双层玻璃与三层玻璃：哪种更适合您的建筑？

双层玻璃与三层玻璃的问题几乎在每次有关节能建筑规范的讨论中都会出现，而答案并不像看起来那么明显。三层玻璃比双层玻璃具有更好的热性能——这是显而易见的事实。但更好的性能是否证明其更高的成本、更大的重量和稍微降低的光传输是合理的，取决于气候、建筑类型、加热和冷却负荷以及所追求的目标能源性能标准。做出正确的选择需要了解这些数字的实际含义以及它们对于当前的特定项目意味着什么。

绝缘程度如何 玻璃 单位工作

双层和三层玻璃都是中空玻璃单元（IGU）——由两块或多块玻璃板组成的组件，由间隔条分隔并密封以形成一个或多个空气或充气腔体。与单个玻璃板相比，密封的空腔大大减少了热传递，因为空腔中的静止空气或气体具有非常低的导热率，并且当空腔足够宽时，抑制了内玻璃板和外玻璃板之间的对流热传递。

双层玻璃单元在两块玻璃板之间有一个空腔。三层玻璃单元有两个空腔和三块玻璃板。三层玻璃中的附加空腔提供了第二道热障，这就是其热性能优越的原因。从双层玻璃到三层玻璃的性能改进是真实且可测量的，但其收益递减：第一个空腔比单层玻璃提供了最大的性能改进；第二个空腔比双层玻璃提供了较小的增量改进；假设的第四个窗格将提供更小的增量收益。

关键绩效指标：U 值

U 值（也写为 Ug 表示玻璃窗中心值，或 Uw 表示包括框架在内的整个窗户）测量通过玻璃的传热，单位为瓦每平方米每开尔文温差 (W/m²·K)。较低的 U 值意味着更好的隔热性——内部和外部每度温差通过玻璃逸出的热量更少。

作为参考点，一块透明玻璃板的中心 U 值约为 5.8 W/m²·K。中空玻璃装置的典型性能范围：

从标准双层玻璃 (2.8 W/m²·K) 到使用氩气的低辐射双层玻璃 (1.2 W/m²·K) 的 U 值改进明显大于从低辐射双层玻璃到三层玻璃 (0.8 W/m²·K) 的进一步改进。这就是为什么正确指定的双层玻璃单元（具有 Low-E 涂层和氩气填充）是比裸双层玻璃更广泛的建筑和气候的正确规格的核心原因，也是为什么三层玻璃的增量案例在最寒冷的气候和最高性能的建筑中最引人注目的核心原因。

声学性能

在中空玻璃中，隔热和隔音是相关但不相同的特性，玻璃类型和隔音之间的关系不像热性能比较那么简单。

对于具有相同厚度玻璃的标准双层和三层玻璃，三层玻璃中的第三块玻璃增加了组件的质量，这通常改善了中频和高频的隔音效果。然而，额外的空腔也会产生额外的共振频率，在接近该共振的频率下，三层玻璃单元的隔音效果实际上可能低于玻璃总厚度相同的双层玻璃单元。

为了获得最大的声学性能，中空玻璃中最有效的方法是在双层或三层配置中使用不同厚度的玻璃（不对称玻璃）——两个玻璃厚度的不同共振频率可以防止两个玻璃以相同频率共振时发生的重合下降。尽管只有两块玻璃，但带有氩气和 32 毫米空腔的 6 毫米 10 毫米双层玻璃单元在隔音方面通常优于传统的 4 毫米 4 毫米 4 毫米三层玻璃单元。

对于以声学性能为主要驱动因素的项目（靠近道路、铁路线或机场的建筑物），在非对称双层玻璃配置中指定声学玻璃（带有阻尼振动夹层的夹层玻璃）的单位成本通常比三层玻璃更有效。应分别评估声学和热学要求，并确定各自的最佳规格，而不是假设三层玻璃自动提供最佳组合性能。

重量和结构影响

对于相同的玻璃尺寸，三层玻璃比双层玻璃重得多。标准三层玻璃单元具有三个 4 毫米窗格和两个 16 毫米空腔，总厚度约为 44 毫米，单块玻璃的单位重量约为 30 公斤/平方米。具有两块 4 毫米玻璃和一个 16 毫米空腔的等效双层玻璃单元厚度约为 36 毫米，重量约为 20 公斤/平方米。这种重量差异具有实际意义：

窗框和硬件必须符合三层玻璃单元的较高重量。标准双层玻璃硬件——铰链、把手、倾斜和转动机构——通常不足以满足相同尺寸的三层玻璃单元，必须相应地指定。这增加了窗户的总成本，超出了玻璃单位成本溢价。

结构玻璃系统和幕墙系统必须考虑额外的静荷载。在高层幕墙中，累积的玻璃重量对许多楼层的结构系统造成负载，每单位三层玻璃的额外重量可能会转化为有意义的结构影响，需要进行工程审查。

