中空玻璃

中空玻璃由美国人于1865年发明，是一种由两片或更多片玻璃组成的特殊玻璃制品，中间有空气层或其它气体隔层。它是通过使用高强度高气密性复合粘结剂，将玻璃片与内含干燥剂的铝合金框架粘结而成，具有优良的隔热、隔音、美观适用和降低建筑物自重等特性，被广泛应用于建筑门窗、幕墙和隔断等领域。^[2][1]

中空玻璃的发展历程可以追溯到1865年，美国人发明了这种新型玻璃。随着材料和制造技术的发展，中空玻璃的应用范围不断扩大，如今已经成为建筑、汽车、船舶等领域的重要材料。^[1]中空玻璃根据玻璃片层数可以分为双层中空玻璃和多层中空玻璃；根据用途可以分为保温中空玻璃、隔音中空玻璃、防结露中空玻璃等。生产工艺主要包括：切割下料、清洗干燥、组装、压片、放置等环节。中空玻璃的未来发展方向主要包括提高能源效率、降低成本、提高生产效率等方面。随着人们对建筑节能和环保的要求不断提高，中空玻璃的应用领域也将进一步拓展。^[1]

中空玻璃由美国人于1865年发明，当时中空玻璃首次在欧洲出现并开始在建筑领域得到应用。由于当时密封技术的限制，早期的中空玻璃多采用两层玻璃组合而成，其性能和寿命都较为有限。^[1]

进入20世纪初，随着技术的不断进步，中空玻璃开始逐渐流行起来。其密封技术得到了改善，这使得中空玻璃的性能和寿命得到了显著提高。当时的中空玻璃主要用于建筑门窗，能够有效地提高建筑的隔热性能，从而改善室内环境并降低能源消耗。^[1]

到了20世纪30年代，液晶显示技术开始崭露头角，中空玻璃也开始被广泛用于电器产品上。这一阶段的发展为中空玻璃行业的未来开拓了新的应用领域。二战后，中空玻璃得到了更广泛的应用。随着塑料工艺的进步，1950年代初期，PVC中空玻璃开始出现。这种新型材料提高了中空玻璃的隔热性能，并在商业和家庭建筑中得到了广泛应用。^[1]

进入20世纪70年代，中空玻璃行业迎来了新的发展阶段。通过使用铝合金等材料制作窗框，实现了更加可靠的密封效果。同时，多层中空玻璃开始被广泛应用，进一步提高了隔热性能。这些进步为中空玻璃在建筑领域的应用提供了更坚实的基础。^[1]

进入21世纪初，中空玻璃技术继续得到发展。真空中空玻璃开始得到应用，因为可以提供更高的隔热性能。此外，夹层中空玻璃也开始流行起来，为中空玻璃的安全性和防火性能提供了更可靠的保障。这些新型中空玻璃的出现，进一步拓宽了中空玻璃的应用范围，使其在建筑、汽车、航空等领域都得到了广泛的应用。^[1]

中国中空玻璃的发展从20世纪60年代起步，经历了以下四个阶段：^[1]

最初萌芽阶段：20世纪60年代，中国的中空玻璃行业开始初步发展。这个时期，人们开始探索如何制作出更加高效、节能的中空玻璃，以适应国家经济发展的需要。相继研制了间隔框、密封剂以及吸附剂等相关的中空玻璃制作材料。 ^[1]

技术成长阶段：从1970年代开始，中国的中空玻璃行业进入了技术成长阶段。在这个时期，先进技术和装备开始大量引进，使中空玻璃逐渐进入发展期。槽铝法中空玻璃生产技术、双道密封技术、自动封边技术等相继出现，为中空玻璃行业的快速发展奠定了基础。 ^[1]

行业技术成熟阶段：从1980年代开始，中国的中空玻璃行业进入了技术成熟阶段。这个时期，引进胶条中空玻璃生产线，随着生产线的机械化和自动化装备能力的提高，中国已拥有自主研发能力，生产规模和综合实力逐步增强。中空玻璃的生产过程更加高效、产品质量更加稳定，整个行业的技术水平得到了大幅提升。 ^[1]

