建筑用有机电致变色夹层玻璃 编制说明

《建筑用有机电致变色夹层玻璃》（审查会稿）根据国标委发〔2024〕25号文“国家标准化委员会关于下达2024年第三定《建筑用有机电致变色夹层玻璃》国家标准，项目编号：20241拟定了制定进度。在进行充分的调研和资料收集的基2024年3月，国检集团编制组就已针对该项目组建了国标制定专家组。邀1)电致变色electrochromism材料在外加电场作用下，可见光透射比在褪色态(3.3)和着色态(3.4)之间稳定可逆地变化并伴随材料颜色发生变化的现象。2)有机电致变色薄膜organic-electrochromicfilm通过有机电致变色材料实现电致变色功能的柔性薄膜。3)有机电致变色夹层玻璃organic-electrochromiclaminatedglass通过在夹层玻璃中间层中加入一层有机电致变色薄膜实现电致变色功能的玻璃材料。4)褪色态bleachedstate按照给定控制条件，电致变色玻璃的可见光透射比达到最高的状态。5)着色态tintedstate按照给定控制条件，电致变色玻璃的可见光透射比达到最低的状态。6)着色转换时间tintingtime电致变色玻璃由褪色态向着色态转换所需的时间。7)褪色转换时间bleachingtime电致变色玻璃由着色态向褪色态转换所需的时间。8)对比度contrastratio按照给定控制条件，电致变色玻璃的可见光透射比达到最高的状态。解释与说明：通过给定一些基础术语的定义，为本文件的整体使用提供便利。特别是褪色态、着色态，以及对比度等关键术语的定义，为下文的要求和测试方法提供了一定的基础，并便于试验的理解。以上术语均采用行业内通用的说法细化而来。按建筑用有机电致变色夹层玻璃的变色范围不同可分为：--A类：最高可见光透射比大于等于60%，最低透射比大于15%且小于等于30%；--B类：最高可见光透射比大于等于40%，最低透射比大于5%且小于等于15%；--C类：最高可见光透射比大于等于15%，最低透射比小于等于5%；解释与说明：为了区分不同性能的产品，以及为了便于在后文要求中提出不同要求，先进行了分类。分类依据首先是着色态透射比越低越优秀，但同时褪色态透射比也应能较高，可以实现整体可调范围较高。整体可调范围较窄的产品，实用性不大。规定了点状缺陷、线状缺陷和汇流条等缺陷的内容。具体内容见标准草案解释与说明：外观缺陷的要求为电致变色玻璃的变色区域的要求，主要内容均是针对可能出现的变色层不均匀或漏光等情况，以及在夹层玻璃加工时出现的汇流条或封装材料的不正常裸露。除满足本标准要求外，作为夹层玻璃，还应满足GB15763.3的标准要求。规定了长宽、叠差、厚度偏差和弓形波形等的内容。具体内容见标准草案解释与说明：由于有机电致变色夹层玻璃是在夹层玻璃的基础上多增加了一层中间变色层，因此其整体结构并未超过夹层玻璃范畴，其尺寸和弯曲度等内容仍与夹层玻璃保持一致。解释与说明：在实际使用中，电致变色玻璃一般会存在好几档，不同的档位之间透射比相差较大，同时还会根据传感器接受到的光强实时对电致变色玻璃的透射比进行调节，但从一个透射比状态转化为另一透射比状态时，其变化的中间状态是无法保持稳定的，也就无法得到稳定的光学性能，因此对检测或标准来说规定中间状态的可见光透射比的偏差值意义不大，同样对转换时间也是如此。标准中基于以上原因，仅对两个可以保持稳定的极端状态进行了规定，即在实际制品各个档位的透射比最高和最低的两个可以保持稳定的状态进行光学性能的测量。其中可见光透射比偏差的要求与其他的太阳能光学性能的要求稍有不同，两者要求在草案时并未完全区分，但经过验证试验后，通过数据发现可见光透射比在褪色态时偏差远大于其他的光学性能，因此对要求进行分别规定。根据分析，首先是因为电致变色玻璃的特性，可以将其视为一种电池，对其充放电的同时会产生颜色变化，但无法完全充放电，总会有所残留，因此绝对值偏差会较大。但其他的如太阳能总透射比等，因其考察的是整个波段的偏差，部分被吸收的可见光将以红外线等方式重新释放能量，因此整体的偏差值并不大。通过规定不同状态下可见光透射比与标称值的差值，避免了以次充好的可能，且能保证一定的产品一致性，使消费者买到与宣传相一致的产品。