门窗新标准对玻璃产品的要求和影响.doc

门窗新标准对玻璃产品的要求和影响随着社会经济建设的不断发展与人民生活水平的提高，人们对建筑门窗的安全与节能环保要求也逐渐有了新的认识。隔声窗、断桥铝合金窗、安全玻璃、双层中空玻璃、Low-E玻璃等词汇也已经成为老百姓熟悉的词汇。与此同时，国家对建筑门窗和建筑玻璃的标准要求及相关规定也更加严格。近几年来，随着一系列门窗新标准的颁布与实施，新标准对门窗用玻璃产品提出了新的更高的要求，同时，也对玻璃技术的发展与市场前景有着深远的影响。近几年修订的门窗新标准近几年来，门窗新标准继续颁布实施，主要的产品标准如下：2003年9月1日，国家标准GB/T8478-2003铝合金门、GB/T8479-2003铝合金窗开始实施；2006年1月1日，行业标准JG/T140-05未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗、JG/T180-05未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门开始实施；2006年6月1日，行业标准JG/T185-2005玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)门和JG/T186-2005玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)窗首次发布开始实施；2007年11月1日，国家标准GB/T20909-2007钢门窗开始实施。可以看出，近几年国家对建筑门窗主流产品的标准均进行了制定、修订，新标准在适应建筑设计和人们需求的同时，也体现了建筑门窗新技术的发展。新标准对建筑玻璃的要求1.新标准加强了门窗采用安全玻璃的要求。GB/T8478-2003对玻璃“要求选取适当品种、颜色，宜采用安全玻璃”，对“地弹簧门或有特殊要求的门应采用安全玻璃”；JG/T173-2005要求“地弹88簧门、全玻璃门和有特殊要求的门应采用安全玻璃”。门窗新标准对玻璃材料的选用均按JGJ113的规定执行。根据现行行业标准JGJ113-2003建筑玻璃应用技术规程的规定，门玻璃和固定门玻璃当采用有框玻璃时，应使用安全玻璃，当采用无框玻璃时，应使用公称厚度不小于10mm的钢化玻璃；屋面玻璃必须使用安全玻璃；当屋面玻璃最高点离地面大于5m时，必须使用夹层玻璃。建筑玻璃应用技术规程还规定了必须使用安全玻璃的其他场合。建筑玻璃应用技术规程对建筑安全玻璃的使用场合作出具体规定，这对加强建筑安全玻璃的生产、流通、使用和安装管理将起到积极的促进作用。2.新标准加强了建筑门窗的节能要求。门窗新标准对门窗的节能要求(保温性能)提出了最低要求（见表1）。根据GB/T84842002，外窗保温性能分级见表2。从表1可以看出，不同类型的门窗标准对其保温性能都提出了最低要求。2003年实施的铝合金门窗和2007年实施的钢门窗要求保温性能最低为5级，即4.0K3.5；2005年和2007年开始实施的塑料门窗和玻璃钢门窗标准都将门窗的保温性能最低要求提高到7级，即3.0K2.5.由此可见，门窗新标准对其保温性能提出了更高的要求。除门窗新标准加强了门窗的保温性能要求外，近几年实施的一系列建筑节能设计标准也对门窗的保温性能（传热系数）提出了具体要求。2005年7月1日，国家标准GB50189-2005公共建筑节能设计标准开始实施；2007年10月1日，国家标准GB50411-2007建筑节能工程施工验收规范开始实施；目前，居住建筑节能设计标准正在编制，并已经完成征求意见稿。此一系列标准对建筑外门窗的保温性能都提出了具体要求。