发展壮大阶段：当前，中国中空玻璃行业已经进入了发展壮大阶段。这个阶段起始于1990年代。在这个阶段，产品的种类繁多，功能更具多样化。除了传统的建筑门窗应用外，中空玻璃还广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具以及冷藏、保温等领域。同时，随着人们对节能、环保意识的提高，中空玻璃在绿色建筑和可再生能源领域的应用也得到了进一步拓展。根据数据显示：2020年中国中空玻璃产量为14575.8万m2，同比增长724.6万m2；2020年中国中空玻璃月均产量为1214.7万m2，同比增长60.4万m2。^[1]

中空玻璃是一种具有高效隔热和隔音性能的玻璃制品，被广泛应用于建筑、汽车、船舶等多个领域。下面将对中空玻璃的常见分类的介绍。^[1]

一般根据玻璃中间间距材料的不同分为两类(橡胶条型、槽型铝合金。^[1]

普通型中空玻璃：这种类型的中空玻璃主要用于室内使用，如建筑物门窗、隔断等。由于其良好的隔热和隔音性能，可以有效地提高室内舒适度和降低能源消耗。^[3]中热阻型中空玻璃：这种类型的中空玻璃适用于高温环境，如汽车前挡风窗、天窗等部位。由于其特殊的材料和结构，可以有效地阻挡外部热量的侵入，同时又能保持车内温度的稳定。^[3]

薄板中空玻璃：这种类型的中空玻璃一般厚度在4mm～12mm之间，具有较好的透光性和轻便性。常用于建筑物的门窗、隔断等部位，可以有效地提高室内采光和空间感。^[4]厚板中空玻璃：这种类型的中空玻璃一般厚度在16mm～24mm之间，具有较好的隔音和隔热性能。常用于建筑物的外墙、天窗等部位，可以有效地降低外部噪音和热量对室内的影响。^[4]

浮法中空玻璃：这种类型的中空玻璃采用浮法工艺制作而成，具有较好的光学性能和平整度。常用于高级建筑和精密仪器等领域，可以满足高精度和高洁净度的要求。^[5]钢化中空玻璃：这种类型的中空玻璃采用钢化工艺制作而成，具有较好的强度和安全性。常用于高层建筑和地震多发地区，可以有效地提高建筑物的安全性能。^[5]镀膜中空玻璃：这种类型的中空玻璃在表面镀上一层或多层金属或非金属薄膜，具有较好的隔热、隔音、防紫外线等性能。常用于高级住宅、会所等建筑领域，可以提供更加舒适和健康的生活环境。^[5]LOW-E中空玻璃：这种类型的中空玻璃采用LOW-E涂层技术制作而成，具有较好的隔热、保温、节能等性能。常用于节能建筑和绿色建筑等领域，可以有效地降低能源消耗和环境污染。^[5]

中空玻璃结构中空玻璃是由两层或多层平板玻璃构成。四周用高强高气密性复合粘结剂，将两片或多片玻璃与密封条、玻璃条粘接、密封。中间充入干燥气体，框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。可以根据要求选用各种不同性能的玻璃原片，如无色透明浮法玻璃压花玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、夹丝玻璃、钢化玻璃等与边框（铝框架或玻璃条等），经胶结、焊接或熔接而制成。^[4]

中空玻璃采用3、4、5、6、8、10、12mm厚片度原片玻璃，空气层厚度可采用6、9、12mm间隔。玻璃的热传导率是空气的27倍，只要中空玻璃是密封的，该中空玻璃就在最佳隔热效果。中空玻璃的玻璃与玻璃之间，留有一定的空间。框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。中空玻的两层间距一般为8mm。高性能中空玻璃与一般普通中空玻璃不同，除在两层玻璃中间封入干燥空气之外，还要在外侧玻璃中间空气层侧，涂上一层热性能好的特殊金属膜。它可以截止由太阳射到室内的相当的能量，起到更大的隔热效果，因而可以防止因辐射热引起的不舒适感和减轻夕照阳光引起的目眩。^[4]

由于中空玻璃内部存在着可以吸附水分子的干燥剂，气体是干燥的，若保证空气层在零下40摄氏度以上不结露，则中空玻璃在使用过程中内部不会产生凝露现象；同时，中空玻璃的外表面结露点会降低（更不易结露）。如当室外风速为5m/s，室内温度20℃，相对湿度为60%时，5mm玻璃在室外温度为8℃时开始结露，而16mm（5+6+5）中空玻璃在同样条件下，室外温度为-2℃时才开始结露，27mm（5+6+5+6+5）三层中空玻璃在室外温度为-11℃时才开始结露，说明厚度增加可以显著降低外表面结露点。^[4]

