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密封膠對(duì)建筑外窗節(jié)能的影響分析
2023-08-10 17:01:31
密封膠在中空玻璃、外窗縫隙中的運(yùn)用剖析，闡明選用適宜的密封膠能夠進(jìn)步中空玻璃的質(zhì)量、加強(qiáng)外窗結(jié)構(gòu)的氣密性，然后完成外窗的節(jié)能，并對(duì)節(jié)能作用進(jìn)行了剖析。
修建節(jié)能是落實(shí)我國“節(jié)能減排”政策的重要內(nèi)容之一。在各種能耗中，修建能耗占全國總能耗的27.5%以上。近幾年，我國每年新建房子面積近20億平方米，其間約90%為高耗能修建；在既有的近400億平方米修建中，有95%是高耗能修建，而這些高耗能修建中又有50％的耗能是經(jīng)過門窗散失的。我國在修建物保溫功能上與發(fā)達(dá)國家比較，外窗單位面積能耗是發(fā)達(dá)國家的2～3倍，門窗空氣走漏率為發(fā)達(dá)國家的3～6倍。因而門窗節(jié)能是進(jìn)步我國修建節(jié)能的關(guān)鍵。
我國的節(jié)能門窗主要從窗型、玻璃、窗框三個(gè)方面采納辦法，經(jīng)過對(duì)熱的對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射這3種熱交換進(jìn)行有效的阻斷到達(dá)節(jié)能的意圖。因?yàn)橥獯暗臒醽G失主要是經(jīng)過玻璃的傳導(dǎo)、輻射與存在的縫隙，因而，采用節(jié)能型玻璃（如中空玻璃）、加強(qiáng)外窗結(jié)構(gòu)的氣密性是完成外窗節(jié)能的重要途徑，這其間密封膠起著十分重要的作用。
中空玻璃的密封膠的選用
中空玻璃是現(xiàn)在運(yùn)用較廣的一鐘
節(jié)能玻璃
，具有的隔熱功能，其隔熱才能主要來源于二玻璃間密封的空氣層。此空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.028W/m•K，遠(yuǎn)低于玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)（0.77W/m•K），密封的中空玻璃除玻璃四邊用密封膠導(dǎo)熱，其他大面積玻璃均依托空氣層導(dǎo)熱， 因而加大了熱阻，明顯進(jìn)步了中空玻璃隔熱作用。由此可知，決定中空玻璃質(zhì)量功能的主要要素是密封膠的功能以及密封道數(shù)。
中空玻璃密封膠的選用
常用的中空玻璃密封膠有聚硫膠、丁基熱熔膠、聚氨酯膠和硅酮膠，聚硫密封膠是中空
玻璃
行業(yè)
中最早運(yùn)用的外層密封膠。2002年后，全球中空玻璃密封膠中，聚氨酯因其的功能及環(huán)保性，取代聚硫膠占據(jù)了商場主導(dǎo)地位。表1是常用密封膠的功能比較。
耐候性
密封膠的抗老化功能在很大程度上決定了中空玻璃的運(yùn)用壽數(shù)。在常用的密封膠中，硅酮膠有很好的耐候性，在很寬的溫度范圍內(nèi)能夠長期運(yùn)用而不變質(zhì)；聚硫膠能在-50℃至100℃溫度范圍內(nèi)亦可保持其特性；而聚氨酯膠其外表易劣化，但對(duì)配方進(jìn)行改進(jìn)后，其運(yùn)用壽數(shù)長也可達(dá)15～20年。
透氣率
透氣量是一個(gè)非常重要的要素。中空玻璃隔熱、防霜霧功能是經(jīng)過其內(nèi)部一層密封的、枯燥的空氣（或是氬氣、氙氣等）層來完成的，一旦透氣量到達(dá)一定程度，在較低溫度時(shí)，就會(huì)結(jié)霜結(jié)露，中空玻璃的運(yùn)用功能也就失效。因而，要求
密封資料
對(duì)氣體具有杰出的阻隔功能或具較低的透氣率。
常見的中空玻璃密封膠中，丁基膠的水蒸汽透過率最低，但丁基膠是熱塑性的，只用做內(nèi)層密封，一般不獨(dú)自運(yùn)用；聚硫膠具有較低的透氣率，是制造中空玻璃的抱負(fù)資料；硅酮膠的透氣率較高，約為10～15g/m2•d•cm，一般地，運(yùn)用硅酮膠密封膠時(shí)采用雙道密封結(jié)構(gòu)；與聚硫膠和硅酮膠比較，聚氨酯的水氣浸透率是最低的，運(yùn)用聚氨酯的制造的中空玻璃的質(zhì)量會(huì)更為。
