中空玻璃由美國人于1865年發(fā)明，是一種由兩片或更多片玻璃組成的特殊玻璃制品，中間有空氣層或其它氣體隔層。它是通過使用高強(qiáng)度高氣密性復(fù)合粘結(jié)劑，將玻璃片與內(nèi)含干燥劑的鋁合金框架粘結(jié)而成，具有優(yōu)良的隔熱、隔音、美觀適用和降低建筑物自重等特性，被廣泛應(yīng)用于建筑門窗、幕墻和隔斷等領(lǐng)域。
中空玻璃的發(fā)展歷程可以追溯到1865年，美國人發(fā)明了這種新型玻璃。隨著材料和制造技術(shù)的發(fā)展，中空玻璃的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，如今已經(jīng)成為建筑、汽車、船舶等領(lǐng)域的重要材料。中空玻璃根據(jù)玻璃片層數(shù)可以分為雙層中空玻璃和多層中空玻璃；根據(jù)用途可以分為保溫中空玻璃、隔音中空玻璃、防結(jié)露中空玻璃等。生產(chǎn)工藝主要包括：切割下料、清洗干燥、組裝、壓片、放置等環(huán)節(jié)。中空玻璃的未來發(fā)展方向主要包括提高能源效率、降低成本、提高生產(chǎn)效率等方面。隨著人們對建筑節(jié)能和環(huán)保的要求不斷提高，中空玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域也將進(jìn)一步拓展。
簡史
中空玻璃由美國人于1865年發(fā)明，當(dāng)時(shí)中空玻璃首次在歐洲出現(xiàn)并開始在建筑領(lǐng)域得到應(yīng)用。由于當(dāng)時(shí)密封技術(shù)的限制，早期的中空玻璃多采用兩層玻璃組合而成，其性能和壽命都較為有限。
進(jìn)入20世紀(jì)初，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，中空玻璃開始逐漸流行起來。其密封技術(shù)得到了改善，這使得中空玻璃的性能和壽命得到了顯著提高。當(dāng)時(shí)的中空玻璃主要用于建筑門窗，能夠有效地提高建筑的隔熱性能，從而改善室內(nèi)環(huán)境并降低能源消耗。
到了20世紀(jì)30年代，液晶顯示技術(shù)開始嶄露頭角，中空玻璃也開始被廣泛用于電器產(chǎn)品上。這一階段的發(fā)展為中空玻璃行業(yè)的未來開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域。第二次世界大戰(zhàn)后，中空玻璃得到了更廣泛的應(yīng)用。隨著塑料工藝的進(jìn)步，1950年代初期，聚氯乙稀中空玻璃開始出現(xiàn)。這種新型材料提高了中空玻璃的隔熱性能，并在商業(yè)和家庭建筑中得到了廣泛應(yīng)用。
進(jìn)入20世紀(jì)70年代，中空玻璃行業(yè)迎來了新的發(fā)展階段。通過使用鋁合金等材料制作窗框，實(shí)現(xiàn)了更加可靠的密封效果。同時(shí)，多層中空玻璃開始被廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步提高了隔熱性能。這些進(jìn)步為中空玻璃在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
進(jìn)入21世紀(jì)初，中空玻璃技術(shù)繼續(xù)得到發(fā)展。真空中空玻璃開始得到應(yīng)用，因?yàn)榭梢蕴峁└叩母魺嵝阅堋４送?，夾層中空玻璃也開始流行起來，為中空玻璃的安全性和防火性能提供了更可靠的保障。這些新型中空玻璃的出現(xiàn)，進(jìn)一步拓寬了中空玻璃的應(yīng)用范圍，使其在建筑、汽車、航空等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
中國的發(fā)展
中國中空玻璃的發(fā)展從20世紀(jì)60年代起步，經(jīng)歷了以下四個(gè)階段：
最初萌芽階段：20世紀(jì)60年代，中國的中空玻璃行業(yè)開始初步發(fā)展。這個(gè)時(shí)期，人們開始探索如何制作出更加高效、節(jié)能的中空玻璃，以適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。相繼研制了間隔框、密封劑以及吸附劑等相關(guān)的中空玻璃制作材料。
技術(shù)成長階段：從1970年代開始，中國的中空玻璃行業(yè)進(jìn)入了技術(shù)成長階段。在這個(gè)時(shí)期，先進(jìn)技術(shù)和裝備開始大量引進(jìn)，使中空玻璃逐漸進(jìn)入發(fā)展期。槽鋁法中空玻璃生產(chǎn)技術(shù)、雙道密封技術(shù)、自動(dòng)封邊技術(shù)等相繼出現(xiàn)，為中空玻璃行業(yè)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