中空玻璃的能量传递有三种方式：即辐射传递、对流传递和传导传递。^[4]

中空玻璃结构辐射传递是能量通过射线以辐射的形式进行的传递，这种射线包括可见光、红外线和紫外线等的辐射，就象太阳光线的传递一样。合理配置的中空玻璃和合理的中空玻璃间隔层厚度，可以最大限度的降低能量通过辐射形式的传递，从而降低能量的损失。^[4]

对流传递是由于在玻璃的两侧具有温度差，造成空气在冷的一面下降而在热的一面上升，产生空气的对流，而造成能量的流失。造成这种现象的原因有几个：一是玻璃与周边的框架系统的密封不良，造成窗框内外的气体能够直接进行交换产生对流，导致能量的损失；二是中空玻璃的内部空间结构设计的不合理，导致中空玻璃内部的气体因温度差的作用产生对流，带动能量进行交换，从而产生能量的流失；三是构成整个系统的窗的内外温度差较大，致使中空玻璃内外的温度差也较大，空气借助冷辐射和热传导的作用，首先在中空玻璃的两侧产生对流，然后通过中空玻璃整体传递过去，形成能量的流失。合理的中空玻璃设计，可以降低气体的对流，从而降低能量的对流损失。^[4]

传导传递是通过物体分子的运动，带动能量进行运动，而达到传递的目的，就象用铁锅作饭和用电烙铁焊东西一样，而中空玻璃对能量的传导传递是通过玻璃和其内部的空气来完成的。玻璃的导热系数是0.77W/ mk，而空气的导热系数是0.028 W/ mk，由此可见，玻璃的热传导率是空气的27倍，而空气中的水分子等活性分子的存在，是影响中空玻璃能量的传导传递和对流传递性能的主要因素，因而提高中空玻璃的密封性能，是提高中空玻璃隔热性能的重要因素。^[4]

中空玻璃的制作流程可以进一步详细描述如下：^[6]

原片玻璃一般为无色浮法玻璃或其它彩色玻璃，遮阳玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃，厚度一般为3-12MM，上述玻璃必须符合GB11614中一级品、优等品的规定，经检验合格后方可使用。玻璃切割可由手工或机器进行，但应保证合乎尺寸要求。此道工序工人在操作过程中，应随时注意玻璃表面不得有划伤，内质均匀，不得有气泡、夹渣等明显缺陷。^[6]　　

玻璃清洗要采用机器清洗法，因为人工清洗无法保证清洗质量。清洗前须检验玻璃无划伤，为保证密封胶与玻璃的粘结性，需要使用去离子水。另外为保证水循环使用，节约水资源，可对水进行过滤，保证长期使用。清洗后的玻璃要通过光照检验，检验玻璃表面有无水珠、水渍及其它污渍，若有水珠、水渍及其它污渍，则需对机器运行速度、加热温度、风量、毛刷间隙进行调整，直到达到效果完好为止。洗完后的玻璃应在1小时之内组装成中空玻璃，还要保证玻璃与玻璃之间不要磨擦划伤，最好有半成品玻璃储存小车，把玻璃片与片之间隔开。^[6]　　

胶条式中空玻璃组装：胶条式中空玻璃加工温度冬季应在10-20度之间，夏季应在20-30度之间为宜。因胶条式中空玻璃干燥剂呈粉末状，与胶混合均匀后干燥剂发挥作用较慢，所以应保证胶条装配区域相对湿度稍低。^[6]

铝条式中空玻璃组装：对环境的要求温度也应在10-30度之间，此种中空玻璃对相对湿度的要求稍低一些，干燥剂应选择正规厂家的合格产品，以保证干燥剂的有效使用。干燥剂开封后要在二十四小时之内用完，因为聚硫胶的透气性较大，密封性差，因此要采用双道密封。用丁基胶作为第一道密封，具有极低的水蒸气透过率，起到间隔气体的作用。用聚硫胶作为第二道密封，主要作用是粘结作用，其次才是隔气作用，第二道密封胶还包括硅酮胶。实践证明，单道密封的中空玻璃寿命只有5年左右，而双道密封的中空玻璃寿命可长达20年甚至40年以上。^[6]

