K.Ghazi Wakili、W. Raedle 團隊在《Journal of Building Engineering》（IF=6.7）發(fā)表研究，針對歐洲市場 5 家供應(yīng)商的低輻射鍍膜氬氣填充三層中空玻璃，開展玻璃中心熱傳導(dǎo)系數(shù)（Ug 值）與邊緣熱損失實測值與宣稱值的對比研究。

注：關(guān)注公眾號后，回復(fù)“12898"，獲取歐洲標準EN 12898-2019建筑玻璃發(fā)射率的測定原文PDF。

摘要

研究采購歐洲市場 5 家不同供應(yīng)商的低輻射鍍膜氬氣填充三層中空玻璃單元，其玻璃中心無干擾區(qū)域宣稱熱傳導(dǎo)系數(shù)（Ug 值）均為 0.6 W/m2K，樣品購自經(jīng)銷商并采用防護熱板法垂直安裝測試。所有 5 類樣品實測 Ug 值均高于宣稱值。研究通過測定兩層空腔內(nèi)氣體成分與鍍膜玻璃表面發(fā)射率兩大因素分析偏差，采用氣體成分無損檢測方法與 Ug 值標準計算方法分析二者影響。進一步參照真空絕熱板（VIP）邊緣熱損失標準測試方法，將每種玻璃樣品切割為兩半，以雙邊緣穿過測試樣品中部，測量中空玻璃間隔條引發(fā)的邊緣熱損失。最后從玻璃單元切取鍍膜玻璃片段，分別用紅外光譜儀與紅外發(fā)射率測量儀測試其發(fā)射率。結(jié)果顯示鍍膜表面發(fā)射率升高，導(dǎo)致 Ug 值高于實測值，部分原因是涂層暴露于空氣可能發(fā)生降解。研究表明需采用無損發(fā)射率測定方法，獲取涂層更準確的現(xiàn)場發(fā)射率數(shù)值。

實驗材料與儀器

實驗材料

歐洲市場 5 個品牌的低輻射鍍膜氬氣填充三層中空玻璃，總公稱厚度 40 mm，結(jié)構(gòu) 4/14/4/14/4；每個品牌 3 塊 800 mm×800 mm 方形樣品、6 塊 400 mm×800 mm 矩形樣品。

實驗儀器

防護熱板儀、可調(diào)諧激光吸收光譜儀、紅外光譜儀、INGLAS TIR100-2紅外發(fā)射率測定儀、深度計（測量玻璃中心凹陷 / 彎曲度）、熱電偶、氬氣注射裝置

INGLAS TIR100-2紅外發(fā)射率測定儀

實驗過程

樣品預(yù)處理：所有樣品在 10℃環(huán)境艙預(yù)處理，測量尺寸、厚度與中心彎曲度，通過注射純氬將凹陷控制在標準要求 ±0.5 mm 內(nèi)，粘貼熱電偶傳感器。

玻璃中心 Ug 值測試：將方形樣品置于防護熱板儀垂直狀態(tài)，按 EN 674 標準，平均溫度 10℃、溫差 15 K 條件下測試熱阻，疊加內(nèi)外表面熱阻 0.17 m2K/W 計算 Ug 值。

邊緣熱損失測試：將兩塊 400 mm×800 mm 矩形樣品沿長邊粘合，參照 EN 17140 標準測試線性熱傳導(dǎo)系數(shù)（Ψ 值），通過雙單元與單單元熱損失差值計算邊緣附加熱損失。

氣體成分檢測：用 TDLAS 技術(shù)無損測試 “原樣" 與氬氣補充后樣品的空腔氬氣濃度。

發(fā)射率測試：切取鍍膜玻璃片段，分別用紅外光譜儀（30℃）與INGLAS TIR100-2紅外發(fā)射率測定儀（100℃）測試表面發(fā)射率。

INGLAS TIR100-2紅外發(fā)射率測定儀

通過切割方式，從所研究的中空玻璃單元中取出低輻射鍍膜玻璃樣品，并對其發(fā)射率進行實測

理論計算：按 EN 673:2011 標準，用在線計算軟件分析氬氣濃度、表面發(fā)射率對 Ug 值的影響

實驗結(jié)論

1.5 款三層中空玻璃實測 Ug 值均高于宣稱的 0.6 W/m2K，僅品牌 4 接近宣稱值，其余品牌多在 0.7±0.05 W/m2K 區(qū)間。

2.氬氣濃度不是 Ug 值偏高的主因，樣品氬氣含量低 82%，該幅度波動對 Ug 值影響有限。

3.鍍膜玻璃表面發(fā)射率實測值（FTIR 測試 0.063–0.090）遠高于理想值 0.02，發(fā)射率升高是 Ug 值偏高的核心原因，與涂層暴露空氣降解相關(guān)。

4.成功測得 5 款樣品邊緣線性熱傳導(dǎo)系數(shù)（Ψ 值），驗證防護熱板法可量化間隔條引發(fā)的邊緣熱損失，支撐邊緣結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。

5.現(xiàn)有氣體無損檢測精度需提升，亟需開發(fā)鍍膜發(fā)射率現(xiàn)場無損檢測技術(shù)，以準確評估在役中空玻璃熱工性能。

參考文獻

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2. B.P. Jelle, A. Hynd, A. Gustavsen, D. Arasteh, H. Goudey, R. Hart, Fenestration oftoday and tomorrow :A state-of-the-art review and future research opportunities,Solar EnergyMaterials&SolarCells 96 (2012) 1-28.