0 引言
       中空玻璃是指兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開，周邊黏結密封，使玻璃層間形成有干燥空間的制品，因其具有良好的隔音、保溫、防結露等性能，目前被廣泛應用于建筑門窗中。為了進一步提高中空玻璃的熱學性能，必須降低傳熱系數。表面鍍有低輻射薄膜的Low-E 玻璃很具代表性。本文主要是從理論上討論玻璃表面鍍低輻射薄膜對雙層中空玻璃保溫和防結露性能的影響。
        
       1 計算方法與數據
       1.1 計算方法
       如圖1 所示，對于由兩片玻璃組成的雙層中空玻璃，總的傳熱熱阻為以下熱阻之和：玻璃表面1 與室外環境之間的對流和輻射換熱熱阻Ro1，玻璃表面2、3 之間的對流和輻射換熱熱阻R23，玻璃表面4 與室內環境之間的對流和輻射換熱熱阻R4i ，兩片玻璃本身的導熱熱阻R12、R34。

       在無太陽輻射的情況下，分別以玻璃的4 個表面節點為對象列熱平衡方程為：

 
       式中：tin、tout 分別為室內、外環境的溫度；t1、t2、t3、t4分別為中空玻璃4 個表面的溫度；Ro1、R23、R4i、R12、R34 可分別由以下公式求得：

       式中：hc，out、hr，out分別是玻璃表面1 與室外環境之間的對流和輻射換熱系數；hc ，in、hr ，in 分別是玻璃表面4 與室內環境之間的對流和輻射換熱系數；hc ，gap、hr ，gap 分別是玻璃表面2、3 之間的對流和輻射換熱系數；d、k分別為單片玻璃的厚度和導熱系數。hc，out、hc，in在本文計算中認為是固定值，hr，out、hc，gap、hr，gap、hr，in的計算方法詳見文獻。

      因為Ro1、R23、R4i 均是玻璃表面溫度的函數，所以表面溫度的求解是個循環迭代的過程。首先假設t1、t2、t3、t4 為某一值，求出熱阻，代入方程(1)、(2)、(3)、(4)求出新的t1、t2、t3、t4，當兩者之差滿足精度要求時停止迭代，否則以新得到的解作為初始值重復上述過程。
      表面的溫度求出之后，中空玻璃的傳熱系數U 就可以根據下式確定：

       1.2 計算數據
       本文計算中所采用的單片玻璃厚度d為6mm，玻璃的導熱系數k為1 W/(m·K)，兩層玻璃之間的間距L 為13 mm，玻璃表面1 與室外環境之間的對流換熱系數hc,out 為16 W/(m2·K)，玻璃表面4 與室內環境之間的對流換熱系數hc,in 為3.6 W/(m2·K)，室內環境溫度tin 為20 ℃，相對濕度φ 為60%，未鍍膜玻璃表面的輻射率為0.84，低輻射薄膜的輻射率為0.04～0.15。
 
       2 計算結果分析
       由于目前在我國市場上的Low-E 玻璃主要為離線產品，為了防止膜層氧化，需要把鍍有低輻射薄膜的玻璃表面放置在中空玻璃空氣腔的兩側，所以本文僅討論圖1 中表面2 和3 鍍低輻射薄膜的情況。
 
       2.1 保溫性能分析
       使用中空玻璃之所以能夠降低建筑的能耗，其中一個重要原因是由于中空玻璃具有良好的隔熱保溫性能，傳熱系數是衡量其保溫性能的重要指標，傳熱系數越低，其保溫性能也就越好。