胶条式中空玻璃压片要注意合片玻璃边部要对齐，压片时在后面预留小口，让干燥后的气体从小口溢出，压合后随即封口。至此完成胶条式中空玻璃的加工。铝条式中空玻璃，合片后铝框外边部和玻璃边部应有5-7MM的距离，用于涂第二道密封胶，聚硫胶应均匀沿一侧涂布，以防止气泡，涂完后刮去玻璃表面残余。至此完成铝条式中空玻璃的加工。^[6]　　

中空玻璃的放置正确与否也会对中空玻璃的最终质量产生影响，无论是在生产还是在运输或在工地存放首先堆垛架的设计要求要考虑到中空玻璃的特点，堆垛架要有一定的倾斜度。但底部平面与侧部应始终保持90度，从而保证中空玻璃的两片玻璃底边能垂直地置放在堆垛架上。还要注意，玻璃底部不要沾上油渍，石灰及其它溶剂，因为会对中空玻璃的第二道密封胶都会产生不同程度的侵蚀作用，从而影响中空玻璃的密封性能。^[6]　　

中空玻璃的性能参数主要包括隔热性能、隔音性能、密封性能、安全性、抗压性能、抗拉强度、光学性能等。^[7]

中空玻璃的隔热性能主要取决于中空层的厚度和气体种类。中空层越厚，隔热性能越好，同时中空层的气体种类也会影响隔热性能。例如，使用惰性气体如氦气可以提高中空玻璃的隔热性能。^[7]

中空玻璃的隔音性能主要取决于玻璃厚度、中空层的厚度和气体种类。玻璃厚度越厚，隔音性能越好，同时中空层厚度和气体种类也会影响隔音性能。例如，使用较宽的中空层间距可以提高中空玻璃的隔音性能，而使用惰性气体可以提高中空玻璃的隔音性能。^[7]

中空玻璃的密封性能是保证其性能稳定和持久的关键因素之一。如果密封性能不好，中空玻璃内部的气体会泄漏，导致其性能下降。因此，中空玻璃的生产过程中需要注意密封工艺和材料的选择。^[7]

安全性：中空玻璃的安全性是另一个重要的性能参数。由于中空玻璃的使用寿命较长，因此需要考虑到在使用过程中可能会遇到的各种安全问题。例如，中空玻璃在使用过程中需要承受风压、雪压等外部压力，同时还需要考虑到玻璃破碎后对人体的伤害等问题。^[7]

中空玻璃的抗压能力主要取决于玻璃的厚度和边缘处理方式。一般来说，玻璃越厚，抗压能力越强。此外，中空玻璃的边缘处理方式也会影响其抗压能力。经过精良的边缘处理，可以增强中空玻璃的抗压能力，使其在承受较大压力时不易破碎。^[7]

中空玻璃的抗拉强度也是其重要的性能参数之一。抗拉强度是指中空玻璃在受到拉伸力时的最大承载能力。一般来说，中空玻璃的抗拉强度比普通玻璃要高，但仍然需要注意其抗拉强度是否满足使用要求。^[7]

中空玻璃的光学性能也是其重要的性能参数之一。主要包括透光率、反射率和吸收率等指标。一般来说，中空玻璃的透光率较高，反射率和吸收率较低，因此具有较好的光学性能。但是，如果中空玻璃的内表面出现雾气或者污染，就会影响其光学性能。^[7]

中空玻璃的应用领域广泛，以下是一些主要的应用领域：^[8]

住宅建筑：随着人民生活水平的提高和城市化的发展，人们对于住宅的要求也越来越高。中空玻璃作为一种高效的隔热保温材料，可以大大提高住宅的采光、隔声、节能等性能，为人们提供更加舒适的居住环境。^[8][9]商业建筑：商业建筑通常都有大面积的玻璃幕墙，中空玻璃作为一种高效的节能材料，可以在一定程度上减少空调的能耗，从而节约能源。同时，中空玻璃还能降低噪音和紫外线的侵入，提高商业建筑的舒适度和美观度。^[8][9]医疗卫生：中空玻璃可以防止细菌和病原微生物的传播，因此在医疗卫生领域也得到了广泛应用。例如，医院的隔离病房、手术室、化验室等重要区域，都使用了中空玻璃以提高隔离效果。此外，中空玻璃还可以降噪，提高病人的休息环境，有助于加速康复。^[8][9]交通运输：在铁路、公路、船舶等交通运输领域，中空玻璃也被广泛使用。例如，高速列车、飞机等需要隔音、隔热、保温的交通工具都采用了中空玻璃。同时，中空玻璃还能够提高透光性，确保良好的视野，提高安全性。^[8][9]家电行业：中空玻璃还可以应用在家电行业。例如，微波炉门上的中空玻璃可以起到隔热、防爆、防辐射的作用。冰箱门上的中空玻璃则可以提高保温性能，降低能耗。^[8][9]

