剖析：中空玻璃節能原理及實際運用問題

　　3. 中空玻璃的防結露、降低冷輻射和安全性能

　　在最近修改的中空玻璃標準中，中空玻璃的定義為：兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開并周邊粘接密封，使玻璃層間形成有干燥氣體空間的制品。因中空玻璃內部的氣體是干燥的，使中空玻璃具有隔音、隔熱、防結露、降低冷輻射及增強玻璃的安全性等功能。

　　由于中空玻璃內部存在著可以吸附水分子的干燥劑，氣體是干燥的，在溫度降低時，中空玻璃的內部也不會產生凝露的現象，同時，在中空玻璃的外表面結露點也會升高。如當室外風速為5m/s，室內溫度20℃，相對濕度為60%時，5mm玻璃在室外溫度為8℃時開始結露，而16mm(5+6+5)中空玻璃在同樣條件下，室外溫度為-2℃時才上結露，27mm(5+6+5+6+5)三層中空玻璃在室外溫度為-11℃時才開始結露。由于中空玻璃的隔熱性能較好，玻璃兩側的溫度差較大，還可以降低冷輻射的作用;當室外溫度為-10℃時，室內單層玻璃窗前的溫度為-2℃而中空玻璃窗前的溫度是13℃;在相同的房屋結構中，當室外溫度為-8℃，室內溫度為20℃時，3mm普通單層玻璃冷輻射區域占室內空間的67.4%，而采用雙層中空玻璃(3+6+3)則為13.4%。使用中空玻璃，可以提高玻璃的安全性能，在使用相同厚度的原片玻璃的情況下，中空玻璃的抗風壓強度是普通單片玻璃的1.5倍。

　　4. 中空玻璃的生產工藝

　　中空玻璃是一種良好的隔熱、隔音、美觀適用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料，中空玻璃多種性能優越于普通雙層玻璃，因此得到了世界各國的認可，中空玻璃主要材料是玻璃、鋁間隔條、彎角栓、丁基橡膠、聚硫膠、干燥劑。玻璃原片可以采用普通平板玻璃、鋼化玻璃、壓花玻璃、熱反射玻璃、吸熱玻璃和夾絲玻璃等。

　　中空玻璃的早期生產工藝方法有四種：焊接法、熔接法、膠接法、膠條法。焊接法和溶膠法工藝是20世紀中期出現的，工藝復雜、成本較高，但可以實現大規模機械化生產，產品質量好、壽命長。膠接法是比較早期開始使用的生產工藝，隨著粘接膠質量的逐步改進，產品質量壽命都比以前有很大提高，這種方法在目前被廣泛采用，這種工藝方法需要的設備和技術比較簡單，制造成本稍低，適用于手工生產和大規模的自動生產。膠條法生產工藝是在膠接法基礎上發展起來的，目前在汽車玻璃行業使用比較多。焊接法工藝生產中空玻璃是英國最早開始采用的，其原理是采用類似于金屬釬焊的方法把兩塊玻璃焊接在一起。用于釬焊的金屬材料一般采用銅、鉛等材料，鐵、錫、鉻、鎳等材料也可以使用。該方法工藝較為復雜，只有自動化程度較高的自動焊接方法才能實現大規模工業化生產，焊接密閉性才能得到保證。這種工藝方法生產的產品使用更為耐久。

　　熔接法中空玻璃是對兩塊材質相同玻璃的邊部進行加熱，使其熔化而直接熔合在一起。熔接法生產的中空玻璃不需要中間隔音框，使用壽命很長，但生產效率偏低。

　　膠接法生產工藝技術簡單，產品質量好，生產效率高，它是用耐候密封膠把兩塊或多塊由隔音框間隔放置的玻璃粘接起來。中空玻璃的框架材料一般為鋁條，也可以使用塑料、橡膠、木材（詞條“木材”由行業大百科提供）等輕質材料，用丁基膠(BUTYL)與玻璃粘在一起。

