玻璃的节能特性及节能玻璃

第一篇：玻璃的节能特性及节能玻璃

玻璃的节能特性及节能玻璃 类型：其它 点击次数：1145

玻璃作为透明材料被广泛应用于建筑、交通运输、船舶、航空、制冷等行业，它不仅是良好的透明材料也是一种{TodayHot}良好的热导性材料。不管玻璃被应用于哪个领域，通过玻璃进行热传导都会发生，而透过玻璃的热传导大部分是能量损失。例如在建筑上使用的普通平板玻璃所发生的能量损失所占的比例很大，据资料介绍普通玻璃应用于建筑上，有1/3能量是通过玻璃的传导而损失的。目前在世界性能源紧张的今天节能已成为一种趋势，减少通过玻璃的能量损失越来越被建筑师和建筑使用者所重视，几乎所有的建筑师都希望能透过某种途径尽量减少建筑上的损失，以使建筑物的能耗尽量少。减少透过玻璃的能量损失已被提到议事日程。其实节能玻璃在最近几年已获得了长足的发展，只是人们对玻璃的认识还不十分全面，因此掌握玻璃的节能特性对正确选用玻璃品种至关重要。

玻璃节能评价的主要参数

自然界中热量的传递通常有三种形式：对流、辐射和传导。由于玻璃是透明材料，通过玻璃的传热除上述三种形式外还有太阳能量以光辐射形式的直接透过。衡量通过玻璃进行能量传播的参数有热传导率及K值（在美国称为U值）、太阳能透过率、遮蔽系数、相对热增益等。

1.1 K值

K值表示的是在一定条件下热量通过玻璃在单位面积（通常是1m2）、单位温差（通常指室内温度与室外温度之差一般10C或1K）、单位时间内所传递焦耳数。K值的单位通常是W/m2K。K值是玻璃的传导热、对流热和辐射热的函数，它是这三种热传方式的综合体现。玻璃的K值越大，它的隔热能力就越差，通过玻璃的能量损失就越多

1.2 太阳能参数

透过玻璃传递的太阳能其实有两部分，一是太阳光直接透过玻璃而通过的能量；二是太阳光在通过玻璃时一部分{HotTag}能量被玻璃吸收转化为热能，该热能中的一部分又进入室内。通常有三个概念来定义：

（1）太阳光透射率

太阳光以正常入射角透过玻璃的能量占整个太阳光入射能的百分数；

（2）太阳能总的透过率

太阳光直接透过玻璃进入室内的能量与太阳光被玻璃吸收转化为热能后二次进入室内的能量之和占整个太阳光入射能的百分数。

（3）太阳能反射率

太阳光被所有表面（单层玻璃有两个表面，中空玻璃有四个表面）反射后的能量占入射能的百分数。

1.3 遮蔽系数

遮蔽系数是相对于3mm无色透明玻璃而定义的，它是以3mm无色透明玻璃的总太阳能透过率视为1时（3mm无色透明玻璃的总太阳能透过率是0.87）其他玻璃与其形成的相对值，即玻璃的总太阳能透过率除

以0.87。

1.4 相对热增益

用于反映玻璃综合节能的指标，它是指在一定条件下即室内外温度差为15OC时透过单位面积（3mm透明，1m2）玻璃在地球纬度30O处海平面，直接从太阳接受的热辐射与通过玻璃传入室内的热量之和。也就是室内外温差在15OC时的透过玻璃的传热加上地球纬度为30O时太阳的辐射热630W/m2与遮蔽系数的积。相对热增益越大，说明在夏季外界进入室内的热量越多，玻璃的节能效果越差。对于玻璃真实的热增益是由建筑所处的地球纬度、季节、玻璃与太阳光所形成的夹角以及玻璃的性能共同决定的。影响热增益的主要因素是玻璃对太阳能的控制能力即遮蔽系数和玻璃的隔热能力。

相对热增益特别适合于衡量低纬度且日照时间较长地区向阳面玻璃的使用情况，因为该指标是在室外温度高于室内温度时室外热流流向室内且太阳能也同时进入室内的情况下而给定的。

对于不存在太阳能辐射部位使用玻璃时，反映玻璃保温能力的指标只有K值。节能玻璃的主要品种

随着技术的不断进步玻璃品种越来越多，目前主要以节能为目的的品种有吸热玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃等。

2.1吸热玻璃

吸热玻璃是在玻璃本体内掺入金属离子使其对太阳能有选择地吸收同时呈现不同的颜色，吸热玻璃的节能是通过太阳光透过玻璃时将光能转化为热能而被玻璃吸收，热能以对流和辐射的形式散发出去从而减少太阳能进入室内。

2.2镀膜玻璃

镀膜玻璃在建筑上的应用主要有两种，即热反射玻璃（也称太阳能控制玻璃）、低辐射玻璃。

热反射玻璃是在玻璃表面镀上金属、非金属及其氧化物薄膜使其具有一定的反射效果，能将太阳能反射回大气中而达到阻挡太阳能进入室内使太阳能不在室内转化为热能的目的。太阳能进入室内的量越少，空调负荷也就越少；热反射玻璃的反射率越高说明其对太阳能的控制越强，但是玻璃的可见光透过率会随着反射率的升高而降低，影响采光效果，太高的玻璃反射率也可能出现光污染问题。

普通平板玻璃的辐射率较高，通常为0.84。低辐射玻璃是通过在玻璃表面涂敷低辐射涂层使表面的辐射率低于普通玻璃从而减少热量的损失来达到降低采暖费用实现节能目的。衡量低辐射玻璃节能效果的重要指标是辐射率。辐射率越低通过玻璃表面发生的辐射损失越少，玻璃的节能效果越好。