行業(yè)技術(shù)成熟階段：從1980年代開始，中國的中空玻璃行業(yè)進(jìn)入了技術(shù)成熟階段。這個(gè)時(shí)期，引進(jìn)膠條中空玻璃生產(chǎn)線，隨著生產(chǎn)線的機(jī)械化和自動(dòng)化裝備能力的提高，中國已擁有自主研發(fā)能力，生產(chǎn)規(guī)模和綜合實(shí)力逐步增強(qiáng)。中空玻璃的生產(chǎn)過程更加高效、產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平得到了大幅提升。
發(fā)展壯大階段：當(dāng)前，中國中空玻璃行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展壯大階段。這個(gè)階段起始于1990年代。在這個(gè)階段，產(chǎn)品的種類繁多，功能更具多樣化。除了傳統(tǒng)的建筑門窗應(yīng)用外，中空玻璃還廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、飛機(jī)等交通工具以及冷藏、保溫等領(lǐng)域。同時(shí)，隨著人們對節(jié)能、環(huán)保意識的提高，中空玻璃在綠色建筑和可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了進(jìn)一步拓展。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示：2020年中國中空玻璃產(chǎn)量為14575.8萬m2，同比增長724.6萬m2；2020年中國中空玻璃月均產(chǎn)量為1214.7萬m2，同比增長60.4萬m2。
常見分類
中空玻璃是一種具有高效隔熱和隔音性能的玻璃制品，被廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、船舶等多個(gè)領(lǐng)域。下面將對中空玻璃的常見分類的介紹。
按結(jié)構(gòu)分類
一般根據(jù)玻璃中間間距材料的不同分為兩類(橡膠條型、槽型鋁合金。
按使用環(huán)境分類
按厚度不同分類
按制造工藝分類
基本結(jié)構(gòu)
中空玻璃結(jié)構(gòu)中空玻璃是由兩層或多層平板玻璃構(gòu)成。四周用高強(qiáng)高氣密性復(fù)合粘結(jié)劑，將兩片或多片玻璃與密封條、玻璃條粘接、密封。中間充入干燥氣體，框內(nèi)充以干燥劑，以保證玻璃片間空氣的干燥度?？梢愿鶕?jù)要求選用各種不同性能的玻璃原片，如無色透明浮法玻璃壓花玻璃、吸熱玻璃、熱反射玻璃、夾絲玻璃、鋼化玻璃等與邊框（鋁框架或玻璃條等），經(jīng)膠結(jié)、焊接或熔接而制成。
中空玻璃采用3、4、5、6、8、10、12mm厚片度原片玻璃，空氣層厚度可采用6、9、12mm間隔。玻璃的熱傳導(dǎo)率是空氣的27倍，只要中空玻璃是密封的，該中空玻璃就在最佳隔熱效果。中空玻璃的玻璃與玻璃之間，留有一定的空間?？騼?nèi)充以干燥劑，以保證玻璃片間空氣的干燥度。中空玻的兩層間距一般為8mm。高性能中空玻璃與一般普通中空玻璃不同，除在兩層玻璃中間封入干燥空氣之外，還要在外側(cè)玻璃中間空氣層側(cè)，涂上一層熱性能好的特殊金屬膜。它可以截止由太陽射到室內(nèi)的相當(dāng)?shù)哪芰?，起到更大的隔熱效果，因而可以防止因輻射熱引起的不舒適感和減輕夕照陽光引起的目眩。
作用原理
由于中空玻璃內(nèi)部存在著可以吸附水分子的干燥劑，氣體是干燥的，若保證空氣層在零下40攝氏度以上不結(jié)露，則中空玻璃在使用過程中內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象；同時(shí)，中空玻璃的外表面結(jié)露點(diǎn)會(huì)降低（更不易結(jié)露）。如當(dāng)室外風(fēng)速為5m/s，室內(nèi)溫度20℃，相對濕度為60%時(shí)，5mm玻璃在室外溫度為8℃時(shí)開始結(jié)露，而16mm（5+6+5）中空玻璃在同樣條件下，室外溫度為-2℃時(shí)才開始結(jié)露，27mm（5+6+5+6+5）三層中空玻璃在室外溫度為-11℃時(shí)才開始結(jié)露，說明厚度增加可以顯著降低外表面結(jié)露點(diǎn)。
中空玻璃的能量傳遞有三種方式：即輻射傳遞、對流傳遞和傳導(dǎo)傳遞。
輻射傳遞
中空玻璃結(jié)構(gòu)輻射傳遞是能量通過射線以輻射的形式進(jìn)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