可见光透射比的大小直接影响消费者对电致变色产品的观感，规定了这一最低要求，对推广电致变色玻璃起到积极作用，将促进产业发展。同时检测太阳能性能可以很好地反应电致变色玻璃的节能优势，对其推广也具有非常积极的作用。通过对比度的引入实际上是增加了有机电致变色夹层玻璃的变色范围，如果不满足相关变化范围的，一律归为其他类。电致变色玻璃的感知转换时间分为着色感知转换时间和褪色感知转换时间，按6.6试验后，其最长值应同时满足以下要求：表7最长感知转换时间单位为秒产品类别A类B类其他类转换时间6090供需双方商定电致变色玻璃的完全转换时间分为着色完全转换时间和褪色完全转换时间，按6.4试验后，其最长值应同时满足以下要求：表8最长完全转换时间单位为秒产品类别A类B类其他类转换时间360供需双方商定解释与说明：在转换时间也是反映电致变色玻璃性能的重要指标之一，转换时间短的产品，能够对变色要求迅速反应，转换时间长的产品，则对变色要求反应滞后，直接关系到消费者对产品质量的观感。标准中规定了统一的要求和方法来对电致变色玻璃的转换时间进行评价，通过相同的条件来评价产品的质量，可以更好地区分质量不一的产品，方便消费者进行选择。根据市场的反馈，此次在编制过程中，直接给出了两种转换时间，一种感知转换时间，以人眼能明显分辨的明暗区别来进行要求，一种为完全转换时间，以产品的可见光透射比基本不发生变化为准。感知转换时间更贴近实际应用，完全转换时间则是反映产品的真正优良。通过验证试验发现，多数情况下从褪色态转换为着色态的着色转换时间远高于从着色态变为褪色态的褪色转换时间，特别是当着色态的可见光透射比值小于5%后，其转换时间大幅增加。因此本文件对感知转换时间和完全转换时间进行了不同的要求。电致变色玻璃的颜色均匀性直接反映了玻璃镀膜或使用的其他变色材料是ΔE*ΔE*按6.6试验后，电致变色玻璃的着色过程功耗应不大于5.0W/m2，褪色过程功耗应不大于10.0W/m2，变色维持功耗应不大于1.0W/m2。解释与说明：在作为电致变色玻璃，除了美观功能性，主要是为了节能作用，如果为了实现变色所消耗的能量大于节能的能量，那么变色就没有太大的实际意义，因此需要控制功耗。传热系数(K值或U值)≤3W/㎡•K，太阳得热系数(SHGC)，又称为太阳能解释与说明：在作为建筑玻璃使用时，节能环保性能是必须要满足的性能条件之一，因此下游业主或设计施工方均需提供该类参数，此处将最常用的两类参数列出。这两个参数与光学性能参数相辅相成，也互相成一定的数学关系，但光学性能条款中仅规定了偏差值，对上限值没有明确规定，此处对于热工性能进行了上限规定，即至少应能达成的节能效果。试样的外观质量应符合4.2要求，感知转换时间应符合4.4要求。褪色态可见光透射比在试验前后差值的绝对值应不大于5%，且着色态可见光透射比在试验前后差值的绝对值也应不大于5%。解释与说明：由于建筑用有机电致变色夹层玻璃在常态使用过程中，长期应处于非变化状态，即长期保持某一状态在某个温度条件下。标准中为了方便操作，规定为断电状态下存储。但试验条件为极端气候条件，如90℃和-40℃。解释与说明：电致变色玻璃的变色次数也能够反映其寿命情况，因此循环次数是其非常重要的一个参数，按照建筑玻璃的正常使用寿命推算，以及日常使用中每天可能得循环次数，40000次已能达到大部分使用需求，更高要求则由供需双方商定。除满足GB/T15763.3中的要求外，还应满足以下要求：a)冲击后夹层玻璃中间层不应撕裂；b)冲击后不应出现功能层胶质或粉化物泄露。解释与说明：由于本身属于夹层玻璃的一类，因此力学的试验方法同GB/T15763.3中的内容。要求则是增加了不允许中间的变色材料的泄露。主要的测量方法依然按照GB/T2680进行。某个时刻后的20s内透射比变化不超过0.2%，此色差值的测量基本按照GB/T18915.1阳光控制镀膜玻璃标准的试验方法进行。但取点和测量状态为本文件特殊规定，GB/T18915.1中采取从玻璃上切取100×100大小的样品，无法切取的这在相同的位置进行测量。电致变色玻璃由通过记录试样在变色过程中以及保持着色态或褪色态一段时间所消耗的能均能保证用电的基本安全。