2.3中空玻璃

中空玻璃由于在两片玻璃之间形成了一定的厚度并被限制了流动的空气或其他气体层从而减少了玻璃的对流和传导传热，因此它具有了较好的隔热能力。例如由两片5mm普通玻璃和中间层厚度为10mm的空气层组成的中空玻璃，在热流垂直于玻璃进行热传递时对流传热，传导传热、辐射传热各约占总传热的2%、38%、60%，同时中空玻璃的单片还可以采用镀膜玻璃和其他节能玻璃，能将这些玻璃的优点都集中于中空玻璃上，也就是说中空玻璃还可以集本身和镀膜玻璃的优点于一身，从而发挥更好的节能作用。如用一层5mm厚、表面辐射率0.2的低辐射玻璃和一层厚度为5mm的普通玻璃组成的空气层为9mm的中空玻璃其K值月约为2.1W/m2K。如果使用辐射率为0.08的低辐射玻璃并且将空气层中的空气用氩气置换空气层的厚度选择12mm，其K值可以达到1.4W/m2K。如果在中空玻璃的外片选择热反射玻璃他还具有控制太

阳能的作用。

2.4真空玻璃

真空玻璃是目前节能效果最好的玻璃，真空玻璃是在密封的两片玻璃之间形成真空从而使玻璃与玻璃之间的传导热接近于零，同时真空玻璃的单片一般至少有一片是低辐射玻璃。低辐射玻璃可以减少辐射传热，这样通过真空玻璃的传热其对流、辐射和传导都很少，节能效果非常好，但目前国内尚未形成生产能力。

第二篇：微晶玻璃特性表

一、什么是微晶玻璃

微晶玻璃（CRYSTOE and NEOPARIES）又称微晶玉石或陶瓷玻璃。是综合玻璃、石材技术发展起来的一种新型建材。因其可用矿石、工业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰、煤矸石等作为主要生产原料，且生产过程中无污染，产品本身无放射性污染，故又被称为环保产品或绿色材料。

微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点，优於天石材和陶瓷，可用於建筑幕墙及室内高档装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。是具有发展前途的21世纪的新型材料。

二、微晶玻璃的组成把加有晶核剂或不加晶核剂的特定组成的玻璃，在有控条件下进行晶化热处理，使原单一的玻璃相形成了有微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃和普通玻璃区别是：前者部分是晶体，后者全是非晶体。微晶玻璃表面可呈现天然石条纹和颜色的不透明体，而玻璃则是各种颜色、不同程序的透明体。

微晶玻璃的综合性能主要决定三大因素：原始组成的成份、微晶体的尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。

后两种因素是由微晶玻璃晶化热处理技术决定。微晶玻璃的原始组成不同，其晶相的种类也不同，例如有β硅灰石、β石英、氟金云母、二硅酸锂等，各种晶相赋予微晶玻璃的不同性能，在上述晶相中，β硅灰石晶相具有建筑微晶玻璃所需性能，为此常选用CaO-Al2O3-SiO2系统为建筑微晶玻璃原始组成系统，其一般成分如表一所示。

表一： CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃组成颜色组成 SiO2 Al2O3 B2O3 CaO ZnO BaO Na2O K2O Fe2O3 Sb2O3

白色 59.0 7.0 1.0 17.0 6.5 4.0 3.0 2.0 0.5

黑色 59.0 6.0 0.5 13.0 6.0 4.0 3.0 2.0 6.0 0.5上述玻璃成份在晶化热处理后所析出的主晶相是：β——硅灰石（β——CaO、SiO2）。

三、建筑微晶玻璃性能

建筑用微晶玻璃装饰面板材与天然大理石、花岗岩性能列表二（见下页）。

材料 微晶玻璃 大理石 花岗岩

特性

机械性能 抗弯强度①（Mpa)40~50 5.7~15 8~15

抗压强度（Mpa)341.3 67~100 100~200

抗冲击强度（Pa)2452 2059 1961

弹性模量（×104MPa)5 2.7~8.2 4.2~6.0

莫氏硬度 6,5 3~5 ~5.5

维氏硬度（100g）600 130 130~570

比重 2.7 2.7 2.7

化学性能 耐酸性②（1%H2SO4）0.08 10.0 0.10

耐碱性②（1%NaOH)0.05 0.30 0.10

耐海水性③（mg/cm2)0.08 0.19 0.17

吸水率④（%）0 0.3 0.35

抗冻性（%）⑤ 0.028 0.23 0.25

热学特性 膨胀系数

（10-7/30℃-380℃)62 80~260 80~150

热导率（w/m.k)1.6 2.2~2.3 2.1~2.4

比热（Cal/q°.C）0.19 0.18 0.18

光学特性 白色度（L度）89 59 66

扩散反射率（%）80 42 64

正反射率（%）4 4

4从表二中可以看出，建筑微晶玻璃在材料尺寸稳定性（热胀系数等的影响）耐磨性（硬度影响）、抗冻性、光泽度的持久性（耐酸耐碱影响）、强度（抗弯、抗冲击）等，均优於天在然的大理石及花岗岩。微晶玻璃与玻璃具有相同的成分，与硅酮结构胶和耐候胶相容性较好。

由于微晶玻璃是透明、半透明和不透明等多相组成均匀分布的复合材料，射入微晶玻璃的光线，不仅从表面反射，光线从材料内部反射出来，显得柔和，而且具有深度，产生类似钻石般晶莹剔透、璀璨发亮的光学效果。

同晶玻璃无吸水性、防冻、防铁锈、硅油等渗入，不溶易附着尘埃，纵然附着尘埃也容易清洗，有自净性。

微晶玻璃有令强度高，而且强度稳定，没有天然花岗岩那样的分散性大。组织均匀，各向强度同性，没有花岗岩那样的各向异性（层理性和焉理性）。

微晶玻璃的弧面或曲面，可将其加热到760℃～800℃左右。因此与天然石材相比，具有强度均匀、工艺简单、成本较低等优点。

生产白色或色彩鲜艳的微晶玻璃时，一般都使用矿物原料和化工原料，可以没有色差，也可以仿真成天然石材的各种色彩。这些色彩是用不变色的金属氧化物经高温加热形成，耐候性好，不会变色和退色。