對流傳遞是由于在玻璃的兩側(cè)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(chǎn)生空氣的對流，而造成能量的流失。造成這種現(xiàn)象的原因有幾個(gè)：一是玻璃與周邊的框架系統(tǒng)的密封不良，造成窗框內(nèi)外的氣體能夠直接進(jìn)行交換產(chǎn)生對流，導(dǎo)致能量的損失；二是中空玻璃的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，導(dǎo)致中空玻璃內(nèi)部的氣體因溫度差的作用產(chǎn)生對流，帶動(dòng)能量進(jìn)行交換，從而產(chǎn)生能量的流失；三是構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的窗的內(nèi)外溫度差較大，致使中空玻璃內(nèi)外的溫度差也較大，空氣借助冷輻射和熱傳導(dǎo)的作用，首先在中空玻璃的兩側(cè)產(chǎn)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(shè)計(jì)，可以降低氣體的對流，從而降低能量的對流損失。
傳導(dǎo)傳遞
傳導(dǎo)傳遞是通過物體分子的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)能量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而達(dá)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(dǎo)傳遞是通過玻璃和其內(nèi)部的空氣來完成的。玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)是0.77W/ mk，而空氣的導(dǎo)熱系數(shù)是0.028 W/ mk，由此可見，玻璃的熱傳導(dǎo)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(dǎo)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。
生產(chǎn)工藝
中空玻璃的制作流程可以進(jìn)一步詳細(xì)描述如下：
玻璃切割下料
原片玻璃一般為無色浮法玻璃或其它彩色玻璃，遮陽玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃，厚度一般為3-12MM，上述玻璃必須符合GB11614中一級品、優(yōu)等品的規(guī)定，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。玻璃切割可由手工或機(jī)器進(jìn)行，但應(yīng)保證合乎尺寸要求。此道工序工人在操作過程中，應(yīng)隨時(shí)注意玻璃表面不得有劃傷，內(nèi)質(zhì)均勻，不得有氣泡、夾渣等明顯缺陷。
玻璃清洗干燥
玻璃清洗要采用機(jī)器清洗法，因?yàn)槿斯で逑礋o法保證清洗質(zhì)量。清洗前須檢驗(yàn)玻璃無劃傷，為保證密封膠與玻璃的粘結(jié)性，需要使用去離子水。另外為保證水循環(huán)使用，節(jié)約水資源，可對水進(jìn)行過濾，保證長期使用。清洗后的玻璃要通過光照檢驗(yàn)，檢驗(yàn)玻璃表面有無水珠、水漬及其它污漬，若有水珠、水漬及其它污漬，則需對機(jī)器運(yùn)行速度、加熱溫度、風(fēng)量、毛刷間隙進(jìn)行調(diào)整，直到達(dá)到效果完好為止。洗完后的玻璃應(yīng)在1小時(shí)之內(nèi)組裝成中空玻璃，還要保證玻璃與玻璃之間不要磨擦劃傷，最好有半成品玻璃儲(chǔ)存小車，把玻璃片與片之間隔開?！ ?/p>
玻璃的組裝
膠條式中空玻璃組裝：膠條式中空玻璃加工溫度冬季應(yīng)在10-20度之間，夏季應(yīng)在20-30度之間為宜。因膠條式中空玻璃干燥劑呈粉末狀，與膠混合均勻后干燥劑發(fā)揮作用較慢，所以應(yīng)保證膠條裝配區(qū)域相對濕度稍低。
鋁條式中空玻璃組裝：對環(huán)境的要求溫度也應(yīng)在10-30度之間，此種中空玻璃對相對濕度的要求稍低一些，干燥劑應(yīng)選擇正規(guī)廠家的合格產(chǎn)品，以保證干燥劑的有效使用。干燥劑開封后要在二十四小時(shí)之內(nèi)用完，因?yàn)榫哿蚰z的透氣性較大，密封性差，因此要采用雙道密封。用丁基膠作為第一道密封，具有極低的水蒸氣透過率，起到間隔氣體的作用。用聚硫膠作為第二道密封，主要作用是粘結(jié)作用，其次才是隔氣作用，第二道密封膠還包括硅酮膠。實(shí)踐證明，單道密封的中空玻璃壽命只有5年左右，而雙道密封的中空玻璃壽命可長達(dá)20年甚至40年以上。