试验过程基本按照JC/T2129《电致液晶夹层调光玻璃》中规定的测量干燥和潮湿环境下的绝缘电阻的方法试样的边缘区域和电极，维持此电压2min，在绝缘测试仪上可读出电阻值，若试验简单描述为：保持在80℃使电致变色玻璃在褪色态和着色态之间循环336h，再在恒温恒湿箱中循环336h，最后在-20℃低温箱中循环336h，总共约30000次循环。最后检查外观检查，可见光透射比和转换时间等。具体细节中，由于新夹层玻璃国标及建筑用玻璃强标中均规定了新的辐照测试方法，为采用该方法，该方法无需同时进行循环测试，但需要表9的抽样方案根据GB/T2828.1-2012，按正常检验一次抽样方案，一般主要试验（或验证）情况分析、综述报告，技术经济论证等。主要试验（或验证）情况分析、综述报告，技术经济论证等。1）通过以点带面的方式促进建筑用电致变色玻璃行业的发展并推动智能玻2）标准制定后，智能玻璃厂家、原材料和技术提供方、设计和施工方将有3）有利于消费者和大型公共建筑业主使用该类新型产品，并建立起对产品4）同时减少未来因质量问题产生的纠纷，即使产生纠纷也有标准可依，能该类电致变色玻璃已有相关建材行业产品标准，如JC/T2631-2021《电致变使用时的耐久性和实用性并未有考虑，这些建筑玻璃行业现行夹层玻璃强标GB15763.3-2009，是本标准需要符合的最建议标准发布后6个月实施。1.1本文件所收集到的有机电致变色玻璃样品，共有4家不同的企业提供，样品清单如下：表1验证试验样品清单厂家尺寸/mm结构应用领域数量/块A300×300×5.74夹层建筑B300×300×5.74夹层建筑600×600×5.74夹层建筑C300×300×5.74夹层建筑630×630×5.74夹层建筑D600×600×5.74夹层建筑E300×90×6.12夹层建筑1.2合格率一览序号项目合格率外观85.7%尺寸偏差紫外线透射比、光学性能转换时间颜色均匀性82.4%功率限值绝缘电阻温湿度耐久性辐照耐久性抗冲击性电磁屏蔽效能光热舒适性2.1外观表2外观质量测试结果样品编号尺寸（mm）技术要求试验结果判定A300×300是否有点状缺陷（玻璃针孔、气泡、结石、光畸线状缺陷、汇流条等问题玻璃有1个直径0.8mm点状缺陷符合B300×300无缺陷符合B600×600无缺陷符合C630×630无缺陷符合C300×300无缺陷符合D600×600有1条30mm×0.1mm玻璃面划伤不符合E300×90无缺陷符合外观质量合格率：6/7=85.7%。2.2尺寸偏差表3尺寸偏差测试结果样调光膜与试样公试样实厚度偏尺寸尺寸偏叠差判定品中间层总称厚度测平均（mm）差（mm）编公称厚度（mm）厚度（mm）号（mm）（mm）A-15.745.780.04301.0×301.0+1.00符合A-25.745.760.02301.0×301.0+1.00.5符合A-35.745.760.02301.0×300.5+1.00符合B-15.745.68-0.06300.0×299-1.00符合B-25.745.69-0.05301.0×299.5+1.00符合B-35.745.69-0.05600.5×599-1.00.5符合C-15.745.58-0.16630.0×630.5+1.00符合C-25.745.72-0.02301.0×300.0+1.01符合C-35.745.740300.5×300.5+1.00符合D5.745.760.02600.0×599.0-1.00.5符合E-16.01301.0×91.0+1.00.5符合E-26.03-0.09301.0×89.0+1.0/-1.00.5符合尺寸偏差合格率：100%。2.3弯曲度表4弯曲度测试结果样品编号波形（mm）判定A-10.010.02符合A-20.010.02符合A-30.010.03符合B-10.020.03符合B-20.010.02符合B-30.010.03符合C-10.020.02符合C-20.010.02符合C-30.010.04符合D0.020.04符合E-10.01--符合E-20.01--符合弯曲度合格率：100%。2.4紫外线透射比、光学性能表5光学性能验证数据/%比%度类000000000--000--00--000--00000类002.5转换时间表6转换时间性验证数据------转换时间合格率：100%。