对于非常大的玻璃开口（在当代商业建筑中常见），重型三层玻璃单元的搬运和安装需要额外的设备和劳动力，从而增加了安装成本，超出了材料溢价。

光传输

每增加一块玻璃板都会减少少量但可测量的光透射。典型的透明浮法玻璃板可透射大约 88-90% 的可见光。每个玻璃与空气的界面（玻璃表面）都会吸收并反射一小部分入射光。具有三个透明窗格的三层玻璃单元的可见光透射率比同等双层玻璃单元低约 2-4%，具体取决于所使用的 Low-E 涂层类型。在具有大面积玻璃区域、日光是主要建筑价值的建筑中——零售环境、博物馆、采用采光设计的办公楼——这种减少可能与设计意图相关。对于北纬地区的住宅窗户来说，需要最大的冬季太阳能增益，三层玻璃降低的太阳能得热系数（SHGC）可以稍微减少被动式太阳能加热，这在一定程度上抵消了隔热效果。

当三层玻璃是正确的选择时

三层玻璃在寒冷气候（采暖度日数高于约 3,000 HDD）中最为明显，在建筑寿命期内节省的采暖能源足以收回成本溢价。北欧和北欧市场（斯堪的纳维亚半岛、芬兰、德国、波兰北部）已采用三层玻璃作为住宅建筑的标准；因此，气候和能源成本环境使经济学发挥作用。

被动式房屋和净零能耗建筑标准经常需要三层玻璃，因为无论涂层和填充优化如何，使用双层玻璃都很难达到这些标准规定的 0.8 W/m²·K 或更高的全窗 U 值。如果建筑物的目标是获得特定的能源性能认证，要求窗户 U 值低于 1.0 W/m²·K，那么三层玻璃可能是满足该标准的实际途径。

对于温带气候（西欧大部分地区、温和的大陆性气候）的商业建筑，采用 Low-E 涂层和氩气填充的高性能双层玻璃可实现热性能 (Ug ≈ 1.0–1.2 W/m²·K)，满足大多数现行能源规范并产生良好的经济回报。在这些情况下，三层玻璃有时是为了声望、营销差异化或根据日益严格的规范实现面向未来的性能，但相对于当前能源价格的成本溢价而言，边际节能是适度的。

在炎热气候下（中东、热带地区），主要关注的是太阳得热而不是冬季热量损失，并且太阳得热系数 (SHGC) 和适当的 Low-E 涂层选择比双层和三层玻璃之间的热 U 值差异更重要。在这些气候下，高性能太阳能控制双层玻璃通常比三层玻璃更好的投资，三层玻璃为以制冷为主的建筑提供的额外好处微乎其微。

常见问题解答

三层玻璃总是比双层玻璃提供更好的冷凝控制吗？

是的，在寒冷的天气里，但改善的程度取决于内部玻璃表面温度。当表面温度低于内部空气的露点时，玻璃表面会形成冷凝。由于 U 值较低，三层玻璃比双层玻璃保持更高的内部玻璃表面温度，这意味着在较低的外部温度下，内部表面仍保持在露点以上。对于气候非常寒冷的建筑物来说，双层玻璃窗上的冷凝是一个实际问题，特别是在游泳池、商业厨房和拥挤的住宅楼等高湿度室内，三层玻璃的较高内表面温度可以有效减少冷凝。在双层玻璃的内表面温度已经远高于典型室内露点的温和气候下，冷凝性能差异实际上并不显着。

同一建筑立面可以使用双层和三层玻璃吗？

是的，这在不同立面方向或位置有不同性能要求的项目中很常见。寒冷气候下的朝南玻璃受益于较高的太阳得热系数，可最大限度地提高被动太阳增益，与三层玻璃单元相比，在具有适当低辐射涂层的双层玻璃配置中更容易实现这一点，而在三层玻璃单元中，额外的玻璃会减少SHGC。同一建筑物中的朝北玻璃更受益于三层玻璃的隔热性能，且不会损失太阳能增益。单个立面内的混合规格需要仔细设计细节，以确保不同的单元厚度与框架系统的玻璃槽深度兼容，并且必须验证玻璃颜色和反射率的视​​觉均匀性——不同的涂层配置可能会在单元之间产生可见的颜色和反射率差异，从而影响立面的外观。

从双层玻璃升级到三层玻璃的投资回收期是多少？

投资回收期取决于三层玻璃或双层玻璃的成本溢价、当地能源成本、该地点的供暖度天数以及建筑物的窗户面积。作为能源成本为 0.15-0.20 欧元/千瓦时的北欧气候的一般准则：在 30 平方米玻璃隔热良好的房屋中，从标准双层玻璃 (Ug ≈ 2.8) 升级到三层玻璃 (Ug ≈ 0.7) 每年可节省 300-500 千瓦时的热能，每年价值 45-100 欧元。如果同一栋房屋的三层以上双层玻璃（包括框架和安装）的保费为 3,000-6,000 欧元，则简单的投资回收期为 30-60 年，通常比窗户的使用寿命更长。当将三层玻璃与低性能双层玻璃（无低辐射，无充气）进行比较时，以及当建筑物处于较冷的气候、采暖度较高且能源成本较高时，经济性显着提高。对于大多数温带气候项目来说，高性能低辐射双层玻璃通常具有更好的经济理由；如果建筑标准有要求，或者气候足够寒冷，可以将投资回收期转移到可接受的范围内，那么三层玻璃是合理的。