中空玻璃产品概述

第一节 产品定义及发展历程

中空玻璃由美国人于1865年发明，是一种良好的隔热、隔音、美观适用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料，它是用两片（或三片）玻璃，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，制成的高效能隔音隔热玻璃。中空玻璃多种性能优越于普通双层玻璃，因此得到了世界各国的认可，中空玻璃是将两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。其主要材料是玻璃、铝间隔条、弯角栓、丁基橡胶、聚硫胶、干燥剂。

二十世纪初，美国哨兵在冬天值勤时发现，哨所窗户玻璃所凝结的雾气或霜阻挡了他们对周围情况的监视，影响了他们的正常值勤。于是有人就考虑将两片玻璃间隔一定的距离后将其四周密封制成了中空玻璃，解决了哨所窗户玻璃结霜或结雾的问题，并使得哨所的保暖和隔音性能得到了很大的提高，这就是最初的中空玻璃。随后，中空玻璃逐渐民用化，从二十世纪五十年代起，中空玻璃开始大规模应用，尤其到了七十年代，世界发生能源危机，西方各工业发达国家强烈意识到节省能源的重要性，于是在社会各领域开展了声势浩大的节能运动。当然，作为为类最主要活动场所建筑物的节能是节能最主要的环节。此间，中空玻璃作为一种优越建筑物节能材料得到了飞速的发展。到了八十年代，世界中空玻璃的年产量已达1亿平方米，使用主要集中在德国、英国、美国、加拿大等国家。为了加快中空玻璃的推广和使用，各国政府采取了很多措施，德国政府早在二十世纪七十年代后期就立法，不使用中空玻璃，新楼房就不批准建设。到了九十年代，德国又实施了更加严格的新条例，从1995年1月起，现有楼房外窗热导率若达KF18W的话，必须使用镀膜中空玻璃。不仅如此，1997年欧盟开始在全欧洲实施新的节能条例，也是以1995年德国的条例为依据的。当前美国、加拿大等国的中空玻璃使用量也在80％以上，亚洲的韩国、日本等国中空玻璃的使用量也相当大。

我国自1964年开始研制中空玻璃，直到80年代初，中空玻璃产品仍处于研制开发阶段，产品工艺落后，质量低下，使用范围很小，许多行业内部人士还将中空玻璃误认为真空玻璃，直到1985年以前，随着我国改革开放的深入，经济水平的提高，建筑业有了很大的发展，而中空玻璃的需求仍要靠从国外进口来满足，为了解决这一问题，从1985年到1990年，我国先后从意大利、德国、美国和奥地利等国家引进了十几条中空玻璃生产线，其中铝条法生产线占多数，而胶条法生产线仅一二条，影响较小；同时这期间手工生产的单道密封中空玻璃因投入少，加工过程简单而得到了发展，这些厂家的投产，极大地推动了中空玻璃产品的应用，并以较低的价格迎合了市场的需求。但是，随着使用时间的延长，人们发现这种产品有其致命的缺点——使用寿命短，而且失效的中空玻璃的使用效果还不如单层玻璃，既不能擦洗又影响美观。在1996年，建设部制定的幕墙施工技术规范中，第一次明确提出了幕墙使用的中空玻璃必须是双道密封，极大地推动了双道密封中空玻璃的发展，也延长了中空玻璃的使用寿命。

随着国家对建筑节能和环保产品应用的重视，国家大力提倡使用塑窗和节能型铝窗，限制使用木窗和普通的铝窗，淘汰使用钢窗，许多地方省市也相继出台了一系列的法规，强制使用节能型门窗，市场上中空玻璃的需求量大增。据统计，在1995年到1999年的几年间，我国引进了近50条铝条法生产线和十几条胶条法生产线，年产量超过1500万平方米中空玻璃，这还不包括众多手工生产的单道密封中空玻璃；而1999年全国使用的中空玻璃量仅仅刚超过1000万平方米，设备开工率普遍不及50％，加上中空玻璃的生产在某些地区并不是全季度生产，这些厂家的设备开工率更低。

1985年，实唯高胶条中空玻璃开始在国内建筑上使用，通过对比各种形式的产品使用，人们发现使用不同的密封方式，中空玻璃的使用寿命是不同的。由于单道密封的铝条法中空玻璃产品的使用寿命较短，人们在对单道密封铝条法中空玻璃的产品质量产生怀疑的同时，认为胶条法中空玻璃也是单道密封，是否也与铝条法的一样，使用寿命较短呢?而且认为胶条法中空玻璃不能应用于玻璃幕墙上。其实这种观点是不对的，我们应在不否认任何一种产品的前提下，通过分析各种中空玻璃产品的结构性能和用途，来分析这种产品的性能和使用寿命。

