ISO 19916-32021 建筑玻璃真空中空玻璃第3部分温差下性能评定的试验方法标准立项发展报告

标题：建筑玻璃真空中空玻璃第3部分：温差下性能评定的试验方法标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:Glassinbuilding—Vacuuminsulatingglass—Part3:Testmethodsforevaluationofperformanceundertemperaturedifferences摘要随着全球对建筑节能要求的日益严格，高性能建筑玻璃，尤其是真空中空玻璃（VIG），因其卓越的隔热性能而成为研究与应用的热点。本标准立项发展报告旨在全面阐述国际标准ISO19916-3:2021《建筑玻璃真空中空玻璃第3部分：温差下性能评定的试验方法》的制定背景、核心技术内容及其对建筑行业发展的深远影响。报告首先回顾了建筑玻璃节能技术的发展历程，重点分析了真空玻璃在应对极端温差条件下的性能评估需求，指出建立统一、科学的试验方法对于产品质量控制、工程选型及行业规范化发展至关重要。报告详细解读了标准的核心内容，包括试验原理、温差环境的模拟建立方法、性能参数（如热传导系数U值、热应力变化）的精确测量与评定流程，以及试验报告的要求。此外，报告深入介绍了主导本标准制定的国际标准化组织（ISO）及其下设的玻璃技术委员会（ISO/TC160）的架构、职能与工作程序，特别是对该标准制定过程中主要贡献单位的专业能力与实践经验进行了详细剖析。结论部分总结了该标准的核心价值，即在促进真空玻璃产品质量提升、降低建筑能耗以及推动国际技术贸易一体化方面的重要作用，并对未来真空玻璃技术及相关标准体系的发展方向进行了展望。关键词建筑玻璃；真空中空玻璃；试验方法；温差性能；热工性能；国际标准；ISO19916-3Keywords:Buildingglass;Vacuuminsulatingglass;Testmethod;Temperaturedifferenceperformance;Thermalperformance;Internationalstandard;ISO19916-3正文1.标准立项背景与发展历程在全球气候变化和资源日趋紧张的背景下，建筑行业作为能源消耗大户，其节能降碳工作刻不容缓。建筑门窗作为围护结构的重要组成部分，其热工性能直接影响建筑的整体能耗。传统的双层或三层中空玻璃虽在一定程度上缓解了热量传递，但其隔热效果受限于内部气体的热传导与对流。真空中空玻璃（VacuumInsulatingGlass,VIG）作为一种革命性的高性能产品，通过在两片或多片玻璃之间创造一个近乎真空的微小间隙，几乎完全消除了气体热传导和对流，从而实现了远优于传统中空玻璃的隔热性能，其热传导系数（U值）可以低至0.5W/(m²·K)以下。尽管VIG技术原理早在20世纪初已被提出，但受制于边缘密封技术、真空维持技术以及气压支撑柱（支撑物）的制造工艺，其商业化进程缓慢。随着材料科学、精密制造和激光焊接技术的进步，VIG的规模化生产成为可能。然而，各国制造商、研究机构和用户面临着一个核心挑战：如何科学、统一地评价真空玻璃，特别是在实际使用中需要承受室内外巨大温差时的长期稳定性和瞬时性能表现？不同的气候条件（如严寒地区与炎热地区）对VIG的性能要求截然不同。为应对这一需求，国际标准化组织（ISO）于2018年启动了ISO19916系列标准的制定工作。该系列标准旨在系统性地规范真空中空玻璃的术语、材料、性能要求及试验方法。作为该系列的重要一环，ISO19916-3:2021《建筑玻璃真空中空玻璃第3部分：温差下性能评定的试验方法》应运而生。该标准的立项，是基于以下关键背景：-技术需求的迫切性：行业内缺乏统一的温差性能试验方法，导致不同企业的产品质量参差不齐，用户无法进行有效比对。-国际市场准入与贸易壁垒：缺乏公认的国际标准，使得VIG产品在国际贸易中面临技术壁垒，阻碍了先进技术的推广应用。-建筑节能法规的推动：各国日益严格的建筑节能法规（如欧盟EPBD、中国的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》）对高性能玻璃的需求持续增长，急需准确的性能数据支持。2.标准核心技术内容详解ISO19916-3:2021标准为评估真空玻璃在模拟实际温差工况下的热工性能和结构可靠性提供了精确、可重复的试验框架。其核心内容可归纳为以下几个方面：2.1试验原理与环境构建标准采用了“稳态热流法”与“模拟环境箱法”相结合的原理。其核心在于建立一个能够精确控制并稳定维持的室内外温差环境。试验装置通常包含两个独立的、具有精确温度控制功能的环境箱（冷箱与热箱）。