一系列的新标准和规范的出台，对建筑门窗的保温性能提出了更高的要求，根据我国“十一五”规划，到2010年，全国单位GDP能耗将降低20%左右。新标准对门窗提出的保温节能要求也是响应国家节能政策的具体体现。作为建筑门窗重要组成部分的建筑玻璃，其正确选用将对建筑门窗是否节能起到关键作用。建筑安全玻璃及节能玻璃1.玻璃产品玻璃是一种透明、透光的产品，建筑用玻璃的主要成分是SiO2.正是因为玻璃特殊的透光性能及独特的装饰效果，使其在建筑上得到了大量应用。根据建筑玻璃的不同性能要求，建筑玻璃包括浮法玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃、夹层玻璃、压花玻璃、夹丝玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射镀膜玻璃、贴膜玻璃、防火玻璃、中空玻璃等。随着人们对玻璃产品需求的不断增长，近几年又出现了真空玻璃、热镜中空玻璃、光致变色玻璃、中空百叶玻璃等。使用时可以根据应用场合及需求的不同，选用不同类型的玻璃产品。对建筑门窗用玻璃，当前重点推广的应该是建筑安全玻璃及建筑节能玻璃。2.安全玻璃根据四部委发布的建筑安全玻璃管理规定，安全玻璃是指符合现行国家标准的钢化玻璃、夹层玻璃及由钢化玻璃或夹层玻璃组合加工而成的其他玻璃制品。（1）钢化玻璃钢化玻璃又称强化玻璃，可分为物理钢化和化学钢化两种。物理钢化是将普通退火玻璃加热到一定温度（650，在此温度点玻璃开始软化），然后使玻璃外表面迅速冷却，使玻璃表面形成较高的压应力，玻璃中心部位具有拉应力。钢化玻璃的强度一般比普通退火玻璃高4倍，具有较高的强度和安全性能。采用化学方法也可以制作成钢化玻璃，但是化学钢化玻璃在建筑上应用较少，因此，建筑用钢化玻璃主要指物理钢化玻璃。物理钢化玻璃具有两个优点：第一，强度高，一般强度可以达到普通平板玻璃的4倍左右；第二，安全，钢化玻璃破碎后立即分裂成没有尖角的小颗粒，不会造成大的伤害。然而，钢化玻璃也存在自爆的缺点，这是由于玻璃制作工艺的原因，玻璃内部可能包含硫化镍杂质，这些杂质以小水晶状态存在，在钢化玻璃加工过程中重新加热时，改变了硫化镍杂质的相态，硫化镍在高温时以态存在，在玻璃急冷时被冻结。随着时间延长，硫化镍会从态恢复到态，由于低温态的硫化镍杂质体积将增大，在玻璃内部产生局部的应力集中，这时钢化玻璃就会产生自爆。（2）夹层玻璃根据标准规定，夹层玻璃是由一层玻璃与一层或多层玻璃、塑料材料夹中间层而成的玻璃制品，中间层是介于玻璃之间或玻璃与塑料材料之间起黏结和隔离作用的材料，使夹层玻璃具有抗冲击、阳光控制、隔音等性能。夹层玻璃具有以下两个优点：第一，安全，夹层玻璃即使破碎，也连成一整块，不会对人造成伤害；第二，阻挡紫外线，减少物体退色。PVB胶片可以减少99%以上的紫外线。夹层玻璃的缺点是降低采光性能、玻璃自重增加。（3）钢化玻璃或夹层玻璃组合加工而成的其他玻璃制品由于国家对建筑门窗安全性能及节能要求的日益加强，建筑门窗中单独使用钢化玻璃或夹层玻璃已经难以满足设计要求。随着玻璃生产加工技术的不断提高，可以将钢化玻璃和夹层玻璃组合成多种类型的安全玻璃制品，如钢化中空玻璃、夹层中空玻璃、钢化夹层中空玻璃等。3.建筑节能玻璃由于现在门窗厂和使用者都青睐于使用大面积玻璃的建筑外窗，以增加通透性和视觉的舒适度，再加上玻璃本身相对于其他门窗材料的高传热系数，因此降低门窗用玻璃制品的传热系数就成为门窗节能的主要途径。降低玻璃制品传热系数的方法有以下两种：一是降低单片玻璃的传热系数，如使用低辐射(Low-E)玻璃；二是降低玻璃制品的传热系数，如使用带有隔热层的结构，如中空玻璃。近几年来，建筑门窗新标准的实施带动了低传热系数玻璃的需求，以热反射镀膜玻璃、Low-E玻璃、中空玻璃等为代表的节能玻璃得到了迅速发展。