
中空玻璃由美國人托馬思&司特森發(fā)明,1865年獲得專利。其結(jié)構(gòu)設(shè)計與今天的中空玻璃雖然有所不同,但是卻很接近了。中空玻璃出現(xiàn)之前,人們使用的多為雙層玻璃窗,由于當(dāng)時窗戶的氣密性較差,人們不得不花一定的時間來擦洗兩片玻璃之間的污物。中空玻璃的發(fā)明主要是為了迎合人們減少擦洗玻璃的勞動的需要。當(dāng)時的結(jié)構(gòu)為兩片玻璃,中間使用繩子或木條來間隔外面采用焦泥來密封。這種中空玻璃的缺點在于密封性差,內(nèi)部沒有干燥劑,玻璃空腔內(nèi)的空氣是不干燥的。在以后的大約100年的漫長歲月里,中空玻璃的發(fā)展是十分緩慢的,只在局部結(jié)構(gòu)方面得到了某些改進。從上個世紀60年代起,現(xiàn)代中空玻璃材料的逐步出現(xiàn)和廣泛使用,包括鋁金屬間隔條、有機密封膠(從單道密封為主到今天的雙道密封占主導(dǎo)地位)和3A分子篩,才使得中空玻璃的密封性能得到徹底的改善,形成了目前的中空玻璃結(jié)構(gòu)。
鋁金屬間隔條的應(yīng)用使中空玻璃的現(xiàn)代生產(chǎn)成為可能,但另一方面,卻是以犧牲中空玻璃的節(jié)能性為代價的,這是由于鋁金屬間隔條的導(dǎo)熱系數(shù)大,形成能源損失的通道。為了解決中空玻璃邊部的熱損失問題,暖邊間隔條應(yīng)運而生,在發(fā)達國家得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計,1990年冷邊中空玻璃占市場份額的85%,暖邊僅僅占15%,但是到了2000年,暖邊上升到80%,冷邊則下降到20%。
暖邊概念:任何一種間隔條只要其熱傳導(dǎo)系數(shù)低于鋁金屬的導(dǎo)熱系數(shù),就可以稱為暖邊。暖邊可以采用三種方法得到:
(1)非金屬材料,如PVC粒料、超級間隔條、TPS、玻璃纖維條;
(2)部分金屬材料,如斷橋間隔條、復(fù)合膠條;
(3)低于鋁金屬傳導(dǎo)系數(shù)的金屬間隔條,如不銹鋼間隔條。
可見發(fā)達國家有關(guān)暖邊的定義是十分寬松的。由此,我們可將其按節(jié)能的性能分為以下三大類:低性能、中等性能和高性能間隔條。
(1)低性能間隔條的特點是含有部分金屬或采用比鋁金屬導(dǎo)熱系數(shù)低的金屬。采用NFRC (美國國家門窗等級評定委員會)標(biāo)準(zhǔn)窗,低性能間隔條對整窗的U值改善程度為0.06。
(2)中等性能間隔條的特點是含有部分金屬或采用比鋁金屬導(dǎo)熱系數(shù)低的金屬。采用NFKc(美國國家門窗等級評定委員會)標(biāo)準(zhǔn)窗,該類間隔條對整窗的U值改善程度為O.1 1。
(3)高性能間隔條的特點是采用非金屬材料,因此導(dǎo)熱系數(shù)大大低于鋁金屬。采用NFRC(美國國家門窗等級評定委員會)標(biāo)準(zhǔn)窗,高性能間隔條(如超級間隔條)對整窗的U值改善程度為0.2。
暖邊間隔條和65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。超級間隔條是暖邊中唯一不含有金屬、內(nèi)含3A分子篩、具有微孔結(jié)構(gòu)的彈性硅酮間隔條,不但導(dǎo)熱系數(shù)低(僅僅為鋁金屬的1/950),從而改善中空玻璃的整體節(jié)能效果,而且還有利于延長中空玻璃的密封壽命,同時提高生產(chǎn)效率。
北京地區(qū)從2004年7月1日起率先在全國實行65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),對窗戶要求傳熱系數(shù)應(yīng)達到2.8W/m2&K。普通雙玻中空玻璃的節(jié)能配置為,普通玻璃、槽鋁式間隔條、空氣,其傳熱系數(shù)是3w/m2&K,不能滿足北京地區(qū)65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。為達到這一要求,對普通中空玻璃的節(jié)能配置必須改進。可供選擇方案如下:
1) 將普通玻璃替換成低輻射玻璃,傳熱系數(shù)可降低到2 W/m2&K
2) 將鋁間隔條替換成PVC暖邊條,傳熱系數(shù)降低到2.8W/m2&K
3) 將空氣置換成氬氣,傳熱系數(shù)有所下降,但仍大于2.8W/m2&K
4) 使用三玻雙腔中空玻璃(配置仍是普通玻璃、槽鋁式間隔條、空氣),傳熱系數(shù)低于2.8W/m2&K
上述4個方案比較,方案1)具有節(jié)能效果顯著,但其成本增加過大,且節(jié)能性能取決于中空玻璃的密封性和壽命,未能解決中空玻璃的冷凝問題;方案3)難以滿足要求,盡管成本較方案1)低,但對中空玻璃的密封性要求較高,一旦泄漏,會出現(xiàn)撓曲現(xiàn)象;方案4)可滿足要求,但是工藝復(fù)雜,不容易保證質(zhì)量,中空玻璃的重量和總寬度增加,而且成本較方案2)和方案3)高;方案2)不但滿足要求,成本增加較低,而且還具有消除冷凝現(xiàn)象,提高中空玻璃密封壽命長等優(yōu)點。

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