2.6颜色均匀性表7颜色均匀性验证数据A着色（不稳定）5minY(%)Lab最大色差判定146.26-32.845.10不符合248.98-31.85347.40-32.220.86449.10-32.21547.37-31.68备注：2号样品因自身原因，状态不稳定，一个小时了透射数据还一直在变。以上数据为5min时的测试结果。A褪色（不稳定）5minY(%)Lab最大色差判定142.19-33.884.20不符合244.19-32.66345.34-32.69446.01-32.305-31.59备注：2号样品因自身原因，状态不稳定，一个小时了透射数据还一直在变。以上数据为5min时的测试结果。B着色5min1.2VY(%)Lab最大色差判定120.7052.62-9.63-0.230.37符合220.5152.41-9.38-0.05320.6452.55-9.63-0.19420.6752.59-9.510.04520.5752.47-9.540.09B褪色5min1.3VY(%)Lab最大色差判定10.454.082.750.23符合20.444.002.67-11.0330.454.052.68-11.0440.454.062.71-11.0350.454.022.68-10.93C着色5min0.9VY(%)Lab最大色差判定154.7578.90-3.51-0.130.28符合254.7678.90-3.41-0.32354.5778.79-3.38-0.30454.8378.94-3.44-0.18555.0279.05-3.48-0.27C褪色5min0.9VY(%)Lab最大色差判定19.8737.614.26-47.870.55符合29.8437.56-47.7539.7537.394.18-47.6849.7537.384.25-47.7559.8537.584.57-48.02表8其他颜色均匀性数据序号单片反射色差判定单片反射批量色差判定射色差批量透射色差判定A2.24符合3.35不符合----B0.35符合0.33符合0.290.33符合C0.26符合0.32符合0.220.43符合D0.39符合0.49符合0.360.41符合颜色均匀性合格率：14/17=82.4%2.7功率限值表9维持功耗测试结果样品编试样尺寸/mm变色面积变色功率(W/m2)维持功耗(W/m2)判定A着色300×3000.06250.420.080符合A褪色300×3000.06250.530.070符合B着色300×3000.06760.70.280.007符合B褪色300×3000.0760.70.350.009符合C300×3000.06760.90.470.012符合D600×6000.06760.70.560.015符合维持功耗合格率：100%2.8绝缘电阻表10绝缘电阻测试结果样品编号试样类型试样尺寸（mm）绝缘电阻/GΩ判定干燥环境潮湿环境A非镀膜试样300×300243.2631.80符合B非镀膜试样300×300355.1044.33符合C镀膜试样600×600244.5155.36符合D非镀膜试样600×600221.2533.88符合绝缘电阻合格率：100%。2.9热工性能表11热工性能测试结果样品编号太阳得热系数判定A0.41（褪色0.33（着色）符合B0.30（褪色）,0.29（着色）符合C0.47（褪色）,0.43（着色）符合D0.28（褪色）,0.27（着色）符合热工性能合格率：100%2.10高低温存储性能表1290℃存储性能样品编试验前试验后判定褪色态可见光透射比着色态可见光透射比褪色态可见光透射比着色态可见光透射比着色转换外观质量A55.87------已完全失效不符合B0.3820.370.51未见明显缺陷符合C52.258.13------已完全失效不符合D3.294.23未见明显缺陷符合表12-40℃存储性能样品编试验前试验后判定褪色态可见光透射比着色态可见光透射比褪色态可见光透射比着色态可见光透射比着色转换外观质量A56.3154.05--有部分区域失效不符合B20.030.390.62无明显变化符合C51.378.0948.267.74无明显变化符合D3.029.683.52无明显