（1）热反射镀膜玻璃热反射镀膜玻璃又称阳光控制镀膜玻璃，是对波长范围3501800nm的太阳光具有一定控制作用的镀膜玻璃，其节能原理是在原片玻璃表面镀上金属或者金属氧化物（或氮化物）膜，以达到大量反射太阳辐射热和光的目的。热反射镀膜玻璃具有良好的反射性能和隔热性能，其主要特点如下：热反射镀膜玻璃对太阳光具有较高的反射能力，反射率可达20%40%，可节省室内的能源消耗，同时具有较好的遮光性能；热反射镀膜玻璃是典型的半透明玻璃，具有单向透视特性。通常单面镀膜的热反射镀膜玻璃迎光的一面具有镜子的特性，背面则可以透视；多数热反射镀膜玻璃的膜层牢固度不是很好，不应单片使用。因此，热反射镀膜玻璃宜制成中空玻璃后使用，既加强了节能效果，也使膜层不受损伤。热反射镀膜玻璃对可见光进行反射，可使室内的光线变暗。（2）低辐射镀膜玻璃低辐射镀膜玻璃也称Low-E玻璃，是一种对波长范围4.525m的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能，称为阳光控制低辐射玻璃。低辐射玻璃具有以下特点：高可见光透过率，在红外热辐射的波段上，高反射率、低吸收率；部分透过太阳光中的近红外线；表面辐射率低，吸收外部能量少，再辐射的热能少。（3）中空玻璃中空玻璃是由两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边黏结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品。两片玻璃中间间距624mm，周边用结构胶密封，间隔内是空气或其他惰性气体。分子筛吸潮剂置于边框中或置于密封胶条中（暖边胶条），用以吸收空气中的水气以防止内部结露。中空玻璃具有良好的隔热性能,极好的防结露特性和隔音性能。建筑门窗用玻璃的选用从建筑门窗的安全性能和节能性能出发，既安全又节能的玻璃产品已经大量应用于建筑门窗。现在的玻璃深加工技术多采用安全玻璃为原片，将安全玻璃加工成为节能玻璃，形成安全节能玻璃，如钢化中空玻璃、夹层中空玻璃、钢化Low-E中空玻璃、钢化双中空玻璃等。通过采用模拟软件WINDOWS5，对部分单片玻璃的传热系数进行计算（见表3）。从表3可以看出，在建筑门窗中采用单片玻璃（即使是Low-E玻璃）已经难以满足门窗新标准的保温性能最低标准为5级（4.0K3.5）的要求，考虑到玻璃面积在门窗中所占的比例及对门窗节能所做的贡献，新标准确立了中空玻璃在建筑门窗中的主要地位。然而，不同地区对玻璃的保温性能要求还存在地域上的区别。居住建筑节能设计标准（征求意见稿）中将全国划分为严寒地区（分A、B、C3个子区）、寒冷地区（分A、B两个子区）、夏热冬冷地区（分A、B、C3个子区）、夏热冬暖地区、温和地区（分A、B两个子区）5个气候区（11个气候子区）。不同地区对建筑外窗的传热系数作出了不同的限值（见表4）。从表4可以看出，不同地域对建筑门窗传热系数的限值差别很大，从4.7W/(m2K)到1.7W/(m2K)。表5是通过软件WINDOWS5对几种典型的中空玻璃制品的传热系数的计算结果。由于玻璃对建筑门窗传热系数的重要地位，在设计不同传热系数的建筑门窗时，选用的玻璃制品传热系数不应大于建筑门窗的传热系数要求。安全与节能玻璃的发展前景安全与节能玻璃的生产和加工技术在我国已经趋于成熟，部分生产企业的生产加工水平和能力已经达到国际先进水平。但是，很多玻璃新产品还有很多方面有待改进。如钢化玻璃的自爆问题、中空玻璃的密封失效问题等，都是急需解决的问题。建筑门窗产品的多样化和性能要求的不断提高，推动了玻璃新产品的研制。自洁玻璃、防爆玻璃、真空玻璃、中空百叶玻璃、热镜玻璃等相继在我国研发成功，以安全和节能为主的建筑玻璃更有着广阔的发展前景。