中空玻璃的密封結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在商場上中空玻璃的密封結(jié)構(gòu)主要有膠條法和膠接法。膠條結(jié)構(gòu)的主體資料是丁基或聚異丁烯膠，膠條在加熱、加壓條件下在玻璃上構(gòu)成一個(gè)非化學(xué)粘接表層，導(dǎo)致耐溫度交變功能、耐候功能差（丁基或聚異丁烯膠遇熱易蠕變，遇冷則變硬）；再者，膠條為熱塑性體而非彈性體，因而抗位移變形才能很差。從實(shí)踐運(yùn)用作用看，中空玻璃漏氣、漏水現(xiàn)象嚴(yán)重，因而膠條結(jié)構(gòu)的中空玻璃會(huì)逐漸被篩選。膠接法密封結(jié)構(gòu)主要有單道密封與雙道密封，因?yàn)殡p道密封的中空玻璃的耐久性和密封壽數(shù)較單道密封的要長，所以現(xiàn)在雙道密封的中空玻璃占商場主導(dǎo)地位。丁基膠在幾種常用膠中的水氣浸透率最低，通常被用作道密封，起阻隔水氣、避免空氣和惰性氣體進(jìn)出中空玻璃空腔的作用；第二道密封膠常用聚硫膠、聚氨酯膠和硅酮膠，主要是將玻璃和間隔條粘結(jié)成一中空玻璃全體、避免氣體走漏、彈性康復(fù)并緩沖邊部應(yīng)力，并對(duì)避免水氣浸透起輔助作用。
粘接性
丁基熱熔膠屬于非化學(xué)粘接，低溫粘接性差；硅酮膠因?yàn)楸旧砭陀泻軓?qiáng)的粘結(jié)功能，所以運(yùn)用硅酮膠作
中空玻璃密封
條不需要再涂底膠，直接升溫便可與玻璃很好地粘接在一起；但它的耐水性較差，因?yàn)椴Ａc窗框之間容易積存雨水，經(jīng)過日曬，水溫最高可達(dá)80℃左右，在此條件下，膠的粘接強(qiáng)度會(huì)降低，膠層與玻璃之間就會(huì)脫粘而導(dǎo)致中空玻璃失效；聚硫膠與玻璃的粘接性差，一般需加入不飽和聚酯來進(jìn)步其與玻璃的粘接性或運(yùn)用雙道密封結(jié)構(gòu)；聚氨酯膠因含有極性很強(qiáng)、化學(xué)生動(dòng)性很高的異氰酸酯基（—NCO）和氨酯基（—NHCOO—），它與含有生動(dòng)氫的資料和玻璃等外表光潔的資料都有著的化學(xué)粘接力，而聚氨酯與被粘接資料之間發(fā)生的氫鍵作用會(huì)使高分子內(nèi)聚力增加，然后使粘接更加結(jié)實(shí)。
試驗(yàn)結(jié)果表明:硅酮密封膠抗老化功能很好，運(yùn)用壽數(shù)長，但它的透氣量比聚硫橡膠密封膠要大，抗結(jié)霜結(jié)露功能較差，所以在長期范圍內(nèi)，它的運(yùn)用作用沒有聚硫橡膠密封膠好，且它的歸納成本了略高于聚硫膠，但是聚硫膠粘接功能較差，有必要運(yùn)用雙道密封；與聚硫膠和硅酮膠比較，聚氨酯的水氣浸透率是最低的，其接著性也較好，在其他條件不變的情況下，運(yùn)用聚氨酯的制造的中空玻璃的密封壽數(shù)和耐久性應(yīng)該要長一些。
硅酮膠在反響過程中脫去易發(fā)散的小分子丙酮，會(huì)構(gòu)成膠層外表的污染；聚硫膠的配方中需運(yùn)用化學(xué)溶劑，當(dāng)溶劑從邊部密封的膠體中蒸發(fā)時(shí)，會(huì)對(duì)環(huán)境發(fā)生一定的污染；而運(yùn)用不含溶劑的聚氨酯膠時(shí)，既不會(huì)生成易蒸發(fā)的有害物質(zhì)，也沒有溶劑蒸發(fā)的問題發(fā)生，從環(huán)保的角度考慮，更易廣為承受。
總之，關(guān)于修建門窗用中空玻璃應(yīng)挑選丁基-聚硫體系（丁基膠作內(nèi)層密封、聚硫膠作外層密封）或是環(huán)保型的聚氨酯系列密封膠。
外窗密封膠的選用
國家規(guī)定，新建修建門窗密封性目標(biāo)不低于《建筑外窗空氣浸透功能分級(jí)及其檢測辦法》（GB7107）規(guī)定的Ⅲ級(jí)水平，相當(dāng)于窗戶每米縫長的空氣浸透量為QL≤2.5m3/(m•h)。這就要求有必要采納相應(yīng)的辦法，以確保外窗的密封性及修建物的全體節(jié)能要求。一般可從以下兩個(gè)方面加強(qiáng)外窗的密封功能?！?nbsp;
膠條的選用
框扇間的
密封膠條
是外窗氣密性和水密性的確保，鋁合金窗檢驗(yàn)規(guī)范要求：在封閉后各配合處無縫隙，不透氣、不透光，密封面上的密封條應(yīng)處于壓縮狀態(tài)。這就要求所運(yùn)用的膠條要有較高的復(fù)原性和位移補(bǔ)償才能，即：密封膠條應(yīng)能適應(yīng)接縫遭到壓力或拉力時(shí)所發(fā)生的位移、基材受熱時(shí)或受冷時(shí)的膨脹和收縮。常用硫化橡膠類和熱塑性彈性體類密封膠條，如：三元乙丙橡膠、熱塑性硫化膠(TPV)、聚氨酯熱塑性彈性體(TPU)膠條等，抱負(fù)的是運(yùn)用三元乙丙和TPU等耐候性好的膠料。