玻璃壓片
膠條式中空玻璃壓片要注意合片玻璃邊部要對齊，壓片時(shí)在后面預(yù)留小口，讓干燥后的氣體從小口溢出，壓合后隨即封口。至此完成膠條式中空玻璃的加工。鋁條式中空玻璃，合片后鋁框外邊部和玻璃邊部應(yīng)有5-7MM的距離，用于涂第二道密封膠，聚硫膠應(yīng)均勻沿一側(cè)涂布，以防止氣泡，涂完后刮去玻璃表面殘余。至此完成鋁條式中空玻璃的加工?！ ?/p>
玻璃的放置
中空玻璃的放置正確與否也會(huì)對中空玻璃的最終質(zhì)量產(chǎn)生影響，無論是在生產(chǎn)還是在運(yùn)輸或在工地存放首先堆垛架的設(shè)計(jì)要求要考慮到中空玻璃的特點(diǎn)，堆垛架要有一定的傾斜度。但底部平面與側(cè)部應(yīng)始終保持90度，從而保證中空玻璃的兩片玻璃底邊能垂直地置放在堆垛架上。還要注意，玻璃底部不要沾上油漬，石灰及其它溶劑，因?yàn)闀?huì)對中空玻璃的第二道密封膠都會(huì)產(chǎn)生不同程度的侵蝕作用，從而影響中空玻璃的密封性能?！ ?/p>
性能參數(shù)
中空玻璃的性能參數(shù)主要包括隔熱性能、隔音性能、密封性能、安全性、抗壓性能、抗拉強(qiáng)度、光學(xué)性能等。
隔熱性能
中空玻璃的隔熱性能主要取決于中空層的厚度和氣體種類。中空層越厚，隔熱性能越好，同時(shí)中空層的氣體種類也會(huì)影響隔熱性能。例如，使用惰性氣體如氦氣可以提高中空玻璃的隔熱性能。
隔音性能
中空玻璃的隔音性能主要取決于玻璃厚度、中空層的厚度和氣體種類。玻璃厚度越厚，隔音性能越好，同時(shí)中空層厚度和氣體種類也會(huì)影響隔音性能。例如，使用較寬的中空層間距可以提高中空玻璃的隔音性能，而使用惰性氣體可以提高中空玻璃的隔音性能。
密封性能
中空玻璃的密封性能是保證其性能穩(wěn)定和持久的關(guān)鍵因素之一。如果密封性能不好，中空玻璃內(nèi)部的氣體會(huì)泄漏，導(dǎo)致其性能下降。因此，中空玻璃的生產(chǎn)過程中需要注意密封工藝和材料的選擇。
安全性：中空玻璃的安全性是另一個(gè)重要的性能參數(shù)。由于中空玻璃的使用壽命較長，因此需要考慮到在使用過程中可能會(huì)遇到的各種安全問題。例如，中空玻璃在使用過程中需要承受風(fēng)壓、雪壓等外部壓力，同時(shí)還需要考慮到玻璃破碎后對人體的傷害等問題。
抗壓性能
中空玻璃的抗壓能力主要取決于玻璃的厚度和邊緣處理方式。一般來說，玻璃越厚，抗壓能力越強(qiáng)。此外，中空玻璃的邊緣處理方式也會(huì)影響其抗壓能力。經(jīng)過精良的邊緣處理，可以增強(qiáng)中空玻璃的抗壓能力，使其在承受較大壓力時(shí)不易破碎。
抗拉強(qiáng)度
中空玻璃的抗拉強(qiáng)度也是其重要的性能參數(shù)之一?？估瓘?qiáng)度是指中空玻璃在受到拉伸力時(shí)的最大承載能力。一般來說，中空玻璃的抗拉強(qiáng)度比普通玻璃要高，但仍然需要注意其抗拉強(qiáng)度是否滿足使用要求。
光學(xué)性能
中空玻璃的光學(xué)性能也是其重要的性能參數(shù)之一。主要包括透光率、反射率和吸收率等指標(biāo)。一般來說，中空玻璃的透光率較高，反射率和吸收率較低，因此具有較好的光學(xué)性能。但是，如果中空玻璃的內(nèi)表面出現(xiàn)霧氣或者污染，就會(huì)影響其光學(xué)性能。
應(yīng)用領(lǐng)域
中空玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，以下是一些主要的應(yīng)用領(lǐng)域：
發(fā)展趨勢
中空玻璃作為一種高效的隔熱、隔音、節(jié)能材料，未來發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
中空玻璃的標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾方面：
參考資料 >
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> 中空玻璃主要用途有哪些 裝中空玻璃窗有什么好處.中國玻璃網(wǎng).2023-12-02
中空玻璃用途在哪些領(lǐng)域?.江西耀發(fā)玻璃有限公司.2023-12-05
中空玻璃的節(jié)能原理及發(fā)展現(xiàn)狀.中國知網(wǎng).2023-12-02
全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺.全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺.2023-12-05