1真空玻璃设计指南

3 3 3 3 3
空玻璃（真空+中空）等效厚度为 te 0.95 3 t1 tev 0.95 6 7.56 8.22mm 。
3 3 3 3 3
参考标准 JGJ 102-2003 中第 6.1.3 条，计算玻璃的刚度及跨中挠度。 复合真空玻璃（真空+中空）的刚度为 D ，计算如下：
2
s 为风载荷体型系数，取值 1.2； z 为风压高度变
2 2
化系数， 取值 1.5；w0 为 50 年一遇基本风压， 取值 0.45 kN/m 。 计算所得 wk 为 1.3689 kN/m 。 ③ 载荷分配： 参照标准 JGJ 102-2003 中第 6.1.4 条和 6.1.5 条，把真空玻璃看作一片玻璃，其等效厚 度 tev 3 t2 t3 6 6 7.56mm 。
（4） 真空玻璃抗风压设计示例如下： ① 前提条件： 北京地区某建筑，高度 100m，地面粗糙度类别 C，不考虑地震作用；玻璃结构：真空+ 中空（6+12A+6 Low-e +V+6） ，即 t1=t2=t3=6mm，中空朝向室外，中空外片为钢化玻璃，真 空玻璃原片为半钢化玻璃；玻璃尺寸：宽度 a =1000mm，长度 b =2000mm。 ② 风载荷标准值计算： 参照标准 JGJ 102-2003 中第 5.3.2 条，采用公式 wk gz s z w0 ，其中 wk -风载荷标准 值（kN/m ） ； gz 阵风系数，取值 1.69;
建筑窗/幕墙面积（㎡） A 产品建筑窗/幕墙 K 值（W/(㎡ K) A 产品建筑窗/幕墙 Sc/SHGC 值 B 产品建筑窗/幕墙 K 值（W/(㎡ K) B 产品建筑窗/幕墙 Sc/SHGC 值
注：A 产品为需对比的产品，B 产品为真空玻璃产品。
举例计算如下： 以北京某办公楼为例，按照表 4 所列数据取值，使用冬夏季累计评价法进行节能计算。 计算结果表明，夏季节约空调能耗 33072kwh，冬季节约采暖能耗 492644kwh，即全年节约 能耗 525716kwh。与此相对应的污染物减排量如表 5 所示。 表 4 计算参数选取 东 建筑窗/幕墙面积（㎡） 中空玻璃建筑窗/幕墙 K 值（W/(㎡ K)） 中空玻璃建筑窗/幕墙 Sc 值 真空玻璃塑钢窗/幕墙 K 值（W/(㎡ K)） 真空玻璃塑钢窗/幕墙 Sc 值 2017 2.3 0.5 0.9 0.5 南 1499 2.3 0.5 0.9 0.5 西 1995 2.3 0.5 0.9 0.5 北 1307 2.3 0.5 0.9 0.5
2max 3max 1.4 2 v 10.02+8.3=18.32 N/mm2
⑥ 应力校核 根据行业标准 JGJ 113-2009 表 4.1.8， 6mm 半钢化玻璃短期载荷下中部强度设计值为 56 N/mm2，6mm 半钢化玻璃长期载荷下中部强度设计值为 28 N/mm2，也就是说真空玻璃最大 应力设计值 2max 和 3max 小于短期载荷强度设计值，永久应力 v 小于长期载荷强度设计 值，即真空玻璃强度满足设计要求。 ⑦ 挠度计算 把真空玻璃看作一片玻璃，其等效厚度 tev 3 t2 t3 6 6 7.56mm ，复合真
1.3 真空玻璃的节能设计
建筑的节能效果评价是建筑行业和建材行业的一大难题， 不论从实际测试还是模拟计算 来说，都具有不确定性，所以我们只能在假定一定条件的基础上，用理论分析的方法来估测 真空玻璃的节能效果。 新立基公司可以为客户提供节能计算服务，采用的方法为“冬夏季累积评价法”。该方法 为新立基公司与建筑材料工业技术情报研究所合作研究的成果。 该研究根据门窗热工环境特 点和规律， 在分析国外评价方法原理的基础上， 采用把冬季或夏季门窗的逐时得热进行累积， 因此称为“冬夏季累积评价法”。 可按照该评价方法， 对国内不同气候区的 37 个城市的公共建筑和住宅建筑进行模拟计 算，如严寒地区的哈尔滨、沈阳、长春、漠河，寒冷地区的北京、天津、大连、青岛，夏热 冬冷地区的上海、南京、长沙、重庆，夏热冬暖地区的广州、深圳、海口、南宁等。可用真 空玻璃替代单片玻璃、普通中空玻璃和 Low-E 中空玻璃，计算各地东、西、南、北四个朝 向窗户的冬季和夏季累积得热值，采暖季、空调季的节能率，全年节约的能耗总量，全年节 省的能源成本，以及减排的污染物和温室气体。 进行节能计算需要用户提供如下信息： a) 建筑所在城市； b) 建筑使用类型（住宅还是公建） ； c) 建筑窗/幕墙面积及热工参数，如表 3。 i. ii. 建筑各朝向（东、西、南、北）窗户/幕墙的面积 两种窗户类型下，建筑各朝向（东、南、西、北）窗户 /幕墙传热系数、遮阳 系数/太阳辐射得热因子 表 3 不同朝向建筑窗/幕墙面积及热工参数 东 南 西 北
