中空玻璃
出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《现代工程材料实用手册》第540页（4285字）
中空玻璃又称隔热玻璃，是由两层或两层以上的平板玻璃、热反射玻璃、吸热玻璃、夹丝玻璃、钢化玻璃、镀膜反射玻璃、压花玻璃、彩色玻璃等组合在一起，四周用高强度、高气密性复合胶粘剂将两片或多片玻璃与铝合金框架、橡胶条、玻璃条粘结密封，同时在中间填充干燥的空气或惰性气体，也可以涂以各种颜色和不同性能的薄膜。为确保玻璃原片间空气的干燥度，在框内可放入干燥剂。
中空玻璃中玻璃与玻璃之间留有一定的空气层，其一般的厚度约为6～12mm之间。正是空气层内充满干燥的气体，使玻璃具有较高的保温、隔热、隔声等功能和理想的装饰效果。自中空玻璃问世以来，受到世界各国的广泛应用，并取得了显着的社会经济效益。
前联邦德国政府对中空玻璃的应用极其重视，并明文规定“所有建筑物必须全部采用中空玻璃，禁止采用普通平板玻璃作为窗玻璃”。在德国，目前几乎所有的建筑都采用双层或多层中空玻璃，对旧建筑限期改用中空玻璃，并由政府给予适当补贴，以节约能源、降低建筑物噪声、改善居住和工作的环境条件。仅采用中空玻璃一项，德国每年大约节省40亿左右马克的能源开支。
(一)中空玻璃的生产方法
中空玻璃是在其他平板玻璃的基础上，经过一定工序的加工而制成的节能型玻璃，其加工方法主要有胶接法、焊接法和熔接法。
1．中空玻璃的胶接法
把玻璃与间隔框粘结在一起以形成中空玻璃的方法称为胶接法。德国于1934年率先采用这种方法制造中空玻璃，以后又有法国、比利时、意大利、俄罗斯、芬兰等国家也开始采用这种方法。
中空玻璃胶接法所采用的胶接剂和密封胶，通常为丁基橡胶和聚硫橡胶，也可以采用价格较低的硅酮密封材料。近几年，德国研制出一种新型密封材料，不但可用于普通的中空玻璃密封，而且更适用于充入氩气的多层玻璃的边部密封。
中空玻璃为防止室内温差过大而产生结露，需要在间隔框中填充干燥剂。橡胶框带的出现，使中空玻璃生产减少了制框、充填干燥剂、涂胶密封等工序。
2．中空玻璃的焊接法
将两块或多块玻璃以金属焊接的方式使周边密封连接，这种生产加工方法称为焊接法。焊接法所选用的焊接材料有锡合金或低熔点金属，焊接边框可以由金属或槽形金属做成。
焊接法的机理是：当加热的金属和熔融的玻璃在直接接触中融合在一起时，氧化物薄膜扩散或在某种程度上熔解于玻璃内，并形成密封的接头。
焊接法中空玻璃的最大优点是比胶接法具有更好的耐久性，但是，焊接要求使用有色金属，生产难以实现机械化，中空玻璃的成本比较高。焊接法生产的中空玻璃占世界中空玻璃总产量的30%左右。
3．中空玻璃的熔接法
熔接法是通过对玻璃局部加热，使玻璃边缘部分达到软化温度，玻璃原片的四周经弯曲后彼此焊接于一体。熔接中空玻璃时所产生的形变，由玻璃本身和熔接缝承受，因此要控制玻璃原片的厚度(一般不大于3～4mm)、空气层厚度(最大为12mm)和中空玻璃的面积(不大于2．2m2)。
熔接法的生产工艺十分复杂，要求根据玻璃原片的化学成分严格遵循每道工序的作业制度，一般应当逐个检查其密封质量。熔接法中空玻璃的间隔层内绝对不透气，具有很好的耐久性。但是，它与焊接法相同，很难实现机械化生产，效率也比较低。熔接法生产的中空玻璃更少，一般仅占中空玻璃总产量的10%。
(二)中空玻璃的技术性能
在建筑物中使用中空玻璃，主要是控制室内外温差而产生的热量传递，造成“暖房”效应以减轻暖气负荷，达到节约能源的目的。因此，中空玻璃与吸热玻璃、热反射玻璃一样，是现代建筑中应用广泛的装饰材料。
中空玻璃的技术性能主要包括热工性能、光学性能、隔声性能、物理性能和防结露性能等。
1．中空玻璃的热工性能
