作為影響建筑能耗四大圍護部件之一的門窗,一般是薄壁的輕質(zhì)構(gòu)件,是建筑保溫、隔熱、隔聲的薄弱環(huán)節(jié)。尤以絕熱性能最差,它通過輻射傳遞、對流傳遞、傳導(dǎo)傳遞和空氣滲透等四種形式導(dǎo)致建筑物能量流失,普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑冬季保溫和夏季降溫能耗的50%以上。因此門窗是改善室內(nèi)熱、光環(huán)境的重中之重,其性能直接決定著建筑節(jié)能的效果。增強門窗的保溫隔熱性能,減少門窗的能耗,是改善建筑熱、光環(huán)境質(zhì)量、實現(xiàn)建筑節(jié)能目標的重要步驟。
門窗的保溫和隔熱與玻璃、門窗框的材料、構(gòu)造及其氣密性息息相關(guān)。建筑門窗無論什么形式、材質(zhì)都要使用玻璃,它占窗戶玻璃面積70%以上,因此建筑門窗的節(jié)能又應(yīng)當首先考慮玻璃的因素。這就是為什么在京、津、滬等大城市已頒布的地方性法規(guī)中,大力推廣和強制推行節(jié)能建筑,又無一例外地推行中空、充氣、低輻射玻璃的原因。
中空玻璃的推廣使用是時代進步的標志、建筑節(jié)能形勢發(fā)展使然。中空玻璃是由兩層以上玻璃將空氣層密封起來,其間層中充以黏度系數(shù)大而導(dǎo)熱系數(shù)小的惰性氣體以減小間層中的對流換熱,其節(jié)能特性的主要指標———傳熱系數(shù)K(指在穩(wěn)定傳熱條件下,玻璃兩側(cè)空氣溫度差為1°C時,單位時間內(nèi)通過1平方米中空玻璃的傳熱量,以W/m2K表示。K值越低,說明中空玻璃的保溫隔熱性能越好為2.7~3.3,而普通單片玻璃為5.8。
當然如中空玻璃能以LOW-E或SUN-E玻璃相匹配,由于其優(yōu)異的光學(xué)熱工特性,則保溫隔熱性能更突出。在發(fā)達國家中空玻璃已得到廣泛推廣和應(yīng)用。美國的應(yīng)用普及率已高達83%以上。德國政府對沒有中空玻璃的擬建樓房不予批準建設(shè),僅上世紀80年代前聯(lián)邦德國使用中空玻璃就達2.1億平方米,節(jié)約能源費達52億馬克。歐洲各國的應(yīng)用普及率已達50%。
日本政府加大力度,努力使其普及率達到50%。韓國普及率則接近90%。鑒于中空玻璃的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)相當成熟,實際使用廣泛,節(jié)能效果明顯,而投資則增加不多,因此說建筑門窗的節(jié)能在世界范圍已進入中空玻璃的時代,也是有依據(jù)的。
中空玻璃經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展特別是本世紀50年代中空玻璃獲得了大量的應(yīng)用,尤其七十年代發(fā)生石油危機以后,西方各發(fā)達國家認識到了能源的緊張,節(jié)能成為一項長期的目標。建筑節(jié)能產(chǎn)品的應(yīng)用成為國際建筑行業(yè)的主流。許多發(fā)達國家從產(chǎn)品技術(shù)開發(fā),技術(shù)指導(dǎo),應(yīng)用推廣到立法等方面引導(dǎo)、鼓勵和規(guī)范建筑建材市場,節(jié)能型建材產(chǎn)品的應(yīng)用有了廣闊的空間。
在我國能源的發(fā)展速度遠遠落后于經(jīng)濟的發(fā)展速度,外墻的能耗提高建筑門窗,外墻的隔熱性、氣密性是我們面臨的緊迫問題,這就為中空玻璃產(chǎn)品的開發(fā)和推廣應(yīng)用提供了政策基礎(chǔ)。
中空玻璃的結(jié)構(gòu)組成中空玻璃又稱隔熱是由兩塊或多塊玻璃板組成的,玻璃板之間有用隔框隔開的間隙,所以通常稱中空玻璃。根據(jù)中空玻璃使用地點的不同,使用目的的不同,中空玻璃所用的原材料和結(jié)構(gòu)也不盡相同。如在南方地區(qū),全年的氣溫較高,光照時間較長,在使用中空玻璃時,較多的考慮是控制外部熱量能夠較少的進入室內(nèi),在選擇中空玻璃原片時,會更多的考慮使用鍍膜玻璃。
在北方地區(qū),使用中空玻璃的主要目的是采暖和保溫,所以就會較多的考慮選用透明玻璃作中空玻璃原片。而在需要控制噪音的地方,就需要采用3層或充氣的中空玻璃,以達到使用的目的。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,中空玻璃的產(chǎn)品品種也有了較多的發(fā)展,采用的原材料的品種也隨著增加,如幕墻用中空玻璃、門窗用中空玻璃、汽車用中空玻璃、電器用中空玻璃、裝飾用中空玻璃等,所有這些產(chǎn)品,雖然用途不同,使用原材料也盡相同,但基本組成是相同的,即:玻璃、密封劑、干燥劑、隔條。
在構(gòu)成中空玻璃的所有原材料中,密封劑、干燥劑性能的好壞對中空玻璃產(chǎn)品的使用壽命影響較大,在考慮節(jié)能問題時,間隔條和密封膠的熱傳導(dǎo)性能的好壞將直接影響中空玻璃的邊部的隔熱性能,從而影響門窗的整體隔熱性能。中空玻璃生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展歷程,其本身也在不斷完善產(chǎn)品的隔熱、隔音性能。從最早的焊接法、熔接法到膠結(jié)鋁條法,產(chǎn)品的隔熱、隔音性能有了很大的提高。經(jīng)過七十年代的石油危機以后,人們發(fā)現(xiàn)鋁條法產(chǎn)品和邊部隔熱必須差,必須加以改善才能提高中空玻璃整體的隔熱性能。
中空玻璃的邊緣密封失敗,意味窗戶失去應(yīng)有的功能,不但窗戶的設(shè)計節(jié)能性能達不到,而且消費者也不能透過結(jié)霧的空氣層看清外面,影響中空玻璃的透視度,并降低隔熱效果,長時間的結(jié)霧會使玻璃的內(nèi)表面發(fā)生霉變或析堿,產(chǎn)生白班,嚴重影響中空玻璃的外觀質(zhì)量。由此可見,選擇高質(zhì)量的中空玻璃密封膠是防止中空玻璃霧化的首要和關(guān)鍵。選用的中空玻璃密封膠應(yīng)符合國家或行業(yè)標準要求,并且雙道中空玻璃的第一道和第二道密封膠應(yīng)相適合,不能互溶或反應(yīng),否則游客能導(dǎo)致玻璃表面污染,甚至老化。