 
       圖2 為當室外環境溫度tout = -20 ℃時，雙層中空玻璃傳熱系數U 與表面3 輻射率ε3 的關系。曲線a表示表面2 的輻射率ε2 = 0.84，即僅在表面3 鍍低輻射薄膜的情況，曲線b 表示表面2 和3 同時鍍低輻射薄膜的情況。根據計算，ε2 = ε3 = 0.84，即兩個表面都未鍍低輻射薄膜時，U = 2.641W/(m2·K)。從曲線a 可以看出，對于僅在表面3 鍍低輻射薄膜的情況，當ε3 =0.15 時，U = 1.859 W/(m2·K)，相對于兩個表面均未鍍膜，U 降低了0.782W/(m2·K)。隨著ε3 的減小，U 值進一步減小，當ε3 = 0.04 時，U = 1.663 W/(m2·K)，相對于兩個表面均未鍍膜，U 降低了0.978 W/(m2·K)。因此，在中空玻璃空氣腔一側鍍低輻射薄膜可以大幅度提高中空玻璃的保溫性能。另外，曲線b 和a 相比較，當ε3 = 0.15 時，兩者U 值之差為0.117 W/(m2·K)，隨著ε3 的減小，兩條曲線的垂直距離逐漸減小，當ε3 =0.04 時，兩者U 值之差僅為0.038 W/(m2·K)，因此，在雙層中空玻璃空氣腔中一側表面鍍低輻射薄膜后再同時在另一側表面鍍膜，對降低傳熱系數的作用較小。
 
       2.2 防結露性能分析
       當玻璃表面的溫度低于空氣的露點時，在其表面就會結露。結露不僅影響著窗戶的可視性，而且容易滋生細菌，污染空氣，露水的流淌也會對房間的裝飾造成破壞。由于中空玻璃的空氣腔內存在著可吸附水分的干燥劑，在溫度很低時其內部也不會結露，因此，冬季中空玻璃最容易結露的表面位于室內側，即圖1中4 的位置，要減小結露現象的發生必須降低中空玻璃的傳熱系數以提高該表面的溫度。

 
       圖3 為不同ε2 和ε3 下，雙層中空玻璃表面4 溫度t 4 隨室外環境溫度tout 的關系。曲線a 表示表面2和3 均未鍍低輻射薄膜的情況，b1、c1 分別表示僅在表面3 鍍輻射率為0.15、0.04 薄膜的情況，b2 表示在表面2 和3 同時鍍輻射率為0.15 薄膜的情況，c2 表示在表面2 和3 同時鍍輻射率為0.04 薄膜的情況。從圖中可以看出，在相同的tout 下，b1、c1 與a1 相比，對應的t4 有較大程度的提高，但是b2 與b1 相比，t4提高的程度較小，c2 和c1 相比，t4 更是相差無幾。此外，已知標準大氣壓下，室內環境溫度tin 為20 ℃，相對濕度φ 為60%對應的空氣露點為12.0℃，從圖2 可以查得，當t4 = 12.0 ℃時，a、b1、b2、c1、c2 對應的tout 分別為-4.1、-15.8、-18.0、-19.6、-20.3℃，相同室內條件發生結露時，a、b1、b2、c1、c2 對應的tout依次降低，但是b2 與b1 相比，c2 與c1 相比，它們的降低程度遠小于b1、c1 與a1 相比所降低的程度，這也從另一方面說明在雙層中空玻璃空氣腔一側鍍低輻射薄膜可以有效減小結露現象的發生，但是當在雙層中空玻璃空氣腔其中一側表面鍍低輻射薄膜后再同時在另一側表面鍍膜，對提高其防結露性能作用較小。
 
       3 結語
       房間的熱量是通過導熱、對流和輻射3 種形式由玻璃傳到室外環境中去的，在雙層中空玻璃空氣腔一側表面鍍低輻射薄膜可以減小輻射熱量的傳遞，從而能夠降低傳熱系數，使其保溫和防結露性能都得到提高。然而，當在其空氣腔一側表面鍍輻射薄膜后，由于通過輻射形式傳遞的熱量已經很小，如果再在另一側表面鍍膜，所起的作用也不會太大。因此，如果結合成本因素綜合考慮，雙層中空玻璃空氣腔兩側表面不宜同時鍍低輻射薄膜。