　　中空玻璃的密封結構主要有兩種：單道密封和雙道密封。單道密封結構是指中空玻璃結構只打一道膠，可選擇硅酮膠（詞條“硅酮膠”由行業大百科提供）、聚硫膠、聚胺脂、熱融丁基膠。雙道密封結構是指中空玻璃結構打兩道膠，通常使用丁基膠作為第一道密封膠，使用聚硫膠或硅酮結構膠作為第二道密封膠。用于第一道密封膠的膠抗水汽透過率非常高，分別是聚硫膠的30倍、硅酮結構膠的60倍，但機械性能不如結構膠，而第二道密封膠的結構性能高，抗水汽透過率差。采用雙道密封結構，使中空玻璃的密封性和耐久性得到保證。其性能遠勝于單道密封膠。

　　5. 選用中空玻璃門窗的要點

　　建筑是人類賴以生存和工作的空間，窗戶是建筑外圍結構的開口部位，是建筑的“眼睛”，對建筑的外觀和與周圍環境的協調起到關鍵作用。建筑業對玻璃功能的要求已從空間的封閉和自然采光（詞條“采光”由行業大百科提供）發展到節能、安全、高強、裝飾、環境保護等五大功能。

　　對于目前大量應用的中空玻璃而言，窗戶上的傳導損失主要是通過中空玻璃邊部和窗框發生的，通過改進邊部材料以及改進門窗型材（詞條“型材”由行業大百科提供）設計可以有效地減少這些熱損失。

　　中空玻璃在具有節能性能的同時，還具有良好的安全性能，適應現代建筑，尤其是高層建筑的需要。中空玻璃廣泛應用于高級住宅、飯店、賓館、辦公樓、學校、醫院、商店等需要室內空調的場合，也可以用于汽車、火車、輪船的門窗等處。由于使用地域的不同，對中空玻璃的性能、尺寸的要求也不盡相同，如鄰街建筑，要求中空玻璃的隔音性能要好;而寒冷地區，要求中空玻璃的隔熱性能要好;低層建筑，中空玻璃的面積可以大一些，而高層建筑，因為承受的風壓不同，面積就要小一些。對于隔音、隔熱性能的提高，可以通過增加空間層的厚度、數量或采用充惰性氣體(氟化硫、氬氣)以及改善窗框型材的種類、腔體結構和窗戶開啟方式等來完成，而使用中空玻璃的面積就要根據各地的風壓強度的不同分別計算。

　　選用原片玻璃的厚度和最大使用規格，主要取決于使用狀態的風壓載荷，對于四周固定垂直安裝的中空玻璃，其選用原片厚度及最大尺寸的選擇原則為：制作的中空玻璃的規格按使用的中空玻璃原片玻璃厚度所能承受的平均風壓;制作的中空玻璃規格按使用的中空玻璃厚度、最大尺寸所能承受的平均風壓;根據所使用地區最大平均風壓，應使用玻璃最小厚度(按面積大小計算);中空玻璃所能承受的風壓在同種規格的情況下，為單層玻璃的1.5倍，雙層中空玻璃根據產品的規格，按使用原片玻璃尺寸大小及玻璃厚度計算所能承受的風壓。

　　在選擇原片玻璃時，應該根據不同的地區選用不同的玻璃。如陽光照射強的地區，選用低透過的鍍膜玻璃或吸熱玻璃作為原片玻璃，控制陽光進入室內。而較寒冷地區，我們追求的目標是如何減少因采暖而引起的能耗，應充分利用太陽輻射熱量。由于低輻射鍍膜玻璃膜面具有的低輻射特性，在用Low-E玻璃膜面組成中空玻璃時，膜面放置位置的不同會對中空玻璃的節能特性產生影響。改進中空玻璃間隔層內氣體性能國外普遍使用氬氣等惰性氣體充入中空玻璃腔體，來生產節能效果更佳的中空玻璃。氬氣、氪氣透明、無色、無味、無毒對人體沒有傷害。同時氬氣和氪氣對太陽光沒有過濾作用，因此室內植物不會受到影響。