表 2 不同型材真空玻璃窗 U 值 玻璃 序号 U值 W/(m · K) 1 2 3 4 5 5Low-e+V+5 0.6 5Low-e+V+5 0.9 断桥铝合金 塑钢 玻璃钢 木窗 断桥铝合金
2
型材 U值 W/(m · K) 2.8 1.9 1.5 1.3 2.8
2
线传热系数 ψ W/(m· K) 0.08 0.06 0.06 0.06 0.08
其中 2 、 3 为真空玻璃上下片最大应力标准值（N/mm2） ； m 为弯矩系数，取值 0.1； 取值 1000mm； 取值 6mm； 取值为 0.9416。 为折减系数， t 为单片玻璃厚度， a 为短边边长， ⑤ 最大应力设计值 最大应力设计值应为风载荷最大应力设计值和真空玻璃外表面支撑物处永久拉应力 v 之和。其中风载荷最大应力设计值取风载荷作用下最大应力标准值的 1.4 倍（参照标准 JGJ 102-2003 中第 5.4.2） ，其中 v 参照附表 2，原片厚度为 6mm 的半钢化真空玻璃， v 取值为 8.3 N/mm2。因此真空玻璃上下片最大应力设计值计算如下：
3 3 3 3 3
作用在第一片玻璃即中空外片上的载荷为 wk 1 ，计算如下：
Байду номын сангаас
wk1 1.1 wk
t13 63 1.1 1.3689 =0.5019 kN/m2 t13 tev3 63 63 63
作用在真空玻璃上的载荷为 wk v ，计算如下：
wk v wk
1.2 真空玻璃窗传热系数计算方法
真空玻璃具有优异的保温隔热性能， 可以与不同的型材组合满足不同节能要求。 新立基 公司可以为客户提供整窗 U 值计算服务，计算方法参照 JGJ151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热 工计算规程》 ，计算公式如下，客户需提供公式中参数 Ag、Af、At、Uf、 l 。
D
4

0.01013 1.3689 103 106 10004 1.00 3.996mm ，其中 为 3.47 106
挠度系数，取值为 0.01013； 为折减系数，取值为 1.00。
⑧ 挠度校核 挠度限制 d f ,lim 参考标准 JGJ 102-2003 中第 6.1.3 条， 由于 d f ＜ d f ,lim = a /60=16.67mm，
d f ,lim ，挠度满足要求。
（5）如果选用普通真空玻璃，在容易出现热炸裂的环境中使用时，应事先进行沟通。例如 玻璃单侧全部或局部接触的空气密闭时，在夏季阳光照射下密闭空间的空气温度急剧升高， 易造成热炸裂。 （6）如长期在极端环境下使用真空玻璃，应提前咨询真空玻璃制造商。 （7）为保证整窗的优异性能，请合理选用配套型材和附件。 （8）对于尺寸超大，异形的真空玻璃，应提前咨询真空玻璃制造商。
Ut
A U A U l
g g f f
At
其中：Ut、Ug、Uf—整樘窗、窗玻璃及窗框的传热系数[W/(㎡·K)]； Ag、Af、At—窗玻璃、窗框及窗的面积(㎡)；
l —玻璃区域的边缘长度(m)；
ψ—窗框和窗玻璃之间的线传热系数[W/(m·K)]，取值参照《建筑门窗玻璃幕墙热工 计算规程》JGJ151-2008 附录 B 表 B.0.3 镀膜中空玻璃的 ψ 值。木窗框和塑料窗框，ψ 取值 为 0.06，带热断桥的金属窗框，ψ 取值为 0.08。 对于不同型材，真空玻璃整窗 U 值举例计算如表 2 所示。
tev3 63 63 1.3689 =0.9126 kN/m2 3 3 3 3 3 t1 tev 6 6 6
真空玻璃载荷分配参照夹胶玻璃计算方法， 作用在真空玻璃上下片上的载荷分别为 wk 2 和 wk 3 ，计算如下：
t23 63 wk 2 wk 3 wkv 3 0.9126 3 3 0.4563 kN/m2 3 t2 t3 6 6
1.4 真空玻璃强度设计
（1） 最大应力设计值计算时应考虑到真空玻璃外表面支撑物处永久拉应力 σv，σv 应根据 支撑物形状、尺寸、分布间距等进行计算，在没有精确计算的条件下，参照附表 2。 （2）真空玻璃的等效厚度 tev 可按下式计算：
tev 3 t13 t23
t1 和 t2——组成真空玻璃的各单片玻璃的厚度（mm） （3）在不同的设计风压下，真空玻璃系列产品最大许用面积请参考附表 3。
D
Ete3 0.72 105 8.223 =3.47 106 Nmm 12(1 v 2 ) 12 （1-0.202）
其中 E 为玻璃的弹性模量，取值为 72000N/mm2， v 为泊松比，取值 0.20。 复合真空玻璃（真空+中空）跨中挠度为 d f ，计算如下：
df
wk a
整窗 U 值 W/(m2· K) 1.58 1.31 1.21 1.16 1.46
结构
材料
6 7 8
5Low-e+
塑钢 玻璃钢 木窗
1.9 1.5 1.3
0.06 0.06 0.06
1.08 0.98 0.93