柔性暖边密封技术

1、解析暖边中空玻璃节能的效果以萨沃奇柔性暖边密封系统为例一、引言门窗的保温性能和密封性能对建筑能耗影响重大，门窗能耗约占整个建筑能耗的60以上，密封不良的门窗热损失是墙体热损失的56倍。事实上，我国现行的建筑节能标准，女口GB5076-1993民用建筑热工设计规范、(GB/T8484-2008建筑外窗保温性能分级及检验方法等，对门窗能耗早有规定；行业标准JGJ134-2010夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准中，将大窗墙比的外窗传热系数定为2.5W/(K),寒冷地区这一指标在部分条件下达到了2.0W/(m-K)或更低，低辐射的LOW-E中空玻璃、多屏中空玻璃成为建筑门窗的最佳之选。对于Low-E中

2、空玻璃而言，Low-E玻璃的使用降低了辐射热传递，尤其是近年来堪称黑科技的多屏玻璃，惰性气体的填充解决了中间部位热传导，女何通过边部密封系统解决其边部热传导，成为了进一步提升其节能效果的关键。传统的中空玻璃边部密封系统采用铝等金属材料作为间隔材料，导致大量热量从边部密封面积穿过中空玻璃，因此导热系数高、节能效果相对较差；同时，中空玻璃内部空气层因热胀冷缩产生的“呼吸作用”导致丁基胶向玻璃内侧位移产生水汽通道，以及插脚的存在使得边部密封系统具有较高的水汽渗透指数，都导致中空玻璃使用寿命下降。要解决上述问题，开发新型的中空玻璃边部间隔材料是关键。二、暖边节能中空玻璃概述据统计：1990年时，冷边中

3、空玻璃占市场份额的85，暖边中空玻璃仅占15；到2000年，暖边上升到80%，冷边则下降到20。DB13（J）/T177-2015被动式低能耗居住建筑节能设计标准中明确规定，玻璃间隔条应使用耐久性能良好的暖边间隔条。任何一种中空玻璃间隔材料，只要传导系数小于铝间隔条的热传导系数，都可称之为暖边间隔条，包括刚性暖边间隔条和柔性暖边间隔条两类。本文以萨沃奇柔性暖边密封系统为例，着重解析暖边中空玻璃节能效果萨沃奇柔性暖边于2008年7月入选住建部被动式低能耗建筑产品选用目录并成为暖边行业标注的主要起草单位，它的颜色可调（黑、白、灰），尺寸为（622）mmx8mm,采用镀铝袋包装（要求置于干燥环境中，

4、仅在制作中空玻璃时暴露于空气中），储存寿命至少为1年（45C以下，未开包装）。萨沃奇柔性暖边间隔条结构示意见图1,主要性能指标见表1。于燥剂层（含3丸分子筛），具有长久吸湿能力胶粘剂装配连续水气屏障（不含金属）IT隔热条隔阻热传递、抗拉伸、防止位移*改性丁基胶求員有忧异的防止水汽和惰性气体渗透能力）高庫卷曲的柔性|支撑裝置（提高1胶条抗压强曲|隔离层nniu+曰粘结层支撑层增强层隔热层吸附层注：吸附层为改性丁基胶作用是吸附湿气降低露点，提高间隔条的抗紫线性能；隔热层为低导热耐老化塑料条（PP隔热条），作用是降低间隔条K值方便间隔条成型的同时提高胶条抗压强度；支撑层为波浪形铝条或波浪形塑料条，作

5、用是提高间隔条的抗压强度，同时提供间隔条可折弯的定型性；隔离层为铝塑薄膜，作用是阻隔间隔条的水汽透过，使粘结层表面平整；粘结层为高强度丁基胶，要求具有极低的水汽透过率能够阻止水汽渗入，作用是使玻璃与胶条粘结在一起；增强层为高粘结性能、高硬度的丁基胶，作用是将隔离层、支撑层和隔热层粘结为整体。图1萨沃奇柔性暖边胶条结构示意表1萨沃奇柔性暖边胶条性能指标项目性能指标测试条件测试方法湿气渗透/g/何d)0.10.06in薄膜，38CASTMD1249用调制红外线传感器测定塑料膜和薄板水蒸汽透过率的试验方法露点/c-40-撕裂强度/(N/mJ1000170050mm/min-屈服强度/kPa14185

6、0mm/min-耐压缩性/(kg/m)1900250050mm/min萨沃奇柔性暖边间隔条作为中空玻璃边部密封系统的重要组成，应当具有极优的水汽阻隔能力、抗压强度、氩气渗透等性能。柔性暖边间隔条采用丁基橡胶等低水汽透过率的高分子主材，添加各类功能助剂及填料制成，并设有波浪形铝条与铝塑复合薄膜双道屏障，水汽透过率极低，按照ASTMF1249中的方法测得其水汽透过率仅为0.1g/(Ed)(表1、图2)。图2常见密封材料水汽渗透率对比三、萨沃奇柔性暖边中空玻璃性能特点1）完善的角部处理萨沃奇柔性暖边内藏连续高度卷曲的柔性稳定装置，避免了槽铝插角部分的欠缺，使中空玻璃的潮气通道降到最少（图3）。角部对

