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中空玻璃氩气保持性能与暖边间隔系统的分类及特点

2020-08-31 13:48:43

<一>、中空玻璃氩气保持性能
  中空玻璃的导热系数与单片玻璃相比大幅降低,这主要是气体间隔层的作用。
  中空玻璃内部充填的气体除正常的空气以外,还可填充氩气、氩气等惰性气体。由于气体的导热系数很低,空气0.025W/m·K,氩气0.017W/m·K,氩气0.009W/m·K(在环境温度10℃时),同时因惰性气体流动性差,减少了因空腔内对流而造成的热量损失,因此极大地提高了中空玻璃的热阻性能。
  6mm+12A+6mm的自玻中空组合,当充填空气时K值约为2.7W/㎡·K,充填100%氩气时约为2.53W/㎡·K,充填100%氩气时K值约为2.47W/㎡·K。两种惰性气体相比,氩气在空气中的含量丰富,提取比较容易,使用成本低,所以应用较为广泛;氩气的成本较高,但是隔热效果好,通常可以和氩气混合使用。不论填充何种气体,在相同厚度情况下,中空玻璃的SHGC值和可见光透过率基本保持不变。
  虽然惰性气体对于中空玻璃的性能提升有如此大的作用,但在实际的工程使用中,有两点需要注意:
  (1)在中空玻璃的制备过程中,如果有填充惰性气体,那么对气体浓度的检测,作为质量检查或者未来项目验收的环节,将不可或缺。芬兰斯巴莱克公司生产的专门用于氩气浓度测定的设备,属于无损性检测,使用方便、测量准确,在市场上得到广泛的应用。
  (2)中空玻璃内填充的惰性气体,会随着时间的推移而不断流失,通常在氩气浓度低于80%的情况下,将失去其阻热作用。所以国家标准规定,氩气填充的初始浓度不应低于90%,经过老化试验后,氩气浓度不应低于80%,即氩气年泄漏率不得大于1%。
  这一数值,将可作为检验中空玻璃生产质量的重要密封性能指标。
  对于刚性间隔条,最好是采用角部连续折弯来替代插角的生产方式,并且要确保在角部的平整度,没有凸起或者凹陷,同时需要对整个工艺环节加以严格管控,尤其是丁基胶涂布的工艺,务必要确保角部丁基胶的连续性,否则氩气极容易在角部流失。
  对于柔性间隔条,因为其在角部的密封连续性(不需要做插角或折弯的特殊处理),而且不存在角部凸起以及丁基胶涂布的问题,气体保持性能显著提升,使得惰性气体可以在中空腔体内长期发挥作用。
  <二>、暖边间隔系统的分类及特点
  按暖边间隔系统制作材料分:金属材料,如不锈钢,它的导热系数只有铝的1/11;金属与非金属复合材料,如钢塑共挤、UPVC与不锈复合材料、断桥金属材料等;非金属材料,如玻璃纤维、TBS、非金属超级暖边材料等。
  按暖边间隔系统结构特点可分二大类:
  (a)框架式刚性间隔系统
  不锈钢的导热系数远低于铝合金,所以,这类间隔系统用不锈薄板,也可用不锈钢薄片与非金属材料,或完全用非金属材料制作的框架式刚性间隔系统。
  框架式刚间隔系统,有足够的强度,能保持玻璃板与间隔系统平整接触,玻璃板支撑部位受力均匀,防止间隔层气体外溢或外界湿气进入。
  (b)条状式非刚性间隔系统
  由于高分子材料导热系数低,所以,采用热固性材料做间隔系统得到很大发展,有的产品用胶条将干燥剂与塑料做成一体的条状间隔系统。条状非刚性间隔系不但有小的导热系数,还具有优良的弹缩性能。
  中空玻璃由于温差变化、风载荷、压强等因素影响,始终处于“微观的涨缩”状态运动中,在玻璃板的边缘密封处形成应力,中空玻璃这种运动是不可避免的,但采用不同结构和特性的间隔系统,所表现程度及其后果是不同的。
  一般而言,框架式刚性间隔系统比较硬,因此,中空玻璃涨缩运动时,不能很好的吸收或缓冲玻璃板运动产生的应力,造成玻璃板与刚性间隔系统接触应力较大,使胶层受到内外挤压,严重时导致系统密封开裂,影响了中空玻璃使用寿命。
  与此相反,条状式非刚性结构间隔系统,特别是超级间隔系统,具有优良的弹性,玻璃板涨缩运动时,会与玻璃板方向一致,使边部应力最小,保护了密封系统,也减少了中空玻璃炸裂的可能,提高中空玻璃使用寿命。这一点在北方寒冷地区表现尤为突出。
  暖边条系统在选用低导热系数材料同时,也要考虑材料的线膨胀系数与玻璃线膨胀系数匹配的程度,它是影响中空玻璃密封系统使用寿命重要因素之一。
  若二者线膨胀系数差别过大,热膨胀时各自材料的增长的长度差别愈大,这样会导致暖边间隔系统与玻璃板密封层产生剪切变形,这种变形大于密封胶所能吸收的程度,密封胶层结合强度就会受到影响,甚至使密封胶剪切撕裂,密封不严,使中空玻璃保温性能降低。
  目前,我国中空玻璃多采用框架式刚性暖边间隔系统,也有的仍采用铝合金间隔系统。
  今后,中空玻璃暖边技术的发展,首先更加注重间隔系统材料的隔热性能,如,采用条状式非刚性发泡高分子材料间隔系统等,以满足不断提高节能标准的要求。其次是采用抗气体扩散的材料,提高暖边间隔系统的密封性能,如,箔片、极薄不锈钢片、高分子材料复合膜,即薄膜粘结技术应用等。