淺談高性能中空玻璃柔性（超級(jí)）暖邊間隔條的市場(chǎng)應(yīng)用

魏賀東

【摘要】由復(fù)合材料組合而成，具有柔性粘接支撐并含干燥劑的暖邊間隔條以其優(yōu)秀的保溫特性、可靠的密封性能、靚麗的外觀效果等特點(diǎn)，已經(jīng)在門(mén)窗和幕墻領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用;尤其是近年來(lái)被動(dòng)式超低能耗建筑在中國(guó)蓬勃發(fā)展使得柔性暖邊間隔條在市場(chǎng)上大量應(yīng)用。本文闡述了柔性（超級(jí)）暖邊間隔條中空玻璃技術(shù)對(duì)節(jié)能門(mén)窗的影響，并通過(guò)模擬、測(cè)試實(shí)驗(yàn)等數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析，對(duì)柔性（超級(jí)）暖邊間隔條的應(yīng)用、設(shè)計(jì)等具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能;超級(jí)暖邊間隔條;中空玻璃

1. 引言

暖邊間隔條的發(fā)展與建筑節(jié)能、門(mén)窗、中空玻璃的發(fā)展息息相關(guān)。被動(dòng)式建筑在我國(guó)的大量興起和推廣，使得相關(guān)市場(chǎng)對(duì)相關(guān)部品的要求及性能提出了更高的要求。同時(shí)，伴隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高以及被動(dòng)式建筑的推廣和應(yīng)用作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)重要組成部分的中空玻璃，節(jié)能特性的要求也逐步提高，門(mén)窗的傳熱系數(shù)、惰性氣體的穩(wěn)定性、結(jié)露、隔熱、保溫等性能也成為建筑節(jié)能降低建筑能耗提高室內(nèi)舒適度的重要指標(biāo)因素。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年， 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家冷邊（ 即采用鋁金屬為主要原料）的中空玻璃占市場(chǎng)份額的85%，而暖邊的市場(chǎng)份額僅占15%;但是到了2000年，暖邊的市場(chǎng)份額上升到80%，冷邊則下降到20%。暖邊間隔條的主要原材料大體可以分為三類，一是傳導(dǎo)系數(shù)低于鋁的金屬類，例如不銹鋼;二是非金屬材料，例如玻璃纖維條、柔性（超級(jí)）暖邊間隔條（以下簡(jiǎn)稱“超級(jí)間隔條”）、暖邊; 三是金屬與非金屬的復(fù)合材料，例如斷橋間隔條、復(fù)合膠條等。而應(yīng)用超級(jí)間隔條的中空玻璃由于有優(yōu)越的節(jié)能特性，在建筑節(jié)能領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)近年來(lái)發(fā)展較快的第二類，超級(jí)暖邊間隔條進(jìn)行探討。

2. 暖邊間隔條

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T 2453-2018《中空玻璃間隔條——暖邊間隔條行業(yè)標(biāo)注》中規(guī)定，暖邊間隔條（以下簡(jiǎn)稱“暖邊”）的定義為：由低熱導(dǎo)率材料組成，用于降低中空玻璃邊部熱傳導(dǎo)的間隔條。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，暖邊間隔條的暖邊溫差導(dǎo)熱值應(yīng)不大于0.007W/K即材料厚度d與導(dǎo)熱系數(shù)成績(jī)<0.007W/K，即Σ（dxλ）<0.007。

JC/T 2453-2018《中空玻璃間隔條—暖邊間隔條行業(yè)標(biāo)注》4.1分類，將暖邊間隔條分為剛性暖邊和柔性暖邊兩種。剛性暖邊間隔條：一般包括聚丙烯+不銹鋼、PVC+不銹鋼、玻璃增強(qiáng)復(fù)合材料+復(fù)合膜等，以GN表示[1]。柔性暖邊間隔條：一般包括聚異丁烯等以RN表示。超級(jí)間隔條則屬于柔性間隔條，具有良好的熱工性能和力學(xué)性能。