微晶玻璃因其优良性能，在国内外已被广泛应用于宾馆、饭店、商店、机场、车站、影剧院以及其他高档建筑的外墙及室内装饰，是21世纪建筑的新材料。

四、微晶玻璃的生产工艺

建筑微晶玻璃生产工艺有两种，即压延示和烧结法，其工艺流程如图所示：

目前建筑用微晶玻璃均采用烧结法，而且不加入晶核剂。它的基本原理是，玻璃是一种非晶态固体，从热力学观点看，它处于一种亚稳状态，较之晶体有较高的内能，所以在一定条件下，可以转化为结晶态。从动力学观点来看，玻璃熔体在冷却过程中，粘度急剧增加，抑制晶核的形成和晶体长大，阻止了结晶体的成长壮大。建筑用微晶玻璃利用了不加晶核剂的非均相结晶化机理，充分应用了热力学上的可能和动力学上的抑制，在一定条件下，使这种相反相成的物理过程，形成一个新的平衡，而获得的一种新材料。

烧结法工艺的微晶玻璃，有以下热点和难点：

一是玻璃熔融：除使用晒粉着色的微晶玻璃，通常用密封性好的坩锅内熔化外，其他色彩的微晶玻璃都使用池窑熔化。它的生产成本与质量均优于坩锅炉。但建筑微晶玻璃池窑不能照搬一般玻璃池窑，它要便于排料、换料、停炉。

二是晶化热处理：玻璃经晶化热处理后，才能形成微晶玻璃。热处理的工艺参数和工艺规范对主晶相的种类、大小、数量、制品的炸裂、平整度、气泡大小和数量、产量、燃气耗量和成本等，都有重要影响。晶化炉也不同於一般的热处理炉和陶瓷烧烤炉，其温度场和结构，要适合微晶玻璃晶化热处理的特点和工艺。

三是如何根据建筑师的美学要求，方便逼真调制各种色彩的微晶玻璃防止自爆和气孔，增加规格和品种，提高大面积板材平整度，降低成本，是进一步推广建筑微晶玻璃应用的热点和难点。

以上介绍，可以看出，微晶玻璃也是一种科技含量高的新产品。在国外，美国、俄罗斯率先起步开发和使用微晶玻璃，日本、西欧、亚太地区的一些国这也正在开发新型的微晶玻璃产品。我国目前已有3家公司批量生产建筑微晶玻璃，据了解，生产能力约为50万平方米，但由于产品规格、品种、花色和价格等，还不能满足建筑市场的要求，加之对微晶玻璃这种新型建筑材料推广、宣传力度不够，国内仅有少数工程，如人民大会堂广东枯、北京新机场候机楼、大连国际中心采用了微晶玻璃。每年我国从国外进口大量高档石材来满足国内市场的需求，微晶玻璃代替天然石材尤其是代替进口的高档天然石材，是建筑市场潜在的迫切要求。微晶玻璃不仅在建筑的内装饰会得到很大应用，而且在建筑石材幕墙中也值得大力发展和推广。

五、微晶玻璃幕墙要点

1.微晶玻璃属于脆性材料，开口部位施工后很容易破裂，不能完全照搬天然石材幕墙的节点，一般来讲，天然石材幕墙的短槽式和通槽式的结构不宜采用。

2.微晶玻璃板材做为幕墙面板，要求耐抗急冷、急热。其试验方法为：规格为100mm×80mm×板材厚度，每组五块试样，将试样放置在比室温水中冷却。然后用铁锤轻轻击试样各部位，如果声音变哑，表面有裂隙、掉边、掉角等情况，则判为不合格。

3.尽管要求微晶玻璃板材耐急冷、急热，但为了防止幕墙面板万一破裂时，碎片不会危及人，所以在微晶玻璃板的背面用多元板脂贴上一层玻璃纤维（FRP）以求安全。

4.用于幕墙的普型微晶玻璃板要求如下：

(1)弯曲强度标准值不小于40MPa。试验方法按GB 9966.2中的规定进行。

(2)抗急冷、急热无裂隙。

(3)长度公差在±0.5mm，平面度1/1000，厚度公差±1mm。

(4)无缺棱、缺角、气孔。表面无目视可观察到的杂质。

(5)镜面板材的光泽度不大于85光择单位。

(6)同一颜色、同一批号的板材色差不大于2.0CIE1AB色差单位。

(7)用于幕墙面板的微晶玻璃板生产厂商应提供：型式试验报告；该批板材出厂检验报告，该报告应至少写明弯曲强度、长度、厚度及平面度公差，耐急冷、急热试验结果、色差及光泽度；并提供10年质量保证书等。

5.微晶玻璃幕墙必须100%进行全尺寸4项性能（耐风压、水密、气密、平面内变形）试验。试验合格后方能进行施工。

总之，微晶玻璃用于建筑幕墙，在国内还不多，今后在推广过程中，除了前述的微晶材料推广应用的热点和难点之外，对微晶玻璃幕墙而言，加强对其节点和构造、加工工艺、力学特性的开发研究，尢为迫切和重要。除了测定其弯曲度之外，最好能测定其断裂韧度，使微晶玻璃幕墙的强度，打下断裂力学设计基础。

第三篇：U型玻璃组合节能幕墙设计及应用..