第二节 产品特点及应用领域分析

中空玻璃的性能

夏季照射的阳光会发生温室效应，中空玻璃的隔热、隔音性能中空玻璃最优良的性能即保温、隔热性能。建筑物使用单层窗时。即照射到玻璃上的太阳光除一局部反射掉外，一局部射进室内温度升高。冬天，由于玻璃的导热率大，单层窗则起到散热的作用，中空玻璃能减少传导传热又能减少对流传热和辐射传热。

因此中空玻璃的传导热系数，①减少传导传热：中空玻璃的两块玻璃之间有一层热导率比玻璃小得多的气体。比单层玻璃小的多。所以减少了冷面通过空气对流传导的热量。②减少对流传热：中空玻璃在室外的冷面玻璃板的两面温差小。

玻璃的辐射发射率较大为0．82如果在玻璃上镀上一层低辐射膜，③减少辐射传热：高温物体向低温玻璃辐射的热量与物体的辐射发射率有关。便可使其辐射的热量减少，起到保温作用。如果在中空玻璃的两个内外表分别镀上遮阳膜和低辐射膜，夏天挡住炎热的太阳光，冬天防止室内热量散失，就达到冬暖夏凉的目的

气体是干燥的温度降低时，中空玻璃的防结露、降低冷辐射和平安性能由于中空玻璃内部存在着可以吸附水分子的干燥剂。中空玻璃的内部也不会产生凝露的现象。同时，中空玻璃的外表面结露也会升高，如当室外风速为5米／秒，室内温度20度时，相对湿度为60％时，5ｍｍ在室外温度为8度时，开始结露。而16mm中空玻璃在同样条件下，室外温度为－2度时才结露，27mm3层中空玻璃在室外温度为－11度时才开始结露。由于中空玻璃的隔热性能较好，玻璃两侧的温度差较大。还可以降低冷辐射的作用。当室外温度为－10度时，室内单层玻璃窗前的温度为－2度，而中空玻璃窗前的温度为13度。相同的房屋结构中，当室外温度为－8度，室内温度为20度时，3mm普通单层玻璃冷辐射区域占室内空间的67.4％。而采用双层中空玻璃9ｍｍ则为13.．4％。使用中空玻璃，可以提高玻璃的平安性能，使用相同厚度的原片玻璃的情况下，中空玻璃的抗风压强度是普通单片玻璃的1.5倍。

中空玻璃的玻璃与玻璃之间，留有一定的空腔。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。

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。

中空玻璃主要用于需要采暖、空调、防止噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上。广泛应用于住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合。也可用于火车、汽车、轮船、冷冻柜的门窗等处。

中空玻璃主要用于外层玻璃装饰。其光学性能、导热系数、隔音系数均应符合国家标准。

第三节 产业链概述

一、在产业链中的位置

产业链定义：即从一种或几种资源通过若干产业层次不断向下游产业转移直至到达消费者的路径，它包含四层含义：一是产业链是产业层次的表达。二是产业链是产业关联程度的表达。产业关联性越强，链条越紧密，资源的配置效率也越高。三是产业链是资源加工深度的表达。产业链越长，表明加工可以达到的深度越深。四是产业链是满足需求程度的表达。产业链始于自然资源、止于消费市场，但起点和终点并非固定不变。

产业链是一个包含价值链、企业链、供需链和空间链四个维度的概念。这四个维度在相互对接的均衡过程中形成了产业链 这种“对接机制”是产业链形成的内模式，作为一种客观规律，它像一只“无形之手”调控着产业链的形成。

产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。产业链主要是基于各个地区客观存在的区域差异，着眼发挥区域比较优势，借助区域市场协调地区间专业化分工和多维性需求的矛盾，以产业合作作为实现形式和内容的区域合作载体。

产业链的本质是用于描述一个具有某种内在联系的企业群结构，它是一个相对宏观的概念，存在两维属性：结构属性和价值属性。产业链中大量存在着上下游关系和相互价值的交换，上游环节向下游环节输送产品或服务，下游环节向上游环节反馈信息。

产业链分为接通产业链和延伸产业链。

接通产业链是指将一定地域空间范围内的断续的产业部门(通常是产业链的断环和孤环形式)借助某种产业合作形式串联起来；

延伸产业链则是将一条既已存在的产业链尽可能地向上下游拓深延展。产业链向上游延伸一般使得产业链进人到基础产业环节和技术研发环节，向下游拓深则进入到市场拓展环节。产业链的实质就是不同产业的企业之间的关联，而这种产业关联的实质则是各产业中的企业之间的供给与需求的关系。