3.超級(jí)間隔條

超級(jí)暖邊間隔條：是一種熱固彈性微孔結(jié)構(gòu)，以硅酮/EPDM為基材， 集成干燥劑和粘接劑;是一種完全非金屬暖邊間隔條。

超級(jí)間隔條結(jié)構(gòu)注釋：①色澤柔和，無(wú)金屬炫光表面;②微孔彈性結(jié)構(gòu)，內(nèi)含3A分子篩（干燥劑）;③初始結(jié)構(gòu)粘接劑;④非常致密多層聚酯防潮膜，防止水汽、氬氣滲透;⑤預(yù)留丁基膠涂布，實(shí)現(xiàn)三道密封結(jié)構(gòu)。

4.超級(jí)暖邊間隔條中空玻璃的優(yōu)勢(shì)

中空玻璃本身具有高保溫、抗結(jié)露、隔聲等提高整窗的熱工和光學(xué)性能等優(yōu)異的特性。間隔條的材料和性能對(duì)整塊中空玻璃使用壽命及性能有極大的影響，好的間隔條能有效保證中空玻璃的性能。

4.1 熱工性能優(yōu)異

中空玻璃的邊緣熱損失占整個(gè)中空玻璃熱損失的很大一部分，且氬氣的流失將散失更多的能量。因此，改善中空玻璃的邊部的熱傳導(dǎo)系數(shù)對(duì)提高整窗的節(jié)能性能具有重要意義。

4.2 抗結(jié)露性能優(yōu)異

因?yàn)榕呴g隔條的低導(dǎo)熱性能，可以使玻璃邊部獲得極佳的保溫特性，避免玻璃邊部線性傳熱流失。正因?yàn)閮?yōu)異的保溫性能，讓寒冷冬季室內(nèi)側(cè)窗體表面的溫度可以保持更接近室內(nèi)環(huán)境溫度從而防止玻璃或窗框產(chǎn)生起霧、結(jié)露等現(xiàn)象。為了驗(yàn)證不同材質(zhì)的間隔條的露點(diǎn)溫度，采用flixo軟件設(shè)置室外溫度-10℃，室內(nèi)溫度20℃ ，相對(duì)濕度65%的條件下進(jìn)行模擬計(jì)算。

從圖7和圖8體現(xiàn)出超級(jí)暖邊間隔條中空玻璃抗結(jié)露性能優(yōu)異，其邊緣的表面溫度比普通中空玻璃一般高6 ℃左右。根據(jù)《不同溫濕度下的露點(diǎn)溫度》表可直觀地看出：相對(duì)濕度65%，室內(nèi)溫度20℃時(shí)，13.3℃時(shí)物體表面會(huì)發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。通過(guò)模擬計(jì)算可直觀得出，超級(jí)暖邊間隔條中空玻璃展現(xiàn)出極高的抗結(jié)露性能，消除了玻璃邊緣的結(jié)露現(xiàn)象，排除了由霉菌引起的相關(guān)健康問(wèn)題，使中空玻璃更潔凈透明。

4.3 密封性能完整

中空玻璃腔體內(nèi)存在空氣（或惰性氣體），由于中空玻璃制作時(shí)的溫度與中空玻璃的實(shí)際使用時(shí)外界溫度存在溫差，要保持中空玻璃腔體內(nèi)的壓強(qiáng)不變，則氣體體積必須進(jìn)行相應(yīng)的變化，即出現(xiàn)“呼吸作用”。這種氣體體積的變化會(huì)對(duì)邊部密封材料產(chǎn)生擠壓或者拉伸，鋁隔條膨脹系數(shù)小，會(huì)擠壓丁基膠向玻璃內(nèi)部遷移，造成溢膠或密封失效。而采用超級(jí)間隔條，則可有效避免上述情況的發(fā)生。

