淺談高性能中空玻璃柔性（超級）暖邊間隔條的市場應用

魏賀東

【摘要】由復合材料組合而成，具有柔性粘接支撐并含干燥劑的暖邊間隔條以其優(yōu)秀的保溫特性、可靠的密封性能、靚麗的外觀效果等特點，已經在門窗和幕墻領域得到了廣泛應用;尤其是近年來被動式超低能耗建筑在中國蓬勃發(fā)展使得柔性暖邊間隔條在市場上大量應用。本文闡述了柔性（超級）暖邊間隔條中空玻璃技術對節(jié)能門窗的影響，并通過模擬、測試實驗等數據進行了詳細的對比分析，對柔性（超級）暖邊間隔條的應用、設計等具有重要意義。

【關鍵詞】節(jié)能;超級暖邊間隔條;中空玻璃

1. 引言

暖邊間隔條的發(fā)展與建筑節(jié)能、門窗、中空玻璃的發(fā)展息息相關。被動式建筑在我國的大量興起和推廣，使得相關市場對相關部品的要求及性能提出了更高的要求。同時，伴隨著建筑節(jié)能標準的逐步提高以及被動式建筑的推廣和應用作為建筑外圍護結構重要組成部分的中空玻璃，節(jié)能特性的要求也逐步提高，門窗的傳熱系數、惰性氣體的穩(wěn)定性、結露、隔熱、保溫等性能也成為建筑節(jié)能降低建筑能耗提高室內舒適度的重要指標因素。

據統(tǒng)計，1990年， 歐美發(fā)達國家冷邊（ 即采用鋁金屬為主要原料）的中空玻璃占市場份額的85%，而暖邊的市場份額僅占15%;但是到了2000年，暖邊的市場份額上升到80%，冷邊則下降到20%。暖邊間隔條的主要原材料大體可以分為三類，一是傳導系數低于鋁的金屬類，例如不銹鋼;二是非金屬材料，例如玻璃纖維條、柔性（超級）暖邊間隔條（以下簡稱“超級間隔條”）、暖邊; 三是金屬與非金屬的復合材料，例如斷橋間隔條、復合膠條等。而應用超級間隔條的中空玻璃由于有優(yōu)越的節(jié)能特性，在建筑節(jié)能領域得到了廣泛的應用。本文針對近年來發(fā)展較快的第二類，超級暖邊間隔條進行探討。

2. 暖邊間隔條

行業(yè)標準JC/T 2453-2018《中空玻璃間隔條——暖邊間隔條行業(yè)標注》中規(guī)定，暖邊間隔條（以下簡稱“暖邊”）的定義為：由低熱導率材料組成，用于降低中空玻璃邊部熱傳導的間隔條。標準中規(guī)定，暖邊間隔條的暖邊溫差導熱值應不大于0.007W/K即材料厚度d與導熱系數成績<0.007W/K，即Σ（dxλ）<0.007。

JC/T 2453-2018《中空玻璃間隔條—暖邊間隔條行業(yè)標注》4.1分類，將暖邊間隔條分為剛性暖邊和柔性暖邊兩種。剛性暖邊間隔條：一般包括聚丙烯+不銹鋼、PVC+不銹鋼、玻璃增強復合材料+復合膜等，以GN表示[1]。柔性暖邊間隔條：一般包括聚異丁烯等以RN表示。超級間隔條則屬于柔性間隔條，具有良好的熱工性能和力學性能。

3.超級間隔條

超級暖邊間隔條：是一種熱固彈性微孔結構，以硅酮/EPDM為基材， 集成干燥劑和粘接劑;是一種完全非金屬暖邊間隔條。

超級間隔條結構注釋：①色澤柔和，無金屬炫光表面;②微孔彈性結構，內含3A分子篩（干燥劑）;③初始結構粘接劑;④非常致密多層聚酯防潮膜，防止水汽、氬氣滲透;⑤預留丁基膠涂布，實現三道密封結構。

4.超級暖邊間隔條中空玻璃的優(yōu)勢

中空玻璃本身具有高保溫、抗結露、隔聲等提高整窗的熱工和光學性能等優(yōu)異的特性。間隔條的材料和性能對整塊中空玻璃使用壽命及性能有極大的影響，好的間隔條能有效保證中空玻璃的性能。

4.1 熱工性能優(yōu)異

中空玻璃的邊緣熱損失占整個中空玻璃熱損失的很大一部分，且氬氣的流失將散失更多的能量。因此，改善中空玻璃的邊部的熱傳導系數對提高整窗的節(jié)能性能具有重要意義。

