充惰性气体中空玻璃节能效果分析

　　带Low-E镀膜（词条“镀膜”由行业大百科提供）并充惰性气体的中空玻璃对于窗（词条“窗”由行业大百科提供）户来讲应当是最佳的且是最基本的要求，它在环保，提供日光，空气流通及进一步的节能降噪方面的突出作用已被实践所证明。目前，大家对窗户的节能效果越来越重视。约有40%的能源被建筑物所消耗。根据各种研究结果(玻璃（词条“玻璃”由行业大百科提供）的U值Ug每降低0.1W/m²∙K, 就可使每平方米的玻璃每年减少原油消耗达1.2升)及对市场上各种玻璃进行的对比(表1)显示，按原油消耗量算，双玻Low-E充惰性气体的中空玻璃较普通含干燥空气的中空玻璃可减少50%，而三玻两腔的中空玻璃只可减少25%。

　　表1 各种玻璃热工指标对比

　　Ug-值：玻璃构件的传热系数（词条“传热系数”由行业大百科提供）

　　G-值：全部阳光辐射能的透过率

　　那么，充惰性气体对节能的作用是什么，而一旦失去惰性气体又会出现什么情况呢?

　　图1 充填氩气与传热系数的关系

　　充入惰性气体对玻璃的Ug值所产生的效果见图1(惰性气体充入的量越多，其产生的效果越好。相反，若中空玻璃腔内的惰性气体完全泄漏的话，则玻璃的Ug值因此而增加0.4W/(m²∙K), 那么，所消耗掉的燃油量也会相应增加4升/年∙平方米。

　　充入的惰性气体的损失是可以通过严格生产工艺并选择最佳的密封材料来使其减少到最少。2011年全球6.5亿多平方米中空玻璃中大部分为双玻，内道密封为丁基胶(PIB)，而外道或称第二道密封胶须是具有弹性的橡胶类材料，其作用应是能够在整个使用过程中粘接并紧密固定玻璃原片。由此可见，第二道密封胶是决定整个中空玻璃构件的质量及寿命的根本因素。

　　很多产品广告中常提到耐紫外线、耐候性、耐温性、粘接性、机械性能甚至收缩等都是最重要的特性。然而，实际上最至关重要的阻挡水汽及惰性气体透过的能力却被人们简单地有意或无意地忽视了。其实，对于第二道密封胶性能的要求这一争论的出现，是基于一个共识，即第一道丁基胶具有优异的对水汽及气体的阻隔能力。如果这一评价是真实的，那么不考虑二道密封胶的类型，所有用丁基胶(PIB)密封过的中空玻璃的水汽透过率与气体保持率检测都应显示出相近的结果。然而，在不同的检测机构对单独用丁基胶(PIB)密封的中空玻璃以及增加了用聚硫，聚氨酯及硅酮做二道密封的中空玻璃所做的标准检测试验显示了与上面相反的结果。

　　* 在1991 年时，只有用聚硫胶做二道密封的充氩气中空玻璃才有可能达到Li小于每年千分之五(5‰)的气体泄漏率。实际上大多数用聚硫密封胶密封的中空玻璃的Li小于每年百分之一。由于硅酮密封胶的高气体透过性，采用硅酮胶密封的中空玻璃显示出一个Li从千分之十(10‰)到Li大于千分之一百(>100‰)的非常宽的范围，而硅酮胶无法弥补中空玻璃生产者因加工工艺的些微差别所造成的密封缺陷。这可能与中空玻璃加工过程的一些微小差异有关。就这点而言，聚硫密封胶的应用条件控制要宽容的多。

　　* 表2 中的测试结果是2008到2010年期间，在Ift罗森海姆所做的类似的双玻中空玻璃氩气透过试验结果(欧洲不同的中空玻璃生产厂家都提供过这类数据)。

　　表2 双玻中空玻璃氩气透过试验结果

　　* 按EN1279-2和EN1279-3分别对采用丁基(一道胶

　　)，硅酮以及聚硫作二道密封胶的试验是由阿克苏诺贝尔公司与中空玻璃密封胶及中空玻璃构件生产商于2010年共同完成的，其目的就是要明确了解打胶厚度和丁基胶的用量(among otherparameters)对惰性气体(气体泄漏率Li)与水汽透过率(平均水汽透过指数Iav)的影响。相关文献的试验结果证实了这样一个众所周知的事实：内道丁基胶打的越多，外道密封胶打得越厚，则水汽及氩气透过率越低，但是，使用硅酮胶和聚硫胶是有区别的：

　　(1)对于不同特点的中空玻璃构件，用硅酮密封的水汽透过率的变化极大(2%≤Iav≤14%)，而用聚硫密封的Iav变化范围只在4.5%–7.5%间，所有样件均通过了试验。而用硅酮密封的试验结果显示出其对打胶厚度及丁基胶用量更为敏感。

　　(2)用聚硫胶密封的中空玻璃构件的EN1279-3试验前后的气体泄漏率几乎是在同一水平，并且与中空玻璃构件的特点无关。然而，用硅酮胶密封的中空玻璃构件的试验结果则有极大的变化(见表3)。

　　表3 硅酮和聚硫作二道密封胶气体泄漏率

　　显然，第二道密封胶的种类对气体及水汽的密封性有着极大的影响。透过性实际上是材料自身的特性而且是与聚合物类型及密封胶配方有着密切关系的。因此，二道密封胶类型的选择不应是随意的。几家独立的研究机构按照EN1279-4所做的膜试验的结果证实了主要的中空玻璃二道密封胶水汽及气体透过性(见表4)。

　　表4 不同研究机构水汽及气体透过性结果

　　一旦第一道密封失效，二道密封胶即成为唯一的屏障。因此，二道密封胶就应当具备最好的阻隔性能。气密性则更是正确选择二道密封胶时应该考虑的基本性能，因为氩气分子的直径是在玻璃表面褶皱(不平整)的范围之内。其结果是使氩气分子可能沿着丁基胶与玻璃间的界面扩散。

　　由于优异的对气体及水汽的阻隔能力，聚硫胶应该作为充惰性气体中空玻璃构件的二道密封胶的首选，以提供最大限度的气密性，这同时也意味着最大限度的安全保证。因为，相对于水汽进入中空玻璃腔内的情况，所充惰性气体的损失是无法用肉眼看到的。气体的损失只能由专业人员用专用设备检测到，而不必破坏中空玻璃。对于中空玻璃的使用者来说，他们只能通过电、气等燃料费用的增加认识到这一结果。

　　我们最终得出的结论，即没有充惰性气体的中空玻璃的节能效率是不够的，而且也不是当今高水准中空玻璃系统。聚硫二道密封胶可确保中空玻璃腔内所充惰性气体长久不泄漏，从而延长了中空玻璃的使用寿命。【完】