密封膠的選用
在玻璃與窗框間運(yùn)用密封膠對(duì)縫隙進(jìn)行處理，既結(jié)實(shí)牢靠，又使外表無縫隙，進(jìn)步氣密功能?，F(xiàn)在多運(yùn)用膠條和密封膠兩種方式。膠條在加熱、加壓條件下在粘接面上構(gòu)成一個(gè)非化學(xué)粘接表層，其耐候性、抗位移變形才能較差，在搭接處易構(gòu)成縫隙，影響窗的密封功能。因?yàn)檫@種辦法不符合節(jié)能的要求，將逐漸淡出商場。
密封膠是裝配現(xiàn)場進(jìn)行施工粘結(jié)的非定型資料，除接縫構(gòu)造設(shè)定、施工技術(shù)要素外，密封膠的選用直接決定粘結(jié)密封功能。常用的三大彈性密封資料——聚氨酯密封膠、有機(jī)硅密封膠和聚硫密封膠，其間聚氨酯與金屬、玻璃等外表光潔的資料都有著的化學(xué)粘接力，且性價(jià)比已接近于修建用抱負(fù)的密封資料，占據(jù)著商場主導(dǎo)地位。
此外，窗扇與窗框間一般運(yùn)用毛條加強(qiáng)密封和隔熱，一般化纖毛條遇水會(huì)卷曲而失去密封作用，有必要運(yùn)用硅化毛條。
節(jié)能作用剖析
試驗(yàn)表明，選用適宜的密封膠能夠進(jìn)步中空玻璃的質(zhì)量，增強(qiáng)外窗的氣密性，對(duì)外窗的節(jié)能有十分重要的作用。咱們現(xiàn)將結(jié)構(gòu)為5+12A+5中空玻璃、氣密性3級(jí)的節(jié)能鋁合金外窗與一般鋁合金外窗的節(jié)能作用做以下比照剖析（我國修建門窗商場上，鋁合金外窗占比為55%）。
比照剖析中選取華北地區(qū)為例，該區(qū)域大多屬于冬冷夏熱地區(qū)，一般地，冬天采暖期為120天，平均氣溫-1.6℃（以北京為例）；夏日制冷期為6、7、8三個(gè)月之間，9：00至17：00室外平均氣溫在33℃以上，夜間平均氣溫超越28℃約30天，整個(gè)夏日制冷時(shí)刻約為720小時(shí)。
依據(jù)下面的節(jié)能公式：
冬天: QJ=(A-A1)×(tn-tp)×24×n1/103×3.6×106J/kw•h
夏日: QJ=(A1-A)×(tn-tp)×T/103×3.6×106J/kw•h
式中QJ——節(jié)能量，單位為kw•h；
A——一般鋁合金窗的導(dǎo)熱系數(shù)，4.0w/m2•K；
A1——節(jié)能外窗的導(dǎo)熱系數(shù)，2.8w/m2•K；
tn——華北地區(qū)采暖期室內(nèi)平均溫度，冬天取18℃，夏日取21℃； tp——采暖期室外平均溫度，冬天取-1.6℃，夏日取31℃；
n1——采暖天數(shù)，華北地區(qū)采暖天數(shù)為120天；
T——制冷時(shí)刻（小時(shí)），夏日平均制冷時(shí)刻720小時(shí)。
（1）冬天節(jié)能計(jì)算：
QJ=（4.0－2.8）×（18－1.6）×24×120÷103×3.6×106J/ kw•h=2.04×108J/m2
按熱力折算系數(shù)：0.03412千克規(guī)范煤/百萬焦耳，折標(biāo)煤：6.96千克規(guī)范煤/m2。
（2）夏日節(jié)能計(jì)算：
QJ=(2.8－4.0)×(21－33)×720÷103×3.6×106J/kw•h=0.373×108J/m2
折標(biāo)煤：0.01千克規(guī)范煤/m2。
（3）冬夏兩季共節(jié)省規(guī)范煤6.97千克/m2。
以上比照剖析中所取的保溫值K［w/(m2•K)］均為保存值。如配合運(yùn)用6Low-E+12A+6中空玻璃時(shí)，整窗的K值可達(dá)2.1w/(m2•K)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以上比照計(jì)算中引證的K值。在實(shí)踐運(yùn)用中，節(jié)能作用也將高于計(jì)算的結(jié)果。經(jīng)過比照計(jì)算能夠看出，運(yùn)用中空玻璃（一般浮法玻璃）和適宜的密封體系時(shí)，可到達(dá)杰出密封功能，其節(jié)能作用是明顯的。
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