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中空玻璃簡介

浏覽次數: 日期:2015-06-29

 


  中空玻璃由美國人于1865年發明,是一種良好的隔熱、隔音、美觀適用、並可降低建築物自重的新型建築材料,它是用兩片(或三片)玻璃,使用高強度高氣密性複合粘結劑,將玻璃片與內含幹燥劑的鋁合金框架粘結,制成的高效能隔音隔熱玻璃。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,中空玻璃是將兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開並周邊粘結密封,使玻璃層間形成有幹燥氣體空間的玻璃制品。其主要材料是玻璃、鋁間隔條、彎角栓、丁基橡膠、聚硫膠、幹燥劑。
隔熱、隔音原理
  能量的傳遞有三種方式:即輻射傳遞、對流傳遞和傳導傳遞。
  輻射傳遞
  輻射傳遞是能量通過射線以輻射的形式進行的傳遞,這種射線包括可見光、紅外線和紫外線等的輻射,就象太陽光線的傳遞一樣。合理配置的中空玻璃和合理的中空玻璃間隔層厚度,可以最大限度的降低能量通過輻射形式的傳遞,從而降低能量的損失。
對流傳遞
對流傳遞是由于在玻璃的兩側具有溫度差,造成空氣在冷的一面下降而在熱的一面上升,産生空氣的對流,而造成能量的流失。造成這種現象的原因有幾個:一是玻璃與周邊的框架系統的密封不良,造成窗框內外的氣體能夠直接進行交換産生對流,導致能量的損失;二是中空玻璃的內部空間結構設計的不合理,導致中空玻璃內部的氣體因溫度差的作用産生對流,帶動能量進行交換,從而産生能量的流失;三是構成整個系統的窗的內外溫度差較大,致使中空玻璃內外的溫度差也較大,空氣借助冷輻射和熱傳導的作用,首先在中空玻璃的兩側産生對流,然後通過中空玻璃整體傳遞過去,形成能量的流失。合理的中空玻璃設計,可以降低氣體的對流,從而降低能量的對流損失。
傳導傳遞
傳導傳遞是通過物體分子的運動,帶動能量進行運動,而達到傳遞的目的,就象用鐵鍋作飯和用電烙鐵焊東西一樣,而中空玻璃對能量的傳導傳遞是通過玻璃和其內部的空氣來完成的。我們知道,玻璃的導熱系數是0.77W/ mk。而空氣的導熱系數是0.028 W/ mk,由此可見,玻璃的熱傳導率是空氣的27倍,而空氣中的水分子等活性分子的存在,是影響中空玻璃能量的傳導傳遞和對流傳遞性能的主要因素,因而提高中空玻璃的密封性能,是提高中空玻璃隔熱性能的重要因素。
防結露、降低冷輻射和安全性能
由于中空玻璃內部存在著可以吸附水分子的幹燥劑,氣體是幹燥的,在溫度降低時,中空玻璃的內部也不會産生凝露的現象,同時,在中空玻璃的外表面結露點也會升高。如當室外風速爲5m/s,室內溫度20℃,相對濕度爲60%時,5mm玻璃在室外溫度爲8℃時開始結露,而16mm(5+6+5)中空玻璃在同樣條件下,室外溫度爲-2℃時才上結露,27mm(5+6+5+6+5)三層中空玻璃在室外溫度爲-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;當室外溫度爲-10℃時,室內單層玻璃窗前的溫度爲-2℃而中空玻璃窗前的溫度是13℃;在相同的房屋結構中,當室外溫度爲-8℃,室內溫度爲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)則爲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。
1、普通中空玻璃
基本結構
中空玻璃
中空玻璃是由兩層或多層平板玻璃構成。四周用高強高氣密性複合粘結劑,將兩片或多片玻璃與密封條、玻璃條粘接、密封。中間充入幹燥氣體,框內充以幹燥劑,以保證玻璃片間空氣的幹燥度。可以根據要求選用各種不同性能的玻璃原片,如無色透明浮法玻璃壓花玻璃、吸熱玻璃、熱反射玻璃、夾絲玻璃、鋼化玻璃等與邊框(鋁框架或玻璃條等),經膠結、焊接或熔接而制成。
中空玻璃可采用3、4、5、6、8、10、12mm厚片度原片玻璃,空氣層厚度可采用6、9、12mm間隔。
(1) 中空玻璃的技術要求
GB11944-89的規定摘錄如下:
① 材料
a.玻璃可采用平板玻璃、夾層玻璃、壓花玻璃、吸熱玻璃、鍍膜熱反射玻璃、鋼化玻璃等。浮法玻璃應符合GB11614規定的一級品、優等品,夾層玻璃應符合GB9962的規定,鋼化玻璃應符合GB9963的規定.