U型玻璃组合节能幕墙设计及应用

1.概述

建筑用U型玻璃（亦称槽型玻璃）事用先压延后成型的方法连续生产出来的，因其横截面呈“U”型，故得名。U型玻璃品种很多，有着理想的透光性、隔热性、保温性和较高的机械强度，不但用途广泛、施工简便，而且有着独特的建筑与装饰效果，并能节约大量轻金属型材，所以被世界上许多国家的城乡建筑所采用。

世界上最早生产U型玻璃的国家之一是奥地利，该过的Moosbrunner Glasfubrik公司从1957年开始生产底宽为262mm的U型玻璃，在此前后，比利时的Glaverbel公司、法国的Saint-Gobuin公司和Boussois公司、英国的皮尔金顿公司、原联邦德国的BauglassindustrieAG公司、美国的LOF公司和AFG公司、加拿大PPG工业公司和日本板硝子也先后建起了U型玻璃生产线。

东欧国家以前苏联为最早，1965年，俄联邦的首条U型玻璃生产线在波尔斯克玻璃厂投产，年产量为3万m2。随后，在鲍尔玻璃厂、红五月玻璃厂、切尔尼亚金玻璃厂、古雪夫玻璃厂、莫斯利石棉隔热材料联合公司等11家企业先后建起10多条U型玻璃生产线，到了1975年，前苏联的U型玻璃产量已达到400万m2。

前民主德国以及罗马尼亚、匈牙利、南斯拉夫、葡萄牙等国的U型玻璃生产，也大多始于60年代后期。

阿尔及利亚奥兰玻璃公司一窑双线的U型玻璃于1992年年底投产，开创了非洲U型玻璃生产之先河。

在我国，介绍U型玻璃的资料出现于70年代末期。因为玻璃生产企业和有关建筑部门对这种玻璃都十分陌生，所以这种新型建筑玻璃一直没得到开发，更谈不上推广和应用。1995年，云南省昆明创安U型玻璃有限公司从国外引进了关键设备，由秦皇岛玻璃工业研究设计员配套设计，于1996年初建成了我国第一条U型玻璃生产线，现已正式投产从而填补了我国国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，在我国建筑和装饰设计部门、生产部门和流通领域等各方面的共同努力下，这种新型建筑玻璃在我国一定能够得到推广和应用，取得快速的发展。

2．说明

U型玻璃（U-Profile-Glass）亦称槽型玻璃，是一种新颖的建筑型材玻璃，国外有近40年的生产应用历史。因截面呈U型，使之比普通平板玻璃有较高的机械强度并具有理想的透光性、较好的隔音性、保温隔热性、能节省大量金属材料、以及施工简便等优点，适用于建筑的内外墙、隔墙、屋面及窗等。

昆明创安U型玻璃有限公司与德国RULEX公司合作，引进德国U型玻璃生产技术和设备，其产品经国家玻璃质量监督检验中心按前苏联「OCT-21992-83标准，参照德国DIN1249标准进行检测，各项指标合格，并通过省级产品鉴定会鉴定。

．采用标准：

A.异型玻璃（国家标准报批稿）

2、U型玻璃/Q KYB01-1997

B.建筑工程质量检验评定标准GBJ301-88。

C.装饰工程施工及验收规范JGJ73-91。

D.中华人民共和国《U型玻璃外装修标准06J501》

4.适用范围：

由于U型玻璃具有较好的透光而不透视的特性和良好的装饰性，可用于机场、车站、体育馆、厂房、办公楼、宾馆、住宅、温室等工业与民用建筑非承重的内外墙、隔断、窗及屋面。

5.U型玻璃的建筑设计：

A.U型玻璃按表面处理方式不同，有普通压花玻璃、夹丝玻璃、彩色玻璃等，设计选用时除普通压花玻璃外，选用其余玻璃应予注明。

B.U型玻璃属不燃烧材料，如有特殊要求时应按有关规范进行设计。

C.U型玻璃分类：

?按颜色分：有色的和无色的。

?按表面状态分：有平滑的和带花纹的。

?按强度分：有钢化、贴膜、保温层

?按规格分：有钢化、贴膜、保温层

D.U型玻璃属不燃材料，如有特殊要求时按有关规范进行设计。

E.U型玻璃两翼的朝向测试结果表明两翼向迎风买内，强度高于两翼背风面。

F.型玻璃按造型及建筑使用功能分别采取以下组合方式：

⑴单排 翼朝外(或内）

⑵单排 楔形结构,互相咬合

⑶单排 楔形结构,互相贴合

⑷双排 翼在接缝处成对排列

⑸双排 翼对翼

G.型玻璃隔墙长度大于6000，高度超过4500时，应核算墙身的稳定，采取相应的措施。

H.型玻璃用于湿度较大的房间且室内外温差较大时，应处理好玻璃表面露水的排泄及下滴问题。

I.型玻璃用于圆型墙及屋面时，曲率半径不应小于1500。

J.点构造详见国家标准图集《U型玻璃外装修标准06J501》。

6.性能指标

?抗压强度700～900 N/mm2。抗拉强度30～50 N/mm2。

?莫氏硬度6～7。

?弹性模量60000～70000 N/mm2。

?线膨胀系数（温度每升高1℃）(75～85)×10-7。

?化学稳定性0.18 mg。

?弯曲强度 ?透光率：当表面有小花纹装一排时为89%，装两排时81%。

?传热系数：①单排安装时3.65W/m2K。②双排安装时1.74W/m2K。③贴膜时1.57 W/m2K ④填充保温层1.2 W/m2K

?隔声能力：单排安装时27db，双排安装时38dB。

?耐火极限：0.75h（单排）。

7.安装要点:

