【技术专栏】隔热门窗选型实战指南（三）：实测数据与选型法则

在上篇《隔热门窗选型实战指南（二）：原理与传热机制解析》中，我们拆解了中空玻璃的传热路径与核心指标公式。今天我们将直接进入实战环节，用实测数据说话，并给出大家最关心的选型法则。

一、从实际工程计算来反映中空玻璃性能的影响因素

计算基础数据（样本参数已由厂商采用光谱测试仪测试，并按光谱积分公式计算到单片玻璃的光谱常数）

样本1：普通白玻（南玻6mm透明白玻）

Tsol1	Tsol2	Rsol1	Rsol2	Tvis1	Tvis2	Rvis1	Rvis2	ε1	ε2
0.822	0.822	0.074	0.074	0.897	0.897	0.081	0.081	0.84	0.84

样本2：Low-E玻璃（南玻LB69-1_6双银镀膜玻璃）

Tsol1	Tsol2	Rsol1	Rsol2	Tvis1	Tvis2	Rvis1	Rvis2	ε1	ε2
0.325	0.325	0.301	0.419	0.669	0.669	0.091	0.053	0.84	0.033

样本3：阳光控制镀膜玻璃（南玻CNY129_6，为增强对比加入）

Tsol1	Tsol2	Rsol1	Rsol2	Tvis1	Tvis2	Rvis1	Rvis2	ε1	ε2
0.292	0.292	0.137	0.239	0.322	0.322	0.17	0.214	0.84	0.664

采用LBNL window7.2辅助计算（采用JGJ/T 151规定的边界条件）：

• Low-E玻璃计算结果：
  T_vis=0.603，g（SHGC）=0.363，SC=0.417，LSG=1.66，K（U）=1.66 W/㎡·K
• 替换为阳光控制镀膜玻璃后：
  Tv=0.294，g（SHGC）=0.35，SC=0.403，K(U)=2.51 W/㎡·K，LSG=0.84

📊 对比结论：
阳光控制镀膜玻璃与Low-E玻璃SC值接近的玻璃性能参数下，阳光控制镀膜玻璃中空玻璃的LSG值仅为Low-E玻璃的一半！这体现了Low-E玻璃在获得更高的采光后将红外热量反射的能力——同样多的热量进入室内时，Low-E玻璃让更多的可见光进入，而阳光控制镀膜玻璃则是降低了可见光进入而达到与Low-E接近的SC值。

💡 通俗理解：
数据证实，当阳光控制镀膜玻璃和Low-E玻璃做到SC值接近时，Low-E玻璃的透光率（0.603）远高于阳光控制玻璃（0.294），而且K(U)值更低。说明Low-E玻璃能在让更多可见光进入的同时，把红外热量反射出去，综合性能更优。

单变量影响趋势分析：

通过假定只改变中空玻璃系统的其中一个参数，其它参数固定，来确定某一参数对中空玻璃的热工性能影响趋势及影响度。

• 改变镀膜玻璃辐射率（0.02-0.25区间）
  随着镀膜玻璃辐射率的增加，K(U)值随之增大：

• ε=0.02时，K(U)=2.11
• ε=0.15时，K(U)=2.39
• ε=0.25时，K(U)=2.53
  *(注：图表中数据为体现单独改变辐射率对K(U)影响而假定的玻璃参数，实际工程中的玻璃参数不会出现只有辐射率单独改变的情形)*

② 改变中空玻璃的气体层厚度
随着气体层的厚度增加，空气对流传热降低，引起K(U)下降，气体层厚度增加至12mm＜d＜16mm时，空腔内气体运动状态由层流变为过渡流状态，再增加气体层厚，其K(U)不再发生显著变化，即中空玻璃系统中，最优的间隔层厚度为12mm，工程中一般选择12mm。

D（mm）	6	9	12	15	18	21	24	27
K(U)	2.32	1.86	1.66	1.69	1.74	1.771	1.80	1.80

③ 改变填充气体种类：
填充气体的导热系数降低，中空玻璃系统的K(U)随之降低。

• 干空气：K(U) = 1.66
• 纯氩气：K(U) = 1.36
• 纯氪气：K(U) = 1.26

结论： 镀膜玻璃性能（表面辐射率）、系统气体间隔层厚度和间隔层气体成分，三者共同影响着中空玻璃系统的热工性能，也就是传热系数（K（U）值）。

💡 通俗理解：
这三组单变量数据给出了明确的工程结论：1. 膜面辐射率越低，K(U)值越低；2. 气体间隔层12mm是性价比最优的厚度，再增厚会引起气体流态变化，K(U)值不再显著下降；3. 充入导热系数更低的惰性气体能进一步降低K(U)值。