中空玻璃作为一种高效的隔热、隔音、节能材料，未来发展趋势主要体现在以下几个方面：^[10]

提高能源效率：随着全球能源短缺和环境问题日益严重，提高能源效率成为中空玻璃发展的一个重要趋势。中空玻璃将通过采用更先进的节能技术，例如采用低辐射玻璃、充填惰性气体等，使其具有更高的隔热性能和更低的辐射率，从而更有效地隔热、保温、降噪，提高能源利用效率，降低能源消耗。此外，中空玻璃的密封技术也将不断改进，以提高其密封性能和耐久性，延长其使用寿命。^[10]智能化制造：随着工业4.0和智能化技术的发展，中空玻璃制造也将逐渐实现智能化。通过引入自动化设备和人工智能技术，中空玻璃的生产过程将更加高效、精准。例如，自动化生产线和机器人将用于玻璃切割、清洗和组装等环节，提高生产效率和质量。同时，智能化技术还可以用于中空玻璃的生产线上，实现生产过程的实时监控和优化，提高生产效率和产品质量。^[10]定制化设计：随着消费者对建筑外观和舒适度的要求不断提高，中空玻璃的设计也将更加多样化、个性化。未来，中空玻璃将根据不同的建筑风格、使用需求和环境条件，进行定制化的设计和生产，以满足消费者的需求。例如，可以根据建筑物的采光需求和外观要求，选择不同的玻璃厚度、间隔条类型和密封技术等，以实现最佳的光学和外观效果。^[10]绿色环保：随着环保意识的提高，中空玻璃的发展也将更加注重绿色环保。采用环保材料和生产工艺，减少对环境的污染和资源的浪费，是中空玻璃未来发展的一个重要趋势。例如，使用低挥发性有机化合物（VOC）的环保材料和能源回收技术等，以减少对环境的污染和对资源的浪费。此外，中空玻璃还将积极采用可再生能源和循环利用技术等，以实现可持续发展。^[10]拓展应用领域：中空玻璃在建筑领域的应用已经非常广泛，但未来其应用领域还将进一步拓展。例如，中空玻璃在新能源汽车、太阳能发电等领域的应用将逐渐增多，为环保和能源问题提供更多解决方案。此外，中空玻璃还可以应用于智能家居领域，例如作为智能窗户或智能门等，以满足人们对智能化生活的需求。^[10]

中空玻璃的标准主要包括以下几方面：^[11]

玻璃面积和厚度标准：根据国标规定，超过1.5平方米的玻璃需要使用安全玻璃（中空钢化）。这是为了确保玻璃的强度和安全性，以防止玻璃破碎或裂纹导致的意外伤害。具体来说，玻璃面积和厚度的标准范围为：2.8～3.8平方米/6毫米，3.8～5.8平方米/8毫米，5.8～7.8平方米/10毫米，7.8～14平方米/12毫米。这些规格是为了保证玻璃的强度和稳定性，以满足不同场合和用途的需求。^[11]铝材等配置标准：做大玻璃时，铝材等配置也需要升级，框体才能承受玻璃的重量。这是为了确保玻璃安装的稳定性和安全性。如果玻璃面积过大，铝材等配置不足以支撑玻璃的重量，可能会导致玻璃变形或脱落，从而造成安全隐患。因此，超过6平方大玻璃铝材壁厚不能低于1.8mm。这是为了保证铝材能够承受大玻璃的重量，并保持其稳定性和安全性。^[11]中空层填充标准：中空层中还可以充惰性气体，既能隔音又能防止玻璃变形和吸片。这是为了提高中空玻璃的性能和稳定性。惰性气体具有稳定性好、不易与外界反应等特性，可以有效地保护中空层内的玻璃不受外界环境的影响，并提高中空玻璃的隔热、隔音、防水等性能。^[11]