随着技术的发展，迂回生产程度的提高，生产过程划分为一系列有关联的生产环节。分工与交易的复杂化对使得在经济中通过什么样的形式联结不同的分工与交易活动成为日益突出的问题。企业组织结构随分工的发展而呈递增式增加。因此，搜寻一种企业组织结构以节省交易费用并进一步促进分工的潜力，相对于生产中的潜力会大大增加。企业难以应付越来越复杂的分工与交易活动，不得不依靠企业间的相互关联，这种搜寻最佳企业组织结构的动力与实践就成为产业链形成的条件

图表 1  产业链形成模式示意图

 

    如图所示，产业链的形成首先是由社会分工引起的，在交易机制的作用下不断引起产业链组织的深化。在图中，C1、C2、C3表示社会分工的程度，其中，C3>C2>C1表示社会分工程度的不断加深；A1、A2、A3表示市场交易的程度，A3>A2>A1表示市场交易程度的不断加深；B1、B2、B3表示产业链的发展程度，其中，B3>B2>B1表示产业链条的不断延伸和产业链形式的日益复杂化。三个坐标相交的原点0，表示既无社会分工也无市场交易更无产业链产生的初始状态。

从C1点开始，而不是从坐标原点开始，意味着社会分工是市场交易的起点，也是产业链产生的起点 社会分工C1的存在促进了市场交易程度A1的产生，在A1作用下，需要B1的产业链形式与它对接 B1这种产业链形式的产生又促进了社会分工的进一步发展，于是，社会分工就从C1演化到C2。相应地，在C2的作用下，市场交易程度从A1发展到A2，A2又促进了产业链形式从B1发展到B2。接着，按照同样的原理，B2促使C2发展到C3，C3又促使A2发展到A3，A3又促使产业链从B2发展到B3⋯⋯如此周而复始，使产业链不断形成发展。

产业链形成的动因在于产业价值的实现和创造产业链是产业价值实现和增值的根本途径。任何产品只有通过最终消费才能实现，否则所有中间产品的生产就不能实现。同时，产业链也体现了产业价值的分割。随着产业链的发展，产业价值由在不同部门间的分割转变为在不同产业链节点上的分割 产业链也是为了创造产业价值最大化，它的本质是体现“1+1>2”的价值增值效应。这种增值往往来自产业链的乘数效应，它是指产业链中的某一个节点的效益发生变化时，会导致产业链中的其他关联产业相应地发生倍增效应 产业链价值创造的内在要求是：生产效率≥ 内部企业生产效率之和(协作乘数效应)；同时，交易成本≤内部企业间的交易成本之和(分工的网络效应)。企业间的关系也能够创造价值。价值链创造的价值取决于该链中企业间的投资。不同企业间的关系将影响它们的投资，并进而影响被创造的价值。通过鼓励企业做出只有在关系持续情况下才有意义的投资，关系就可以创造出价值来。

中空玻璃行业的产业链结构分析：上游原材料供应商，中游中空玻璃生产商，下游中空玻璃应用商，此外还有贯穿产业链的物流配送厂家、销售厂家等。

图表 2  中空玻璃的产业链结构图

二、相关行业简述

中空玻璃是通过在两块玻璃中间密封有一定厚度的气体来达到隔热节能的目的。以一块空气层厚度为10mm的中空玻璃为例，通过空气层的传热比例为：辐射传热占60％，传导传热占38％，对流传热占2％。空气层的辐射传热占第一位，热传导其次，对流仅占极小的比例。因此，要提高空气层的隔热能力最主要的是应努力减少辐射传热和传导传热。

1、控制或降低辐射传热

由于辐射传热是大头，因此减少辐射传热可显著的提高中空玻璃的隔热能力。目前采用的主要以下三种方式：

A、用低辐射玻璃即Low-E镀膜玻璃制作中空玻璃。这种玻璃有很低的表面辐射率，镀膜面的辐射率可以达到0.08～0.15，是普通玻璃表面辐射率(0.84)的1/5－1/10，从而使通过空气层的辐射传热大为减小，同时，低辐射膜层对红外，远红外有较高的反射能力，可将由采暖，照明和居住者所产生的长波能量反射回建筑物中。用低辐射玻璃制做的中空玻璃特别适合于我国北方比较寒冷的地区，以及建筑物的非朝阳面，但对于南方炎热地区和建筑物的朝阳面则不太合适。

B、用吸热玻璃制作中空玻璃。吸热玻璃是将太阳光能吸收后转变为热能，能过对流的形式进行扩散，以减少进入室内的太阳光能量，达到节能的目的。

C、用热反射镀膜玻璃制作中空玻璃。热反射玻璃利用玻璃上的膜层将太阳光能反射掉，可以减少太阳能透射率，同时又具有良好的隔热保温效果。这种玻璃特别适合气候炎热且日照时间长的地区。但后两种方式的缺点也是明显的，如可见光透过率很低，室内采光不足，在寒冷地区或当地冬季时无法有效的利用太阳能做为辅助加热能源。