4.2 抗結露性能優(yōu)異

因為暖邊間隔條的低導熱性能，可以使玻璃邊部獲得極佳的保溫特性，避免玻璃邊部線性傳熱流失。正因為優(yōu)異的保溫性能，讓寒冷冬季室內側窗體表面的溫度可以保持更接近室內環(huán)境溫度從而防止玻璃或窗框產生起霧、結露等現象。為了驗證不同材質的間隔條的露點溫度，采用flixo軟件設置室外溫度-10℃，室內溫度20℃ ，相對濕度65%的條件下進行模擬計算。

從圖7和圖8體現出超級暖邊間隔條中空玻璃抗結露性能優(yōu)異，其邊緣的表面溫度比普通中空玻璃一般高6 ℃左右。根據《不同溫濕度下的露點溫度》表可直觀地看出：相對濕度65%，室內溫度20℃時，13.3℃時物體表面會發(fā)生結露現象。通過模擬計算可直觀得出，超級暖邊間隔條中空玻璃展現出極高的抗結露性能，消除了玻璃邊緣的結露現象，排除了由霉菌引起的相關健康問題，使中空玻璃更潔凈透明。

4.3 密封性能完整

中空玻璃腔體內存在空氣（或惰性氣體），由于中空玻璃制作時的溫度與中空玻璃的實際使用時外界溫度存在溫差，要保持中空玻璃腔體內的壓強不變，則氣體體積必須進行相應的變化，即出現“呼吸作用”。這種氣體體積的變化會對邊部密封材料產生擠壓或者拉伸，鋁隔條膨脹系數小，會擠壓丁基膠向玻璃內部遷移，造成溢膠或密封失效。而采用超級間隔條，則可有效避免上述情況的發(fā)生。

4.4 超強耐候性

超級暖邊間隔條中空玻璃在ASTM E2188/2189/2190 的標準下，業(yè)內最嚴苛的實驗條件，高溫高濕、氣候循環(huán)、紫外線照射同時進行，如表5、表6實驗條件所示。在多輪測試后超級暖邊間隔條中空玻璃密封性能仍然保持完好，耐候性能超強，檢測報告如圖11。

4.5 三道密封 比市場主流玻璃多一道密封

超級間隔條具有三道密封結構，較市場上絕大多數間隔條多一道密封，有效保證了中空腔體內部的氣密性。杜絕中空腔體內部起霧，惰性氣體泄漏等問題的產生。

4.6 性能卓越 氬氣流失率每年不到0.19%

超級暖邊間隔條中空玻璃其間隔條柔性的特點，可隨著玻璃形狀任意彎曲，始終保持與玻璃間無縫貼合，有效降低氬氣泄漏。依據EN 1279-3標準，由北美獨立實驗室做的氬氣流失測試，5年之后氬氣流失<1%，每年不到0.19%，有效保障了中空玻璃性能。

4.7 解決了中空玻璃的“癌癥”，玻璃不再“流淚”

超級暖邊間隔條中空玻璃具有獨立的丁基膠膠槽，有效阻止了丁基膠的內溢現象，滿足了高標準的外觀要求。且在生產過程中，高度自動化、高標準加工，使丁基膠涂抹不會出現不平整、溢膠等現象，其現象如圖16、圖17所示，有效杜絕中空玻璃密封溢膠的情況。

5. 超級暖邊四玻三腔中空玻璃和超級暖邊三玻兩腔中空玻璃

超級暖邊作為新一代的高性能中空玻璃配套產品，具有更優(yōu)異的熱工性能，極大地降低了玻璃邊緣線傳熱損失對玻璃性能帶來的影響。采用超級暖邊間隔條配置的四玻三中空和三玻兩中空高性能玻璃都是被動式超低能耗建筑的優(yōu)選方案。

6. 結論

從熱工模擬到測試結果表明，應用超級（柔性）暖邊間隔條可緩解“呼吸作用”提高低輻射鍍膜玻璃及中空玻璃的使用壽命、改善中空玻璃的邊緣線性傳熱系數減少玻璃周邊的熱傳遞及邊部冷凝，有效降低整窗K值，提高了中空腔內氬氣的保持率等優(yōu)異性能。超級暖邊間隔條的問世使得節(jié)能門窗在性能等方面得到了巨大的提升，成為被動窗及被動式超低能耗建筑的必要保障部品，隨著被動式超低能耗建筑在我國的發(fā)展，超級（柔性）暖邊間隔條配置的中空玻璃應用前景將越來越廣泛。

參考文獻

[1]JC/T 2453-2018《中空玻璃間隔條第3部分：暖邊間隔條》

[2]ASTM E 2188-10， Standard Test Method for Insulating Glass Unit Performance[S]， ASTM International.

[3]ASTM E 2189-10， Standard Test Method for Testing Resistance to Fogging in Insulating Glass Units[S]， ASTM International.

[4]ASTM E 2190-10， Standard Specification for Insulating Glass Unit Performance and Evaluation[S]， ASTM International.