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暖边间隔系统的分类及特点以及节能铝合金门窗玻璃设计

2020-03-24 20:39:14

一、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。
  二、节能铝合金门窗的玻璃设计
  铝合金门窗的主要功能就是通风、透光,保证建筑物室内光照、光线充足,并要求具备较高的保温性能。通过铝合金门窗的节能设计,能有效提高室内自然透光率,减少室内热量散发,进而降低建筑物对于人工照明和人工供暖的需求。节能环保概念在建筑行业的融合程度不断加深,有必要对节能铝合金门窗的设计要素作出分析。
  玻璃是铝合金门窗的主要结构,也是发挥节能属性的重点区域。在国外,优质的铝合金门窗一般将玻璃设置为三层或四层,形成多个空腔。另外还有夹胶中空玻璃、双印钢化超薄玻璃等类型。这些玻璃设计的好处就在于能提供更优的保温隔热、阻隔噪音的作用,还能提供一定的防盗功能。目前,单独的中空玻璃已不再适用。在我国,铝合金门窗的玻璃多为中空加真空、三层或双片真空的形式。其中,双片真空玻璃的最低传热系数在0.19W/㎡·K,已经能发挥非常优良的隔热保温性。另外,无极变色玻璃的应用范围也逐渐扩大,慢慢取代传统的low-E玻璃,达到更高的节能性。为进一步强化玻璃的保温性能,暖边间隔条被发明和使用,这种技术最先源自于欧洲,根据其热传导的能力来断定暖边条质量的优劣。通常来说,其导热因子的数值越低,证明隔热效果越好。通过大量的实验和计算发现,玻纤增强型暖变保温条的隔热保温效果最佳,也是当前市场主要的研制方向。在我国市场,暖边保温条的种类非常多,其保温性能也各不相同。在进行玻璃设计时,其配件性能的优劣也是影响节能性的主要原因。传统工艺使用铝等金属制作间隔条,金属的导热系数很高,因此热流失也比较严重。有实验表明,建筑物热量散失中,从铝合金门窗的玻璃边部分散发的热量占1/5。因此间隔条也是一项重要额节能设计元素。
  在现代社会中,铝合金门窗的设计不单单要考虑其基础功能的实现、抗风压能力、制造成本等,还应将节能设计纳入其中。
  优化铝合金门窗的各项性能,强化其节能特点,所带来的建筑物本身的节能降耗是一项长久的利益实现。为此,相关单位及设计人员需明确节能铝合金门窗的设计要素,不断优化铝合金门窗的性能。