2、降低传导和对流传热

中空玻璃空气层的传导传热和对流传热主要受空气层厚度和空气层中空气或其它气体导热系数的影响。目前主要采用以下两种方式：A、加厚空气层。在忽略对流传热的情况下，传导传热系数α传=λ空/δ空,空气的导热系数λ空是基本恒定的，空气层厚度λ空越大α传越小。实践证明空气层厚度小于10mm时，空气层中传热以传导为主，因此，空气层的厚度应适当大些，一般以12mm为宜。此外，既要提高空气层厚度又不受对流传热影响，则可以采取增加空气层的层数的办法，这就是用双层中空玻璃，或在空气层中夹透明薄膜的办法来实现。B、改善空气层中气体的隔热性能。使用氩气或其它导热系数低的气体置换中空玻璃空气层中的空气，也能在一定程度上改善中空玻璃的隔热性能，但这种方法效果不十分明显，而且需要较高的费用。

对以上现有中空玻璃的各种节能方式，特别是采用控制或减低辐射的节能方式可看出，由于这些节能方式都是静态和单向的，其最佳的节能效果仅能相对某个时段而言，在实际使用中受地域和季节的影响较大，有一定的局限性，在一年四季的综合节能效果可能就要打一个折扣。

中空玻璃必须满足两个基本要求即节能、耐久性和密封寿命。如果一块中空玻璃的节能效果很差，即使耐久性和密封寿命再长，也是一个低档次的中空玻璃。反之，如果中空玻璃的节能性能好，但耐久性和密封寿命短，也不是人们所追求的。显然，理想的中空玻璃应该同时具有最好的节能效果和最长的蜜蜂耐久性。

影响中空玻璃节能性能的主要因素有玻璃、间隔条（框）和气体。在玻璃方面选择有白玻或低辐射玻璃；间隔条方面有冷边（铝间隔条）或暖边；气体方面有空气或惰性气体如氩气。在其他条件不变的情况下，采用白玻、空气和冷边的中空玻璃的节能效果最差，而采用低辐射玻璃、内充氩气和暖边的中空玻璃节能效果最。

影响中空玻璃的耐久性和密封寿命的主要因素有中空玻璃密封胶、密封结构、间隔条、干燥剂（分子筛）等等。事实已证明，采用双道密封、连续间隔条和3A分子筛的中空玻璃的密封寿命最长，而采用单道密封、四边插角铝间隔条和4A分子筛的中空玻璃的密封寿命是较短的。北美中空玻璃协会对中空玻璃实际使用情况的20年跟踪结果也证实了这一点。另外，中空玻璃加速老化实验（PI检测）结果表明，采用不同间隔条密封结果的中空玻璃的期望密封寿命相差是巨大的，短的仅仅为2个月，长的高达100年以上。

在其他条件相同的情况下，不同间隔条的采用直接影响中空玻璃的节能性能和耐久密封性。但在相当长的一段时间内，人们普遍使用铝间隔条（主要为四边插角）制作中空玻璃，虽然密封寿命较长，但热传导性高，致使节能效果差，直接表现在中空玻璃边部出现冷凝。而在20世纪70年代末，出现的复合胶条具有热传导性能低的特性，较使用铝间隔条制作中空玻璃节能有所改善，但不幸的是却同时减少了密封寿命。

这种不幸还表现在，在传统的思维框架里，无论人们如何努力和改进，改善中空玻璃的节能效果和提高密封寿命耐久性，是不能兼得的。20世纪80年代末，两名勇于进取富有挑战精神和加拿大科学家第一次开发出同时解决中空玻璃节能和耐久性一对矛盾的方法，即超级间隔条，在中空玻璃领域引起了一场革命。超级间隔条是使用一种无任何金属，内含3A分子筛的硅酮微孔结构材料的连续间隔条。其特点是导热性能最小，可大幅度提高中空玻璃四周边缘的温度，达到低辐射玻璃节能效果的40%，大大减少玻璃四周边缘的冷凝程度。使用超级间隔条制作中空玻璃采用逆向的双道密封方法，从而使中空玻璃具有了卓越的耐久性和密封寿命，可长达100年以上。据北美使用超级间隔条制作中空玻璃的情况来看，使用超级间隔条制作中空玻璃不但节能性能佳，而且由于其卓越的耐久性和密封寿命而最大程度地减少了售后服务（投诉）的问题。在北美，使用超级间隔条制作中空玻璃的厂家对最终用户给出行业内最长的保质期20期的书面承诺，而其他厂家给出的保质期仅仅为5-15年不等。目前在众多的间隔系统中，超级间隔条是唯一能够使中空玻璃在使用期间长期保持最佳节能状态的间隔条。

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