4.4 超強(qiáng)耐候性

超級(jí)暖邊間隔條中空玻璃在ASTM E2188/2189/2190 的標(biāo)準(zhǔn)下，業(yè)內(nèi)最嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)條件，高溫高濕、氣候循環(huán)、紫外線照射同時(shí)進(jìn)行，如表5、表6實(shí)驗(yàn)條件所示。在多輪測(cè)試后超級(jí)暖邊間隔條中空玻璃密封性能仍然保持完好，耐候性能超強(qiáng)，檢測(cè)報(bào)告如圖11。

4.5 三道密封 比市場(chǎng)主流玻璃多一道密封

超級(jí)間隔條具有三道密封結(jié)構(gòu)，較市場(chǎng)上絕大多數(shù)間隔條多一道密封，有效保證了中空腔體內(nèi)部的氣密性。杜絕中空腔體內(nèi)部起霧，惰性氣體泄漏等問(wèn)題的產(chǎn)生。

4.6 性能卓越 氬氣流失率每年不到0.19%

超級(jí)暖邊間隔條中空玻璃其間隔條柔性的特點(diǎn)，可隨著玻璃形狀任意彎曲，始終保持與玻璃間無(wú)縫貼合，有效降低氬氣泄漏。依據(jù)EN 1279-3標(biāo)準(zhǔn)，由北美獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室做的氬氣流失測(cè)試，5年之后氬氣流失<1%，每年不到0.19%，有效保障了中空玻璃性能。

4.7 解決了中空玻璃的“癌癥”，玻璃不再“流淚”

超級(jí)暖邊間隔條中空玻璃具有獨(dú)立的丁基膠膠槽，有效阻止了丁基膠的內(nèi)溢現(xiàn)象，滿足了高標(biāo)準(zhǔn)的外觀要求。且在生產(chǎn)過(guò)程中，高度自動(dòng)化、高標(biāo)準(zhǔn)加工，使丁基膠涂抹不會(huì)出現(xiàn)不平整、溢膠等現(xiàn)象，其現(xiàn)象如圖16、圖17所示，有效杜絕中空玻璃密封溢膠的情況。

5. 超級(jí)暖邊四玻三腔中空玻璃和超級(jí)暖邊三玻兩腔中空玻璃

超級(jí)暖邊作為新一代的高性能中空玻璃配套產(chǎn)品，具有更優(yōu)異的熱工性能，極大地降低了玻璃邊緣線傳熱損失對(duì)玻璃性能帶來(lái)的影響。采用超級(jí)暖邊間隔條配置的四玻三中空和三玻兩中空高性能玻璃都是被動(dòng)式超低能耗建筑的優(yōu)選方案。

6. 結(jié)論

從熱工模擬到測(cè)試結(jié)果表明，應(yīng)用超級(jí)（柔性）暖邊間隔條可緩解“呼吸作用”提高低輻射鍍膜玻璃及中空玻璃的使用壽命、改善中空玻璃的邊緣線性傳熱系數(shù)減少玻璃周邊的熱傳遞及邊部冷凝，有效降低整窗K值，提高了中空腔內(nèi)氬氣的保持率等優(yōu)異性能。超級(jí)暖邊間隔條的問(wèn)世使得節(jié)能門(mén)窗在性能等方面得到了巨大的提升，成為被動(dòng)窗及被動(dòng)式超低能耗建筑的必要保障部品，隨著被動(dòng)式超低能耗建筑在我國(guó)的發(fā)展，超級(jí)（柔性）暖邊間隔條配置的中空玻璃應(yīng)用前景將越來(lái)越廣泛。

參考文獻(xiàn)

[1]JC/T 2453-2018《中空玻璃間隔條第3部分：暖邊間隔條》

[2]ASTM E 2188-10， Standard Test Method for Insulating Glass Unit Performance[S]， ASTM International.

[3]ASTM E 2189-10， Standard Test Method for Testing Resistance to Fogging in Insulating Glass Units[S]， ASTM International.

[4]ASTM E 2190-10， Standard Specification for Insulating Glass Unit Performance and Evaluation[S]， ASTM International.