　　選用低傳導率間隔條采用暖邊間隔條是一種能夠改善中空玻璃邊緣熱傳導性的方法。暖邊間隔條包括超級間隔條、復合間隔條、聚丙烯（詞條“聚丙烯”由行業大百科提供）間隔條、U型間隔條等。暖邊間隔條與普通金屬間隔條相比，節能性明顯提高。適當增加間隔層厚度間隔層厚度對中空玻璃的節能效果影響很大。間隔層的厚度越大，則傳導傳熱系數越小，中空玻璃的節能性能越好。

　　選用隔熱性能好的窗框材料門窗材料是整個門窗系統中隔熱的薄弱環節，整個窗戶中約1/4面積是窗框材料。高性能的窗框材料和高質量的裝配才能有更好的隔熱性能。建筑門窗氣密性能是指處于關閉狀態的建筑外窗在室外壓差作用下，阻止空氣滲透進入室內的能力。降低空氣滲透熱損失，提高氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等物理性能，要在密封材料（詞條“密封材料”由行業大百科提供）和密封結構及室內換氣構造上進行改進，對住宅窗型結構和窗體構造進行技術創新。

　　產品質量保障在企業發展中是關鍵，企業發展的重點應放在品種和質量上，以質量效益增長帶動行業發展，重點發展優質浮法和特殊品種，多生產個性化、難度大、附加值高的品種。這就要求在企業嚴把質量關口技術上，執法部門加強對企業產品質量及環保要求的檢查，建立長效監管機制。目前，我國少數地區仍存在規模小、能耗高、質量差等落后工藝水平，對這些企業及產品應嚴格采取淘汰機制，有關部門應依法對其實施停產或關閉的措施。

　　6. 選用中空玻璃質量的鑒別

　　隨著人們節能意識的不斷提高，中空玻璃以其優良的隔熱和隔音性能，市場需求和應用領域不斷擴大，在家裝、建筑門窗、幕墻、車用、家電等領域，中空玻璃都被大量的使用。不可否認的是由于很多使用者對中空玻璃產品質量評價理論的缺失，不少劣質中空玻璃產品充斥著市場，這些劣質的中空玻璃在使用過程中壽命短、節能效果差、外觀效果差，沒有使中空玻璃起到節能增效的目的。高質量的中空玻璃，一方面節能效果好，另一方面耐久性和密封壽命長，如果中空玻璃的節能性能好，但耐久性和密封壽命短，也是一個低檔次的中空玻璃。反之，如果中空玻璃的節能性能好，但耐久性和密封壽命短，也不是我們想要的。高質量的中空玻璃應該同時具有最好的節能效果和最長的密封耐久性。

　　對于中空玻璃質量的鑒別，應從配套材料和工藝質量兩個方面進行。目前市場上的中空玻璃大多數采用的是雙道密封工藝，對于雙道密封的中空玻璃，配套材料包括：玻璃、金屬問隔條、第一道粘接密封膠(丁基膠)、第二道粘接密封膠(聚硫膠、硅酮膠或聚胺脂膠)、干燥劑(分子篩（詞條“分子篩”由行業大百科提供）)、連接件。工藝質量主要包括：第一道密封的質量、第二道密封的質量、拐角及接口的質量。對工藝質量的判定和評價，我們應當確定一個前提，就是無論哪一道的密封出現問題最終都會導致中空玻璃密封失效。

　　鑒別中空玻璃質量的優劣，首先要對其整體外觀質量進行觀察，主要包括：中空玻璃內部的外觀質量、內外片玻璃的質量、內外片玻璃有無錯位的現象發生。中空間隔膠條的外觀質量。中空玻璃內部的外觀質量可將其放在較好的自然光照下或日光下進行觀察，觀察其內部的清潔度，是否清潔無雜質，內部必須保證清潔且透亮無雜質，如果內部清潔度差，存在灰塵和雜質可以將其判定為不合格的產品。對內外片玻璃的邊部進行檢查，玻璃的內表面邊緣與外表面邊緣不能存在明顯的貝殼狀爆邊，如果想要玻璃具有一定的強度，且具有安全性，最好選用內外片玻璃均進行鋼化處理的中空玻璃;其次是對中空內外片玻璃厚度的選擇，對于厚度的選擇，取決于中空玻璃的面積和尺寸，較大的玻璃應選用厚一些的。中空內外片玻璃無錯位現象發生，邊部應整齊，不允許有明顯的錯位發生。