?U型玻璃的端面和平面应无锯齿状缺口或裂纹。

?各独立的U型玻璃构件应支撑在具有均匀弹性的衬垫上。

?玻璃与临近的金属件、混凝土和砂浆结构之间不能有硬性接触。

?在U型玻璃的上端与更高处的建筑物件（如过梁、大梁、屋面板等）之间必须留有缝隙。

?U型玻璃上端与临近的上部结构之间的空气缝隙不应小于25mm，以应付其变形，便于安装更换。

?必须用弹性密封材料填充U型玻璃之间的纵缝。

?密封材料，通常有二组分的聚硫塑料、硅铜胶、柔性聚氯乙烯型材等，用于U型玻璃与固定件、U形玻璃条之间的密封。

?圆绳，用于U型玻璃与边框之间的密封。

?条形衬垫、柔性聚氯乙烯型材、浸过沥青的条带、硬泡沫塑料等，用作U型玻璃与边框之间的胀缝和滑缝。

?膨胀螺栓，用于固定边框

规格（注：最大出厂长度并不等于使用长度）8.U型型玻璃的安装：

A.用膨胀螺栓或射钉将边框料固定在建筑物的洞口中，边框可用指直角或斜角连接。边框每侧应至少由个固定点。上下框料每隔400~600应有一个固定点。

B.将起稳定作用的塑料件截成相应长度，放入框中上下型材内。

C.U型玻璃入框时，应将玻璃内面仔细擦洗干净。

D.将U型玻璃条依次插入。U型玻璃插入上框料的深度应≥20。插入下框料的深度应≥12，插入左右框料的深度应≥20。当U型玻璃插至最后一块，洞口宽于玻璃宽不一致时，沿长度方向裁切玻璃，按18页“端头玻璃安装顺序”将所裁切玻璃装入，同时将塑料件截成与玻璃相应长度放入边框一侧。

E.在边框与玻璃间的缝中塞入弹性垫条，垫条与玻璃和边框接触面不得少于10。

F.在边框与玻璃，玻璃与玻璃，边框与建筑结构体的接缝中，填入玻璃胶类弹性密封材料（或称硅酮胶）密封。玻璃与边框的弹性密封厚度最窄处≥2，深度应≥3，U型玻璃块之间的弹性密封厚度应在3-5之间。

G.玻璃全部安装完，将表面的污垢清除干净。

9.U型玻璃的验收：

U型玻璃的验收除参照建筑装饰工程及验收规范（JGJ73-91）第三、四章门窗工程及玻璃工程有关章节外，还应重点检查：

A.边框是否直接固定在建筑上，之间的缝隙是否密封。边框承受的荷载应直接传给建筑，不应使U型玻璃受力。

B.玻璃与玻璃之间，玻璃与边框之间的缝隙，是否按上述要求进行密封。

C.应使U型玻璃在框了中沿玻璃长度方向能自由伸缩，在上框料与U型玻璃之间要留有适当缝隙。

D.为防止膨胀螺栓等固定件与框料之间相互接触发生化学反应产生接触腐蚀，在钢膨胀螺栓等固定件与铝框之间应用合成材料垫圈或油漆类物质隔开。

10.U型玻璃使用长度的计算

U型玻璃垂直安装时使用长度的计算

在有风荷载的情况下，应通过计算来确定U型玻璃的最大使用长度。

不同规格的U型玻璃的抗弯模量见表12：

Wf1=翼的抗弯模量 Wst=底版的抗弯模量

单排U型玻璃墙体的风荷载,在翼朝室内安装时，采用翼的抗弯模量计算最大使用长度

在翼朝外安装时，采用底版的抗弯模量计算最大使用长度

单排U型玻璃墙体的风荷载情况

双排U型玻璃构造的墙体：

外层玻璃承担一半风荷载和全部风量。

计算实例：

采用单排500/41/6U型玻璃构筑垂直墙体，U型玻璃翼朝室内安装。

U型玻璃的最大使用长度用下式计算：

式中：L=U型玻璃最大使用长度（m）

=U型玻璃的弯曲应力（N/mm2）

Wf1=U型玻璃翼的抗弯模量（cm3）

Wst=U型玻璃翼的抗弯模量（cm3）

P=风荷载（KN/m2）

A=U型玻璃的底宽（m）

1000=转换系数

设：风荷载P=0.5KN/m2

弯曲应力 =30N/mm2

=2.31

由计算得知，在已知风荷载和弯曲应力（一般为30N/mm2）的情况下，使用规格为500/41/6的U型玻璃构筑单排墙体，U型玻璃的最大使用长度为2.31m。

11.U型玻璃露点的计算

根据《采暖通风与空气调节设计规范》

A.根据用户的要求，确定以下参数，B.室内计算温度16℃，相对湿度60%，室外温度－23℃，风速0.2m/s。

C.根据给定参数，求出U型玻璃墙内表面的温度：

∑=tm－Rn/R0×(tn－twn)。设中∑－U玻墙内表面温度，Rn－内表换热阻取0.11 W/(m2.k)，R0－总热阻双层U玻（两翼相对安装）取0.476W/(m2.k)，tn－室内计算温度，twn－室外计算温度，U玻墙内表面温度是∑=14.99℃，近视为15℃。

D.根据要求：室内16℃，相对湿度60%，含水量为12.477g/m3,而-23℃相对湿度100%时，相对湿度含水量为12.84 g/m3，由12.477g/m3<12.84 g/m3，因此不会结露。

12.U型玻璃的保温性能

衡量建筑材料的保温性能通常以传热系数或传热阻来评价。

在物理手册中，我们很容易查到一些材料的热传导率，如玻璃的传导率为0.7-0.9W/（M.K），与红砖0.8W/(M.K)差不多，而空气的热传导率为0.03W/（M.K），仅为玻璃的1/27，U型玻璃墙体就是应用了这一原理，在两块玻璃中间留有空气层作为介质，那么这个空气层对玻璃来讲，就是热阻，从而使玻璃的传热系数降低，起到保温的性能，中空玻璃就是根据这个原理而加工制成的。

以22MM厚的中空玻璃为例：它是由两片5MM的玻璃，中间夹有12MM厚的空气层，它的传热系数为3.17W/（M2.K），厚度等于5 5 12=22MM，那么等厚的22MM的普通玻璃的传热系数为4.93-5.0W/（M2.K）。