b.密封膠應滿足以下要求   使用的第一道、第二道密封膠組份間色差應分明;有效期在半年以上;隱框幕牆用第二道密封膠必須是硅酮密封膠;必須滿足中空玻璃性能要求。
c.間隔框:使用鋁間隔框時須去汙進行陽極化處理。
d.幹燥劑的質量、規格、性能必須滿足中空玻璃制造及性能要求。
②中空玻璃的長度及寬度允許偏差見表。
長度或寬度允許偏差(mm)
<1000±2
1000-2000±2.5
>2000-2500±3
③中空玻璃的厚度允許偏差見表。
玻璃厚度公稱厚度(mm)允許偏差(mm)
≤6<18±1
18-25±1.5
>6>25±2
注:中空玻璃的公稱厚度爲兩片玻璃厚度與間隔框厚度之和。
④中空玻璃兩對角線允許偏差見表。
對角線長度 (mm)允許偏差(mm)
<10004
≥1000-25006
⑤中空玻璃密封膠寬度:單道密封膠層寬度應計算確定,其最小寬度爲10±2mm,雙道密封外層密封膠寬度應計算確定,其最小寬度爲5-7mm。
⑥外觀:中空玻璃的內表面不得有妨礙透視的汙迹及膠粘劑飛濺現象。
⑦性能要求:中空玻璃的密封、露點、紫外線照射、氣候循環和高溫、高濕性能按GB7020進行檢驗,必須滿足下表的要求。
·密封在試驗壓力低于環境氣壓10± 0.5KPa, 厚度增長必須 ≥ 0.8mm,在該氣壓下保持2.5後,厚度增長偏差<15%爲滲漏全部試樣不允許有滲漏現象
·露點將露點儀溫度降到 ≤-40 度,使露點儀與試樣表面接觸3min全部試樣內表面無結露或結霜
·紫外線照射紫外線照射168h試樣內表面不得有結霧和汙染的痕迹
·氣候循環及高溫高濕氣侯試驗經320次循環,高溫、試驗經224次 循環,試驗後進行露點測試。總計12塊試樣,至少11塊無結露或結霜
隱框幕牆選用中空玻璃時,必須做到中空玻璃第二道密封膠一定要采用硅酮密封膠,並與結構性玻璃裝配用密封膠相容,即兩者必須采用相互相容的密封膠。當結構性裝配使用某一硅酮密封膠,最好訂購的中空玻璃密封膠層也用同一廠硅酮密封膠。
(2) 中空玻璃性能
中空玻璃
玻璃的熱傳導率是空氣的27倍,只要中空玻璃是密封的,該中空玻璃就在最佳隔熱效果。
(3) 中空玻璃的特點
中空玻璃的玻璃與玻璃之間,留有一定的空腔。因此,具有良好的保溫、隔熱、隔聲等性能。如在玻璃之間充以各種漫射光材料或電介質等,則可獲得更好的聲控、光控、隔熱等效果。
(4) 中空玻璃的用途
中空玻璃主要用于需要采暖、空調、防止噪音或結露以及需要無直射陽光和特殊光的建築物上。廣泛應用于住宅、飯店、賓館、辦公樓、學校、醫院、商店等需要室內空調的場合。也可用于火車、汽車、輪船、冷凍櫃的門窗等處。
中空玻璃主要用于外層玻璃裝飾。其光學性能、導熱系數、隔音系數均應符合國家標准。
2、高性能中空玻璃
高性能中空玻璃與一般普通中空玻璃不同,除在兩層玻璃中間封入幹燥空氣之外,還要在外側玻璃中間空氣層側,塗上一層熱性能好的特殊金屬膜。它可以截止由太陽射到室內的相當的能量,起到更大的隔熱效果。