　　第一道密封方式一般有兩種類型，一種是采用復合膠條粘接密封內外片玻璃，復合型密封膠條（詞條“密封膠條”由行業大百科提供）是集支撐骨架、密封膠為一體，一種是采用金屬間隔框，間隔框中注入干燥用的分子篩，在金屬間隔框的上下表面涂布丁基膠，然后粘接密封內外片玻璃。第一道密封所采用的丁基膠是防止水汽透過的最有效的屏障，對第一道密封的檢查主要包括：金屬間隔框上下粘接表面丁基膠的涂布質量、間隔條的外觀質量、拐角處及接口處。

　　丁基膠對中空玻璃的密封起著至關重要的作用，丁基膠具有很低的水汽透過率和較高的粘接強度，是粘接內外片玻璃和阻擋水汽的最有效屏障，它還能耐熱、臭氧化、化學藥品，并有吸震、絕緣性能。如果中空玻璃采用的金屬間隔框，要對間隔框粘接表面的涂布質量進行檢查，要保證金屬間隔框粘接表面的丁基膠無斷線發生，如有斷線或涂布不均勻，可以直接判定此中空玻璃為不合格產品。對于使用金屬間隔框的中空玻璃，要求金屬間隔框無變形扭曲現象發生，直線部分間隔框應保持平直，弧線部分應過渡圓順對于使用復合膠條作為間隔的中空玻璃，膠條應平直圓順無蠕變現象發生。第二道封邊膠的質量直接關系著中空玻璃的使用壽命，對第二道封邊膠的檢查主要包括：第二道密封膠類型的選用、封膠的外觀質量、封膠是否填實，封膠中是否裹人小氣泡、封膠與玻璃的粘接力、二道密封膠與第一道密封膠的相溶性、二道密封膠的封膠厚度。對周邊封膠的外觀質量進行觀察，第二道封邊膠應封膠均勻，無斷膠現象，且膠面應平整無凸凹現象。用手對周邊封膠進行按壓，檢查封膠是否填實，如果封膠沒有填實，按壓時封膠會下陷。第二道封邊膠中裹人過多的氣泡，直接影響著中空玻璃的使用壽命，檢查第二道封邊膠是否混入小氣泡，可以用刀片將第二道封邊膠切開一個橫截面（詞條“截面”由行業大百科提供），然后對切開的截面進行觀察，如果截面出現很多小氣孔，就說明此中空玻璃所采用的是低質封邊膠進行封邊，或由于操作不當，對邊緣進行打膠時裹人過多的空氣。為了二道密封膠具有更低的水汽滲透率和良好的密封效果，第二道密封膠的封膠厚度不能低于5mm～6mm。特別是對于使用硅酮密封膠（詞條“硅酮密封膠”由行業大百科提供）作為第二道密封膠的中空玻璃，由于硅酮密封膠相對于聚硫密封膠與聚胺脂密封膠來說，阻擋氣體和濕氣的能力較弱，所以使用硅酮密封膠作為二道密封的中空玻璃，更應當通過加大密封膠的用量，從而保證良好的密封效果。

　　7. 結束語

　　玻璃是室內和室外的屏障，但它的厚度絕不能與墻壁相比，室外高溫熾烈的陽光很快就會穿透它侵略到室內來，尤其是現在的很多住宅玻璃窗面積越來越大，所以為了擋住熱流，人們首先從玻璃上下工夫。中空玻璃還可通過增加空氣層數制成多層中空玻璃或充填特種惰性氣體來滿足更高的隔音、隔熱要求。在眾多品種的玻璃當中，具有隔熱特性的玻璃應是中空玻璃首選莫許。節能性和耐久性是高質量的中空玻璃必不可缺的兩個方面，辨別和選用中空玻璃，也要圍繞這兩個方面的性能進行檢查，必須關注所有可能對這兩個方面產生影響的各個細節。尤其在選擇中空玻璃原材料時，一定要慎重，以提高中空玻璃的質量。

上一頁12下一頁