双层安装U型玻璃（等于两片6MM的玻璃加上一个35MM厚的空气层）其传热系数为2.8W/（M2.K），及相当于240MM厚的粘土砖墙。

如果用双层翼高60MM的U型玻璃（等于两片8MM厚的玻璃加上52MM厚的空气层）。其传热系数进一步降低至2.1W/（M2.K）。及相当于270MM厚的粘土砖墙。

13.U型玻璃幕墙大样节点：

U型玻璃立面图 U型玻璃安装平面投影图

U型玻璃安装剖面图 U型玻璃端头安装顺序

14、U型玻璃工程实例：

15.U型玻璃的计算方法：

基本参数：

1：计算点标高：100m；

2：力学模型：按简支梁形式计算；

3：玻璃跨度：L=4050mm；

4：玻璃类型：单片玻璃P260/60/7；

5：玻璃翼朝向：室内；

6：玻璃安装方式：单排连接，垂直布置；

7：玻璃材料物理性能级截面参数：

玻璃强度设计值：30MPa；

玻璃弹性模量E：70000MPa；

玻璃截面积A：25.62mm2；

翼板部分截面抗弯矩Wx1：53780mm3；

板面部分截面抗弯矩Wx2：13710mm3；

绕Y轴截面抗弯矩Wy：170230mm3；

X轴截面惯性矩Ix：655500mm4；

Y轴截面惯性矩Iy：22129400mm4；

(对于夹层玻璃，该处的各抗弯矩和惯性矩采用的是内片玻璃参数)

U型玻璃可以按支撑于两点的简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：

15.1 U型玻璃荷载计算：

(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：

qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；

wk：风荷载标准值(MPa)；

B：U型玻璃宽度，也就是承载宽度(mm)；

qwk=wkB

=0.001×260

=0.26N/mm

qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)

qw=1.4qwk

=1.4×0.26

=0.364N/mm

(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：

qEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；

qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；

βE：动力放大系数,取5.0；

αmax：水平地震影响系数最大值，取0.16；

Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；

A：幕墙构件的面积(mm2)；

qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]

qEk=qEAkB

qEk=5.0×0.16×0.0000256×25.62

=0.0005N/mm

qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；

qE=1.3qEk

=1.3×0.0005

=0.0007N/mm

(3)幕墙受荷载集度组合：

用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： ……5.4.1[JGJ102-2003]

q=qw+0.5qE

=0.364+0.5×0.0007

=0.364N/mm 用于挠度计算时，采用Sw标准值： ……5.4.1[JGJ102-2003]

qk=qwk

=0.26N/mm

(4)U型玻璃在组合荷载作用下的弯矩设计值：

Mx：弯矩组合设计值(N•mm)；

Mw：风荷载作用下产生的弯矩设计值(N•mm)；

ME：地震作用下产生的弯矩设计值(N•mm)；

L：U型玻璃跨度(mm)； 采用Sw+0.5SE组合：

Mw=qwL2/8

ME=qEL2/8

Mx=Mw+0.5ME

=qL2/8

=0.364×40502/8

=746313.75N•mm 15.2 U型玻璃的抗弯强度计算：

按简支梁抗弯强度公式,应满足：σ=Mx/Wnx≤fg 上式中：

Mx：弯矩组合设计值(N•mm)；

对于单片的U型玻璃，该参数就是上面计算得到的Mx；

对于夹层的U型玻璃，参考JGJ102-2003关于夹层玻璃计算的规定，该参数为参数Mx再乘以系数1/2，2层玻璃强度相同；

Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)，翼板朝向室外时取面板部分的抗弯矩，翼板朝向室内时取翼板部分抗弯矩；

对于夹层玻璃，该参数采用内片玻璃参数；

fg：玻璃的抗弯强度设计值，取30MPa； 则： σ=Mx/Wnx

=746313.75/53780

=13.877MPa≤30MPa

U型玻璃抗弯强度能满足要求。1５.3 U型玻璃的挠度计算：

根据简支梁挠度计算公式，得：df=5qkL4/384EIx

对于单片的U型玻璃，该处qk就是上面计算得到的qk；

对于夹层的U型玻璃，按等刚度分配原理，该处qk为上面计算所得参数qk再乘以系数1/2；

对于夹层玻璃，公式中的惯性矩采用内片玻璃参数；

df=5qkL4/384EIx

=5×0.26×40504/384/70000/655500

=19.85mm

而df,lim=4050/200=20.25mm

所以，U型玻璃挠度能满足规范要求。

第四篇：玻璃材料.doc

玻璃陶瓷的制备与应用

【摘要】 玻璃陶瓷（glass-ceramics）又称微晶玻璃。是综合玻璃，玻璃陶瓷和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而玻璃陶瓷像陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，玻璃陶瓷比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。

【关键字】玻璃陶瓷；可切削玻璃陶瓷；分相；结晶化；晶核剂

微晶玻璃是将加有晶核剂的特定组合的玻璃，在有控条件（一定温度）下进行晶化热处理，成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃由玻璃相与结晶相组成。两者的分布状况随其比例而变化：当玻璃相占的比例大时，玻璃相为连续的基体，晶相孤立地均匀地分布在其中；当玻璃相较少时，玻璃相分散在晶体网架之间，呈连续网状；当玻璃相数量很低，则玻璃相以薄膜状态分布在晶体之间。这种结构也决定了其机械强度高，绝缘性能优良，介电损耗少，介电常数稳定，热膨胀系数可在很大范围调节，耐化学腐蚀，耐磨，热稳定性好，使用温度高的良好性能。

微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点，优于天石材和陶瓷，可用于建筑幕墙及室内高档装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。是具有发展前途的21世纪的新型材料。

1制备方法

微晶玻璃的制备方法根据其所用原材料的种类、特性、对材料的性能要求而变化，主要的有熔融法、烧结法、溶胶—凝胶法、二次成型工艺、强韧化技术等。

1.1熔融法

熔融后急冷，退火后在经一定的热处理制度进行成核和晶化以获得晶粒细小、含量多、结构均匀的微晶玻璃制品。热处理制度的确定是微晶玻璃生产的关键技术。作为初步的近似估计，最佳成核温度介于Tg 和比它高50℃的温度之间。晶化温度上限应低于主晶相在一个适当的时间内重熔的温度。通常是25℃～50℃。