中空玻璃具有良好的隔热性能，冬天能保温，夏天能隔热。据测定，两层的中空玻璃的传热系数，由普通平板玻璃的6．8W／(m2·℃)左右可下降到3．17W／(m2·℃)。三层的中空玻璃的传热系数更低，其绝热效果可相当于三七砖的效果，在某些条件下甚至优于混凝土墙。表17－27是中空玻璃与其他相关材料的传热系数比较，可以看出中空玻璃具有优越的绝热性能。
表17－27 中空玻璃与其他相关材料的传热系数比较
2．中空玻璃的光学性能
根据所选用玻璃的原片不同，中空玻璃可以具有各种不同的光学效果和装饰效果，起到调节室内光线、防眩目等作用。我国生产的中空玻璃，随着其采用玻璃原片和组成结构不同，有较大的差别，如可见光透过率为9%～39%、光反射率为25%～36%、总透过率为15%～51%、透光系数为0．17～0．58。
国产中空玻璃的光学性能如表17－28所示。
表17－28 国产中空玻璃的光学性能
3．中空玻璃的隔声性能
中空玻璃的隔声性能非常好，一般可以使噪声下降30～44dB，对交通噪声可降低31～38dB，即可使临街道的噪声降低到学校教室的安静程度。国产中空玻璃的隔声性能如表17－29所示。
表17－29 国产中空玻璃的隔声性能
4．中空玻璃的防结露性能
玻璃门窗在结露或结霜之后，会严重影响玻璃的透视性能等多种光学性能。普通平板玻璃容易结露的原因是由于同一块玻璃的两面温差比较大，而中空玻璃由于绝热性很好，在室内温差较大的情况下，内层接触湿度较高的室内空气，但玻璃表面温度也较高，而外层玻璃的表面温度较低，其接触室外环境的湿度也较低，因此同一块玻璃的两面温差比较小，不易产生结露。
由此可见，中空玻璃的传热系数和夹层内部空气的干燥度，是检验中空玻璃性能的重要指标之一。
5．中空玻璃的物理性能
中空玻璃突出的物理性能表现在其质量很轻，这是进行高层建筑和超高层建筑设计与施工的重要条件。在相同面积、相同绝热效果的条件下，中空玻璃单位面积的质量一般为混凝土墙的1／6，有的甚至可达1／30。因此，用中空玻璃代替砖墙或混凝土墙，不仅可以增大建筑的采光面积，而且还可减轻建筑物自重，简化建筑结构和起到美观装饰的效果。
(三)中空玻璃的技术标准
根据国家标准《中空玻璃》(GB／T11944－2002)中空玻璃的技术标准，主要包括形状和最大尺寸、尺寸允许偏差和性能要求等。
1．形状和最大尺寸
常用中空玻璃的形状和最大尺寸见表17－30。
表17－30 常用中空玻璃的形状和最大尺寸
(mm)
2．尺寸允许偏差
中空玻璃的尺寸允许偏差见表17－31。
表17－31 中空玻璃的尺寸允许偏差
(mm)
3．对各项性能的要求
中空玻璃的密封、露点、紫外线照射、气候循环及高温、高湿等各项性能，应按《中空玻璃》(GB／T11944－2002)中的测试方法进行检验，其检验结果必须满足表17－32中的各项要求。
表17－32 中空玻璃的性能要求
(四)中空玻璃的品种与应用
1．中空玻璃的品种
中空玻璃的品种很多。按制造方法不同，可分为胶接、焊接和熔接三种；按玻璃层数不同，可分为两层、三层和四层；按其用途不同，可分为普通中空玻璃和特种中空玻璃。我国生产的中空玻璃品种与特点，如表17－33所示。
表17－33 国产中空玻璃的品种与特点
2．中空玻璃的应用
中空玻璃是一种多功能玻璃，它的主要功能是隔热、隔声和采光，质量较好的寿命可达25年以上，适用于室内相对湿度不超过60%、室内外温差不大于50℃、耐压差允许外界压力波动范围±10kPa、需要采暖、空调、防止噪声、防止结露，以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物，如住宅、办公室、学校、医院、宾馆、商店、恒温恒湿的实验室以及工厂的门窗、天窗和玻璃幕墙等。