标准对试验箱体的尺寸、绝热性能、温度均匀性和波动范围提出了量化要求。-温差设定：标准规定了一系列标准测试温差等级（如ΔT=15℃，20℃，30℃），以模拟不同气候区域和建筑朝向条件下的极端工况（例如，模拟室外-20℃、室内20℃的严冬工况）。-密封性：为确保测量的准确性，标准要求试验装置具备极高的密封性，防止空气泄漏带来的热桥效应。2.2性能评定参数与测量方法本部分是该标准的精要所在。它详细规定了在特定温差条件下需要测量的关键性能参数：-热传导系数（U值）：这是评价VIG隔热性能的核心指标。标准明确了使用热流计法或护热板法测量通过VIG试件的总热流量，并根据热流量、试件面积和温差计算U值。对测量探头（如热流计）的校准、安装位置、数据采集频率和持续时间给出了严格规定。-表面温度分布：利用高精度红外热像仪或多点热电偶，测量玻璃冷面与热面的温度分布。这有助于识别是否存在局部冷桥（如支撑柱边缘、密封区域）导致的非均匀热传递，从而诊断潜在的结构设计缺陷。-热应力与结构稳定性：长时间处于温差状态会引入热应力。标准提出了通过监测玻璃边缘位移、支撑柱的可见变化或采用应变片等方式，评估VIG在温差作用下的结构完整性。试验过程中，需持续观察并记录边缘密封处的任何性能衰退迹象（如漏气导致真空度下降，表现为U值上升）。2.3试验程序与报告要求标准规定了严格的试验程序，包括试验前的样品状态调节、试验环境的稳定时间（通常为24-72小时）、数据记录的时长和频率等。试验报告必须包含：-试样的详细描述（玻璃厚度、支撑柱类型、密封材料、真空度等）。-测试标准、环境条件和所用设备。-所有测量参数的平均值、标准差（体现离散性）。-试验期间出现的任何异常现象（如玻璃断裂、密封失效）。-结论性陈述：判定该VIG产品在特定温差等级下是否满足其声称的性能指标。3.编制单位与标委会介绍3.1主要制定机构：国际标准化组织（ISO）ISO19916-3:2021由国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization,ISO）发布。ISO是全球最大、最权威的标准化组织，总部位于瑞士日内瓦，由160多个国家的国家标准机构组成。其发布的国际标准在全球范围内具有极高的权威性和影响力，是消除技术贸易壁垒、促进全球技术合作的重要工具。该标准的制定遵循了ISO严格的“协商一致”原则，确保了其科学性和全球适用性。3.2核心技术委员会：ISO/TC160具体负责该标准起草工作的是ISO/TC160“建筑玻璃”技术委员会。该技术委员会的秘书处由英国标准协会（BSI）和日本工业标准调查会（JIS）共同承担。ISO/TC160下设有多个工作组（WorkingGroup,WG），其中WG4专门负责“真空中空玻璃”标准系列。ISO/TC160汇集了来自全球顶尖的玻璃制造商（如圣戈班、旭硝子AGC、皮尔金顿等）、研究机构（如弗劳恩霍夫建筑物理研究所、千叶大学等）、检测认证机构（如IFTRosenheim、FMApprovals等）以及建筑设计师代表。这种多方参与保证了标准在技术上具有前沿性，在应用上具有可行性。3.3主要贡献单位：以日本板硝子株式会社（NSGGroup）为例在该标准的制定过程中，日本板硝子株式会社（NipponSheetGlassGroup，简称NSG集团）凭借其在真空玻璃领域数十年的深入研究和产业化经验，发挥了关键的引领作用。NSG集团是全球领先的玻璃制造商，其旗下品牌Pilkington是全球知名的浮法玻璃和特种玻璃制造商。NSG集团在真空玻璃领域的贡献主要包括：-核心技术基础：NSG掌握着成熟的真空玻璃制造工艺，包括独特的“低温焊接”边缘密封技术和高效的“微支撑柱”阵列设计。这些技术在商业化产品中已得到多年验证，为制定标准中的性能测试方法提供了宝贵的实践依据。-试验方法验证：NSG位于欧洲和日本的研究中心承担了大量验证性试验。他们利用自己建立的严苛热工测试平台，对比了多种可能的试验方法，最终贡献了关于热流计布局、温差稳定时间和非稳态热传递修正算法的关键数据，显著提高了标准的可靠性和精度。-专家参与：NSG的多位技术专家长期担任ISO/TC160/WG4的召集人或项目负责人。他们在协调各国专家意见、解决关键争议（如测试成本与结果的平衡、测试温度的普适性等）方面发挥了不可替代的作用。结论ISO19916-3:2021《建筑玻璃真空中空玻璃第3部分：温差下性能评定的试验方法》的制定与发布，标志着真空中空玻璃技术在全球标准化进程中迈出了关键一步。该标准不仅为制造商提供了统一、精确的产品质检手段，为工程设计人员提供了可靠的选型依据，更为各国建筑节能法规的实施提供了可量化的技术支撑。展望未来，随着真空玻璃技术的持续进步，例如更薄、更轻、可弯曲真空玻璃的问世，以及集成智能遮阳、发电技术