常用的晶核剂有TiO2，P2O5，ZrO2，CaO，CaF2，Cr2O3、硫化物、氟化物。晶核剂的选择与基础玻璃化学组成有关，也与期望析出的晶相种类有关。Stooky指出，良好的晶核剂应具备如下性能：(1)在玻璃熔融成形温度下，应具有良好的溶解性，在热处理时应具有较小的溶解性，并能降低成核的活化能。(2)晶核剂质点扩散的活化能要尽量小，使之在玻璃中易与扩散。(3)晶核剂组分和初晶相之间的界面张力愈小，它们之间的晶格参数之差愈小(σ<±15%)，成核愈容易。复合晶核剂可以起到比单一晶核剂更好核化效果，它主要是起到双碱效应。

熔融法制备微晶玻璃可采用任何一种玻璃的成形方法，如：压制、浇注、吹制、拉制，便于生产形状复杂的制品和机械化生产，但也存在一些问题有待于解决：(1)熔制温度过高，通常都在1400～1600℃，能耗大。(2)热处理制度在现实生产中难于控制操纵。(3)晶化温度高，时间长，现实生产中难于实现。

1.2烧结法

烧结法制备微晶玻璃材料的基本工艺为将一定组分的配合料，投入到玻璃熔窑当中，在高温下使配合料熔化、澄清、均化、冷却，然后，将合格的玻璃液导入冷水中，使其水淬成一定颗粒大小的玻璃颗粒。水淬后的玻璃颗粒的粒度范围，可根据微晶玻璃的成形方法的不同进行不同的处理。烧结法制备微晶玻璃材料的优点在于： ⑴晶相和玻璃相的比例可以任意调节；

⑵基础玻璃的熔融温度比整体析晶法低，熔融时间短，能耗较低；

⑶微晶玻璃材料的晶粒尺寸很容易控制，从而可以很好地控制玻璃的结构与性能； ⑷由于玻璃颗粒或粉末具有较高的比表面积，因此即使基础玻璃的整体析晶能力很差，利用玻璃的表面析晶现象，同样可以制得晶相比例很高的微晶玻璃材料

1.3 溶胶—凝胶法

溶胶—凝胶法是低温合成材料的一种新工艺，其原理是将金属有机或无机化合物作为先驱体，经过水解形成凝胶，再在较低温度下烧结，得到微晶玻璃。与熔融法和烧结法不同，溶胶—凝胶法在材料制备的初期就进行控制，材料的均匀性可以达到纳米甚至分子级水平。

近几年来，溶胶—凝胶技术在制备玻璃与陶瓷等先进材料领域中，出现了异常活跃的局面。该方法吸引人之处是其制备温度远低于传统方法，同时可以避免某些组分挥发、侵蚀容器、减少污染；其组成完全可以按照原始配方和化学计量准确获得，在分子水平上直接获得均匀的材料；可扩展组成范围，制备传统方法不能制备的材料。其缺点是：虽然低温节能，但必要的起始物成本高，必然抵消了低温带来的节能效益；长时间的热处理比传统的熔制来讲更耗能量，另外要得到没有絮凝的均匀溶胶也是件困难的事；凝胶在烧结过程中有较大的收缩，制品易变形。利用溶剂—凝胶法近几年来获得了一系列重要的微晶玻璃材料，这类材料在功能材料、结构材料、非线性光学领域展示着重要的应用前景和科研价值。

2应用

微晶玻璃具有很多优异的性能，如：机械强度高、热膨胀性可调、抗热震性好、耐化学腐蚀、低的介电损耗、电绝缘性好等优越的综合性能；使得这种材料不仅具有较好经济效益，而且有希望代替更具传统性的材料。目前已在许多领域得到广泛的应用。2.1 机械力学材料上的应用

利用微晶玻璃耐高温、抗热震、热膨胀性可调等力学和热学性能，制造出各种满足机械力学要求的材料。据B.Porher , Amucha 报道，用PVD法把Al2O3—SiO2 系微晶玻璃涂层蒸镀到汽车金属轴承上，可提高轴承的耐磨性、表面光滑性和散热性。利用云母的可切削性和定向取向性制备出高强和可切削加工的微晶玻璃。作为机械力学材料的微晶玻璃广泛应用于活塞、旋转叶片、吹具的制造上，同时也用在飞机、火箭、人造地球卫星的结构材料上。2.2 光学材料上的应用

低膨胀和零膨胀微晶玻璃对温度变化特别不敏感，使其可在随温度改变而要求尺寸稳定的领域得到应用，例如在望远镜和激光器的外壳中的应用。近几年，出现了用锂系微晶玻璃材料制造光纤接头，它比传统使用氧化锆材料相比热膨胀系数和硬度与石英玻璃光纤更为匹配，更易于高精度加工，环境稳定性优良。另有报道说从BaO，B2O3玻璃中经热处理析晶制得含有β2BaB2O4 微晶薄膜层的透明陶瓷有望成为一种有前途的新型非线形光学材料。用金、银作核化剂的微晶玻璃具有光学敏感性，可起到“显影”作用。同时在灯泡、透红外仪器上得到广泛应用。

2.3 电子与微电子材料上的应用

微晶玻璃的膨胀系数能从负膨胀、零膨胀，直到具有100 ×10/ ℃以上的热膨胀系数，使得它能够与很多材料膨胀特性相匹配，可以制得各种微晶玻璃基板、电容器及应用于高频电路中的薄膜电路和厚膜电路，如MgO—Al2O3—SiO2 系堇青石基微晶玻璃已应用于电子材料和航空领域。用溶胶—凝胶法制取的铁电微晶玻璃介电常数随温度的增加而减少然后再增加，并且其居里点具有明显的弥散特征的云母微晶玻璃在电子、精密部件、航空领域有广

-7泛的应用前景。极性微晶玻璃是一种新型的功能材料，含有定向生长的非铁电体极性晶体具有压电性能和热释电性能，在水声、超声等领域有广阔的应用前景。2.4 生物医学材料上的应用

