用原片玻璃尺寸大小及玻璃厚度計算所能承受的風壓,可根據下列公式計算:
a. 同種類、同厚度情況下
Pa=1.5K/F.A(t+t2/4)
b. 異種類、異厚度的情況下
Pa1=0.75K1/F.A(t1+t22/4)(1+(t2/t1)3
Pa2=0.75K2/F.A(t2+t12/4)(1+(t1/t2)3
其中: Pa ----玻璃板是耐風壓強度 Ka/m2 N/m2
Pa1 ----中空玻璃t1 品種的耐風壓強度
Pa2---中空玻璃t2 品種的耐風壓強度
F----玻璃板的安全系數 一般為2.5
A----玻璃板的面積m2
K 、K1、K2 --玻璃板的品種、板厚度差別系數
t 、t1 、t2 ---玻璃板的厚度
在2式中, Pa1 Pa2 是構成中空玻璃各自的耐風壓強度,作為中空玻璃的耐風壓強度,是把 Pa1 Pa2 中的最小耐風壓強度作為實際的耐風壓強度。
根據上面的公式，我們可以計算出中空玻璃可能的最大面積：
A=45/P(t+t2/4)
A---中空玻璃可能的最大面積m2
P---使用處的風壓 Kgf/ m2
t----單片玻璃的厚度 mm
單獨使用實唯高膠條制作有框的中空玻璃，原片玻璃厚度為5mm，最大尺寸為1500mm×1800mm,超過這一尺寸，就要進行二次封膠。制作隱框幕墻中空玻璃時，必須雙道密封。【完】