(1)高性能中空玻璃特點
①較大的節能效果
高性能中空玻璃,由于有一層特殊的金屬膜,可達到0.22-0.49遮蔽系數,使室內空調(冷氣)負載減輕。傳熱系數1.4-2.8W(m2.K),比普通中空玻璃好。對減輕室內暖氣負荷,同樣發揮很大效率。因此,窗戶開得越大,節能效果越明顯
②改善室內環境
高性能中空玻璃可以攔截由太陽射到室內的相當的能量,因而可以防止因輻射熱引起的不舒適感和減輕夕照陽光引起的目眩。
③豐富的色調和藝術性
高性能中空玻璃有多種色彩,可以根據需要選用色彩,以達到更理想的藝術效果。
④高性能中空玻璃用途
適用于辦公大樓、展覽室、圖書館等公共設施和像計算機房、精密儀器車間、化學工廠等要求恒溫洹濕的特殊建築物。另外也可以用于防曬和防夕照目眩的地方。
注意事項:中空玻璃中間封入幹燥空氣,因此根據溫度、氣壓的變化,內部空氣壓力也隨之變化,但玻璃面上只産生很小的變形。另外,制造時可能産生微小翹曲,施工過程中也可能形成畸變。所以包括這樣一些因素在內,有時對反射也相應地有些變化,應予以重視。選用顔色不同,反射也不盡相同。
(2)高性能中空玻璃性能
金、銅及銀金屬塗層在中遠紅外區,即波長範圍大于4μm時,反射率很高。如金屬塗層爲典型厚度,全部反射率可達90%-95%,高紅外反射率就相當于低發射率(Low-e),這會減少中空玻璃組件內外玻璃板的輻射轉換,與此相應的是,與空氣層爲12mm標准中空玻璃構件比較,其隔熱值能夠從0.3W/(m2.K)。另外,如構件中的空氣由重氣體替代的話,其隔熱值是1.4W/(m2.K)。減薄金屬層的厚度,透光率可以增加到60%-60%左右。此種極薄的塗層具有非常好的保護太能的作用,同時還仍有很高的紅外反射率值,在85%或75%範圍內。空氣層爲12mm中間充以重氣體,用塗層隔熱值可達1.6-1.9W/(m2.K)。
玻璃行業的發展
居民消費結構升級、鼓勵企業自主創新、新農村建設和城鎮化進程等都將保證國內市場對玻璃産品的中長期需求增長趨勢不變。隨著建築、汽車、裝飾裝修、家具、信息産業技術等行業的發展和人們對生活空間環境要求的提高,安全玻璃、節能中空玻璃等功能性加工産品得到廣泛應用。平板玻璃的供求格局和消費結構正在發生變化。
玻璃行業的發展與國民經濟的許多行業都存在著聯系,玻璃行業對推動整個國民經濟的發展都起著積極作用。因此“十一五”規劃中也對玻璃産業的發展提出了具體要求。也頒布了各項法律法規來規範玻璃行業的健康發展。在新的形勢下,玻璃工業必須按照科學發展觀的要求,轉變增長方式,有效調整産業結構,才能促進行業健康發展。
設計選用要點
1 槽鋁式雙道密封中空玻璃第一道密封用丁基膠,具有極低的水蒸氣透過率;第二道密封膠主要有聚硫膠和硅酮膠。聚硫膠水蒸氣透過率小于硅酮膠,但抗紫外線能力不如硅酮膠,故適用于窗或有框玻璃幕牆(因鋁框可遮陽,避免太陽光直接照射);硅酮膠則適用于隱框玻璃幕牆,其抗紫外線能力及強度均高于聚硫膠。當建築對中空玻璃有較高的裝飾性要求時,可選用乳白色或透明的硅酮膠。木窗則忌用硅酮膠做爲第二道密封,因其抗木制品防腐劑的能力很差,密封劑會因遷移而受損。