7、中空玻璃性能影响对比见表2。图3柔性暖边中空玻璃角部处理表2角部对中空玻璃性能影响项目密封形式铝隔条+丁基胶+硅酮胶(5+12+5中空玻璃)柔性暖边间隔条(5+12+5中空玻璃)规格35cmx35cm1mx1m35cmx35cm1mx1m胶缝长度/m1.623.921.673.97插角渗透率/(g/a)0.550.550.0350.035接缝渗透率/g/(m0.070.070.0350.035年透水率/(g/a)0.660.820.1190.28干燥剂填量/g48.6117.630.1117.6饱和吸水量/g8.721.18.721.1如表2所示，对于角部处理不好的中空玻璃，规格为35cmx3

8、5cm时，理论使用寿命约为13a；规格为1mx1m时，理论使用寿命约为26a。随玻璃面积增加，中空玻璃的理论使用寿命也增加，但由于民用中空玻璃往往尺寸较小，采用槽铝密封的中空玻璃在使用寿命方面存在潜在风险。而柔性暖边中空玻璃边部采用连续密封，可有效避免上述问题。2）更低的热传导率柔性暖边中空玻璃采用的边部密封材料（萨沃奇柔性暖边间隔条）导热因子小于0.007W/K,远低于金属铝的导热系数，因此具有更优的隔热保温性能。采用加拿大中空玻璃系统实验室（ADSL）提出的一种测量热阻的方法分别测试柔性暖边胶条与铝间隔条边部密封区域的隔热性能，测试结果见图4。曜边胶条密封铝间隔条密封如图4所示，萨沃奇暖边

9、间隔条密封系统的导热系数远低于槽铝双道密封系统的导热系数，因此可大大降低中空玻璃边部热损失；在寒冷天气下，可使玻璃内片温度增高8C以上，可使玻璃边缘温度增高约5C,减少了玻璃周边的热传递及边部冷凝（图5）,从而使中空玻璃结露可能降低80（冷凝的水汽可在中空玻璃密封处堆积，破坏玻璃与胶之间的密封，导致中空玻璃内部过早结露，缩短中空玻璃的使用寿命）。据统计，与传统式铝隔条中空玻璃相比，柔性暖边中空玻璃整体热传导率可下降约5%；柔性暖边Low-E中空玻璃整体热传导率可下降约10。暖边胶条密封铝间隔条密封图5中空玻璃耐冷凝性能对比3）更长的水汽通道暖边节能中空玻璃压合后边部密封胶的宽度约为8mm左右，

10、远高于槽铝密封边部丁基胶的宽度3mm。因此，其水汽阻隔能力约为槽铝密封中空玻璃的2.7倍（图6）。铝间隔条密封暖边胶条密封图6中空玻璃边部水汽通道示意4）可缓解“呼吸作用”中空玻璃腔体内存在空气（或惰性气体），由于中空玻璃制作时的温度与中空玻璃的实际使用温度存在温差，以夏季最高温度30C,冬季最低温度-15C为例，根据气体方程：pV=nRT（p为气体压强，V为气体体积，n为气体物质的量，R为比例常数，T为温度），30C时气体体积vl=nR(273+30)/P1；-15C时气体体积V2=nR(273-15)/P2。要保持中空玻璃腔体内的压强不变，则气体体积必须相应变化(V1/V2=1.17)，即

11、出现“呼吸作用”。这种气体体积的变化会对边部密封材料产生挤压或者拉伸，铝隔条膨胀系数小，会挤压丁基胶向玻璃内部迁移；而采用暖边间隔条，可避免上述情况的发生。5)Low-E柔性暖边中空玻璃使用寿命更长采用萨沃奇柔性暖边边部密封可进一步降低Low-E中空玻璃的导热系数，提高其节能效果。同时，Low-E玻璃的低辐射膜对水汽非常敏感，长期接触水汽甚至会提前失效(图7)。采用暖边间隔条密封可提高Low-E中空玻璃的使用寿命。下图为密封失效后Low-E膜层变化。图7低辐射膜长期接触水汽后失效四、生产工艺评析冷边(铝条法)中空玻璃与柔性暖边中空玻璃生产工艺对比见表3：生产效率对比见表4。与传统槽铝中空玻璃相

12、比，柔性暖边中空玻璃生产工艺更加简化，工艺步骤有原来的9步减少到5步，因而生产效率也更高。同样单班生产线生产时，传统槽铝中空玻璃需要操作工人8人以上，且每班只能生产400块中空玻璃；而柔性暖边中空玻璃仅需操作工人3人，却能生产960块中空玻璃。表3冷边（铝条法）与柔性暖边中空玻璃生产工艺对比工艺序号传统铝条法中空玻璃柔性暖边中空玻璃1裁剪玻璃原片裁剪玻璃原片2清洗玻璃清洗玻璃3切割铝条摆放胶条4灌装分子筛热合5插角冷却封口6打丁基胶7打聚硫胶8冷压9胶体固化表4冷边（铝条法）与柔性暖边中空玻璃生产效率对比项目传统铝条法中空玻璃柔性暖边中空玻璃生产模式单班生产线单班生产线占地面积300（不包含生产周转场地）200m（不包含生产周转场地）操作工人8人以上3人生产能力40块/班960块/班特点异型、圆弧中空玻璃生产效率低，质量更难控制异型、圆弧中空玻璃生产效率咼，质量容易控制五、结语通过上述分析得出结论：与传统槽铝中空玻璃相比，暖边节能中空玻璃采用更加完善的连续边部处理，避免了槽铝插角部分的欠缺，延长了中空玻璃的使用寿命；具有更低