七、选用三款不同规格低辐射镀膜玻璃来反映光谱性能的差异选型

三款玻璃均选用南玻。

光谱参数对比：

玻璃	太阳光参数（Solar）				可见光（Visible）				辐射率（ε）		备注
	Tsol1	Tsol2	Rsol1	Rsol2	Tvis1	Tvis2	Rvis1	Rvis2	ε1	ε2
SJ50s-6	0.228	0.228	0.481	0.491	0.583	0.583	0.083	0.030	0.84	0.024	三银
LB69-6	0.345	0.345	0.392	0.424	0.679	0.679	0.099	0.060	0.84	0.033	双银
CEB14-60	0.434	0.434	0.179	0.223	0.624	0.624	0.103	0.032	0.84	0.141	单银

 

中空玻璃系统采用6Low-E+12A（air）+6C结构，与竖直面呈90°安装，分别计算三种镀膜玻璃的光学性能如下：

玻璃	Tv	Asol	g（SHGC）	SC	LSG
SJ50s-6	0.524	0.318	0.260	0.3	2.02
LB69-6	0.612	0.295	0.373	0.43	1.64
CEB14-60	0.561	0.428	0.459	0.53	1.22

 

三款镀膜玻璃组成的中空玻璃系统：三款玻璃组成的中空玻璃系统均属于中透光率型；太阳能的阻挡能力呈现：三银＞双银＞单银，原因在于三银的表面辐射率小，在近红外区域（780nm-2500nm）反射强烈，双银次之，而让可见光更多的透过系统，也使得其获得了最为优秀的光热比（LSG）值。

📊 夏季相对得热（RHG）直观对比：

玻璃类型	SJ50s-6	LB69-6	CEB14-60
相对得热RHG	201 W/㎡	284 W/㎡	348W/㎡

 

相对得热直观的反映了夏季玻璃系统隔热的综合性能。这对针对夏季隔热的门窗选型提供了直观的选择依据：确定了U值、SC值后，透光率更高的玻璃系统可获得采光和隔热协同效应最优的组合。

💡 通俗理解：
三款玻璃同属中透光型，但三银的表面辐射率最小，近红外反射最强烈，所以它的LSG值最优，相对得热（RHG）最低。三银玻璃在获得更高采光属性时，阻挡了更多的太阳辐射能量进入室内，能带来更少的制冷费用。

八、中空玻璃系统的选型总结

1. 镀膜玻璃的表面辐射选用低的值
将会为中空玻璃系统的隔热性能带来比较大的贡献，不单单贡献了对中远红外的隔绝贡献（K(U)），在获得较小的U值的同时也为太阳能的获得能力产生贡献，即低辐射镀膜玻璃在近红外区域对太阳辐射的反射将会降低玻璃系统的太阳能透过能力。

2. 气体间隔层与成分：
从以上论述中，可得出优选的气体间隔层厚度为12mm，性价比最高的气体成分为氩气，性能最好的气体成分为氙气。其最终评价指标为K(U)值。

3. 太阳能的总透过率与可见光透过率（Tv）的平衡：
太阳能总透过率的构成可分成两部分来选型（太阳能的能量构成主要由可见光和近红外能量构成）。可将光透过率Tv，其在太阳光谱能量占比达到44%，一般情况下，南方向阳面的门窗，可选择45-60%可见光透过的Low-E玻璃。背阳面可选择高透性Low-E玻璃，保证充足采光，在无太阳照射的面，能量的进入主要为远红外能量，故玻璃的太阳能透过率不作为隔热的指标，也必须引起注意，在背阳面采用阳光控制镀膜玻璃不能起到任何的隔热能力。

4. 近红外能量阻隔能力：
近红外能量在太阳辐射能量中占比为53%，该部分能量对于南方夏季隔热来讲是有害无益的，理论上其完全不进入室内是最好的，但工程上不可能实现，为增加对近红外的阻隔能力，选择低的辐射率玻璃是优化选择。

5. 核心评价方法（LSG值）：
太阳能的总透过率决定了中空玻璃系统的得热能力。太阳能总获得率g值越低越好，但越低的g将会和可见光透过率冲突，应采用优化的评价方法，即满足室内采光的前提下，选择尽可能低的g值。

采用LSG值来评价选择优化选择：可见光透过率Tv固定，如系统的可见光透过率要求为55%，LSG=Tv/g=0.55/g，分子固定，可得到LSG值越大，说明进入室内的太阳能越少。

💡 通俗理解：
选型总结：

1. 选低辐射率的镀膜玻璃，既降K(U)值又降太阳能透过。
2. 气体层选12mm厚，充氩气性价比最高，充氙气性能最好。
3. 向阳面选Tv在45-60%的Low-E玻璃；背阳面必须用高透Low-E玻璃，千万不要在背阳面用阳光控制镀膜玻璃，起不到隔热作用！
4. 评价隔热优选指标看LSG值，在满足采光（Tv固定）前提下，LSG越大，进入室内的太阳能越少。

*本文参考标准：JGJ/T151标准、GB/T2680、ISO15099等标准*