2 間隔鋁框宜采用連續長管彎角式,接頭處應用丁基膠做密封處理;間隔鋁框如采用四角插接式,其各個接頭處亦應用丁基膠做密封處理,以此做成的中空玻璃,使用壽命不如前者。當中空玻璃第二道密封膠采用硅酮膠時,不應采用四角插接式間隔鋁框的中空玻璃。
3 因爲使用了密封膠密封,故不應在70℃或更高的溫度下使用,否則會大大影響中空玻璃的使用壽命。
4 中空玻璃空氣層內部壓力的變化使玻璃變形,會導致影象畸變,故在海拔1000m或以上使用中空玻璃時,空氣層的氣壓必須調整,在下訂單時應與玻璃供應商商議。
5 窗戶的隔熱性能與窗框材料密切相關,因此應選擇隔熱性能良好的窗框材料。
6 如用作采光頂棚,室內側玻璃應使用夾層或防爆膜。
7 Low-E中空玻璃,膜面位于第2面或第3面,應根據設計需要選擇。如果設計的中空玻璃必須爲大小片形式,則膜面必須置于第3面。
8 四邊支承中空玻璃的最大許用面積爲中空玻璃按兩單片玻璃薄片厚度計算出的最大許用面積的1.5倍。
9 建築設計時應對以下技術性能提出要求:保溫性能、隔熱性能、隔聲性能、采光性能、密封性能、耐候性能。
中空玻璃暖邊系統
1)熱塑性材料的暖邊密封系統
(1)門窗用中空玻璃,可以采用單獨使用膠條密封系統作爲單道密封方式,可以保證中空玻璃具有10年以上的使用壽命。幕牆用中空玻璃,必須在膠條的外面封結構膠作爲二次密封膠,以保證中空玻璃具有足夠的結構強度。
(2)特別適宜制作異形中空玻璃和充氣中空玻璃,尤其適宜異形充氣Low-E中空玻璃使用,因爲膠條本身沒有對Low-E 膜層産生不良影響的揮發氣體,所以能夠保證Low-E中空玻璃具有長久的使用壽命。
(3)超級間隔條式中空玻璃
窗用中空玻璃,可在超級間隔條的外側封足夠深度的熱熔丁基膠,以保證中空玻璃密封系統具有足夠的抗水氣滲透性能。幕牆用中空玻璃,必須在熱熔丁基膠外側封足夠深度的第三層結構膠,以保證中空玻璃具有足夠的結構強度和使用壽命。
2)傳統意義上的暖邊間隔系統
(1)U 型條式中空玻璃
窗用中空玻璃,可以僅僅采用熱熔丁基膠作爲單獨的密封材料使用。幕牆用中空玻璃,必須在熱熔丁基膠外側封足夠深度的結構膠,以保證具有足夠的粘結強度和使用壽命。在用做充氣中空玻璃時,必須十分注意U 型條接頭處的密封。
(2)注膠式鋁條中空玻璃
基本等同與傳統鋁條中空玻璃,需要注意的是由于這種産品采用的是在兩個鋁條中間采用隔熱材料粘結,因此整個鋁條的厚度必須超過12mm 才能實現,而且由于中間隔熱材料的特性,很難在拐角處實現彎角處理,所以在設計使用充氣中空玻璃時需要注意接角處的密封控制。

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