据报道钙铁硅铁磁体微晶玻璃试样在模拟体液中浸泡后，试样表面的硅胶层上生成了能与人体组织良好结合的碳酸羟基磷灰石，具有良好的生物活性和强磁性能，起到人体骨骼和温热治癌作用。以TiO2(PO4)3—0.9Ca3(PO4)2为基础的磷酸盐多孔微晶玻璃具有抗菌作用和具有生物梯度的生物微晶玻璃材料。以云母为主晶相的微晶玻璃已成功地应用于脊骨和牙齿的替代物，另有报道，利用抗热冲击微晶玻璃的红外辐射，在医疗保健产品中的应用，利用载有银离子以LiTi2(PO4)3为骨架的磷酸盐多孔微晶玻璃的抗菌剂方面的应用，利用氧化锆增韧的CaO—Al2O3—SiO2系微晶玻璃有望作为一种新型的牙科材料进一步研究。2.5 化学化工材料上的应用

微晶玻璃的化学稳定性好，几乎不被腐蚀的特性广泛地应用于化工上。如：Na2O—AlO2O3—SiO2系霞石微晶玻璃随酸溶液的变化存在一个极值区域，当碱溶液浓度较大时，失重几乎与浓度变化无关。在控制污染和新能源应用领域也找到了用途，如微晶玻璃用于喷射式燃烧器中消除汽车尾气中的碳氢化合物；在硫化钠电池中作密封剂；在输送腐蚀性液体中作管道和槽等。

2.6 建筑材料上的应用

建筑微晶玻璃作为新型绿色装饰材料，在世界上成为最具有发展前景的建筑装饰材料。广泛应用于大型建筑和知名重点工程，其装饰效果和理化性能均优于玻璃、瓷砖、花岗石和大理石板材；莫氏硬度615～710，抗弯强度50～60MPa，抗压强度>500MPa，体积密度2165～2170，吸水率0，耐酸耐碱性、抗冻性耐污染性能优异，无放射性污染，镜面效果良好。微晶玻璃具有高的强度，封闭气孔，低的吸水性和热导性，质轻可作为结构材料、热绝缘材料。2.7 其它材料上的应用

泡沫微晶玻璃作为结构材料、热绝缘材料和纤维复合增韧微晶玻璃都得到了广泛研究和应用。核工业方面，微晶玻璃被用于制造原子反应堆控制棒上的材料、反应堆密封剂、核废料存储材料等方面。另外，1977年Scharch.KE 和Ash2bee.KHG发现云母微晶玻璃有记忆效果，开辟了微晶玻璃在记忆材料领域的应用。

3结语

现代科学技术的发展，对材料的性能要求越来越高。微晶玻璃在现代高新技术领域具有重要的应用价值，也同样面临着发展的机遇。借鉴结构陶瓷的发展历程，微晶玻璃的研究成了近年来功能材料研究领域内新的发展方向。

微晶玻璃的研制正处在从经验积累向科学控制材料组成和结构的阶段转变。因此，应按照使用要求，在不同层次上对材料的组成、结构进行科学设计与调控。玻璃的组成应包括化学组成和晶相组成，而且要注意微晶玻璃的功能“稀释”效应。即当具有特殊功能的晶相含量不足时，晶相被残余的玻璃相或其他杂质相所包围，导致材料显示的功能效应大大减少，甚至不具备实用价值。因此，应尽量提高功能主晶相的含量，减少杂质相和玻璃相。另外，晶粒尺寸和结晶形状、晶相与玻璃相的界面组成及其结合强度对功能微晶玻璃的性能也是至关重要的。

微晶玻璃的应用开发和产业化是值得关注的另一重要问题，应引起研究者的足够重视。目前我国虽已取得不少微晶玻璃方面的研究成果，对某些系统的研究已接近发达国家水平。但是在产业化和应用方面与国外先进水平相比，差距还很大[4]。其原因是多方面的，其中应用目标不明确、研究经费不足和中试环节不畅是三个重要的原因。国家用于基础研究的经费无法完成中试，而企业又很少原意承担中试和市场培育的巨大风险。因此，如何根据市场的需要来开发新型功能微晶玻璃材料，如何把实验室的研究成果转化为规模化生产、性能可靠、经济的技术产品，是微晶玻璃发展的必然趋势。

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第五篇：玻璃的节能参数K值与U值的区别

K值与U值的区别

现在很多同学可能把这两个值搞混，一位一样的，所以在这里为大家详细阐述一下虽然它们都是传热系数，但U值与K值还是有区别的，尤其当你投标的工程如果是国外建筑师设计的话，就必须要知道它们的区别，否则，在玻璃的选型上你就要犯错误。

它们之间的区别主要是由于来自不同的标准体系，中国在玻璃工业最早取用日本数据，所以中日两国用的K值是一样的，美国叫U值，欧洲也叫K值，中国标准为GB10294，欧洲为EN673，美国为ASHRAE标准，美国与欧洲的U值是不一样的，这主要由于测试环境不一样导致的，欧洲测K值的测试环境为外部温度2.5℃，内部温度17.5℃，风速4m/s，无阳光直接照射（相当于夜晚环境）。美国与众不同，它分冬季U值与夏季U值，冬季U值的测试环境为外部温度-20℃，内部温度21℃，风速3.3m/s，相当与夜晚环境；夏季U值测试环

境为外部32℃，内部23.8℃，风速6.7m/s，相当于有阳光照射下的环境。

根据以上不同的测试环境，中、美、欧有关传热系数对应关系如下： 欧洲K值＜中国K值

＜美国U值

用深圳南玻的一款玻璃举例说明，以6CEB21+12A+6C为例，欧洲K值为1.61，中国K值为

1.68，美国冬季U值为1.77，夏季U值为1.95，但美国U值一般使用冬季值。

所以，当国外建筑师设计的工程发布招标文件时（一般这样的工程，国外建筑设计单位做的图纸很细致），一定要搞清楚它的取值标准，相应转化为国内值，以免犯错