充惰性氣體中空玻璃節能效果分析

　　帶Low-E鍍膜（詞條“鍍膜”由行業大百科提供）并充惰性氣體的中空玻璃對于窗（詞條“窗”由行業大百科提供）戶來講應當是最佳的且是最基本的要求，它在環保，提供日光，空氣流通及進一步的節能降噪方面的突出作用已被實踐所證明。目前，大家對窗戶的節能效果越來越重視。約有40%的能源被建筑物所消耗。根據各種研究結果(玻璃（詞條“玻璃”由行業大百科提供）的U值Ug每降低0.1W/m²∙K, 就可使每平方米的玻璃每年減少原油消耗達1.2升)及對市場上各種玻璃進行的對比(表1)顯示，按原油消耗量算，雙玻Low-E充惰性氣體的中空玻璃較普通含干燥空氣的中空玻璃可減少50%，而三玻兩腔的中空玻璃只可減少25%。

　　表1 各種玻璃熱工指標對比

　　Ug-值：玻璃構件的傳熱系數（詞條“傳熱系數”由行業大百科提供）

　　G-值：全部陽光輻射能的透過率

　　那么，充惰性氣體對節能的作用是什么，而一旦失去惰性氣體又會出現什么情況呢?

　　圖1 充填氬氣與傳熱系數的關系

　　充入惰性氣體對玻璃的Ug值所產生的效果見圖1(惰性氣體充入的量越多，其產生的效果越好。相反，若中空玻璃腔內的惰性氣體完全泄漏的話，則玻璃的Ug值因此而增加0.4W/(m²∙K), 那么，所消耗掉的燃油量也會相應增加4升/年∙平方米。

　　充入的惰性氣體的損失是可以通過嚴格生產工藝并選擇最佳的密封材料來使其減少到最少。2011年全球6.5億多平方米中空玻璃中大部分為雙玻，內道密封為丁基膠(PIB)，而外道或稱第二道密封膠須是具有彈性的橡膠類材料，其作用應是能夠在整個使用過程中粘接并緊密固定玻璃原片。由此可見，第二道密封膠是決定整個中空玻璃構件的質量及壽命的根本因素。

　　很多產品廣告中常提到耐紫外線、耐候性、耐溫性、粘接性、機械性能甚至收縮等都是最重要的特性。然而，實際上最至關重要的阻擋水汽及惰性氣體透過的能力卻被人們簡單地有意或無意地忽視了。其實，對于第二道密封膠性能的要求這一爭論的出現，是基于一個共識，即第一道丁基膠具有優異的對水汽及氣體的阻隔能力。如果這一評價是真實的，那么不考慮二道密封膠的類型，所有用丁基膠(PIB)密封過的中空玻璃的水汽透過率與氣體保持率檢測都應顯示出相近的結果。然而，在不同的檢測機構對單獨用丁基膠(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標準檢測試驗顯示了與上面相反的結果。

　　* 在1991 年時，只有用聚硫膠做二道密封的充氬氣中空玻璃才有可能達到Li小于每年千分之五(5‰)的氣體泄漏率。實際上大多數用聚硫密封膠密封的中空玻璃的Li小于每年百分之一。由于硅酮密封膠的高氣體透過性，采用硅酮膠密封的中空玻璃顯示出一個Li從千分之十(10‰)到Li大于千分之一百(>100‰)的非常寬的范圍，而硅酮膠無法彌補中空玻璃生產者因加工工藝的些微差別所造成的密封缺陷。這可能與中空玻璃加工過程的一些微小差異有關。就這點而言，聚硫密封膠的應用條件控制要寬容的多。

　　* 表2 中的測試結果是2008到2010年期間，在Ift羅森海姆所做的類似的雙玻中空玻璃氬氣透過試驗結果(歐洲不同的中空玻璃生產廠家都提供過這類數據)。

　　表2 雙玻中空玻璃氬氣透過試驗結果

　　* 按EN1279-2和EN1279-3分別對采用丁基(一道膠

　　)，硅酮以及聚硫作二道密封膠的試驗是由阿克蘇諾貝爾公司與中空玻璃密封膠及中空玻璃構件生產商于2010年共同完成的，其目的就是要明確了解打膠厚度和丁基膠的用量(among otherparameters)對惰性氣體(氣體泄漏率Li)與水汽透過率(平均水汽透過指數Iav)的影響。相關文獻的試驗結果證實了這樣一個眾所周知的事實：內道丁基膠打的越多，外道密封膠打得越厚，則水汽及氬氣透過率越低，但是，使用硅酮膠和聚硫膠是有區別的：

　　(1)對于不同特點的中空玻璃構件，用硅酮密封的水汽透過率的變化極大(2%≤Iav≤14%)，而用聚硫密封的Iav變化范圍只在4.5%–7.5%間，所有樣件均通過了試驗。而用硅酮密封的試驗結果顯示出其對打膠厚度及丁基膠用量更為敏感。

　　(2)用聚硫膠密封的中空玻璃構件的EN1279-3試驗前后的氣體泄漏率幾乎是在同一水平，并且與中空玻璃構件的特點無關。然而，用硅酮膠密封的中空玻璃構件的試驗結果則有極大的變化(見表3)。

　　表3 硅酮和聚硫作二道密封膠氣體泄漏率

　　顯然，第二道密封膠的種類對氣體及水汽的密封性有著極大的影響。透過性實際上是材料自身的特性而且是與聚合物類型及密封膠配方有著密切關系的。因此，二道密封膠類型的選擇不應是隨意的。幾家獨立的研究機構按照EN1279-4所做的膜試驗的結果證實了主要的中空玻璃二道密封膠水汽及氣體透過性(見表4)。

　　表4 不同研究機構水汽及氣體透過性結果

　　一旦第一道密封失效，二道密封膠即成為唯一的屏障。因此，二道密封膠就應當具備最好的阻隔性能。氣密性則更是正確選擇二道密封膠時應該考慮的基本性能，因為氬氣分子的直徑是在玻璃表面褶皺(不平整)的范圍之內。其結果是使氬氣分子可能沿著丁基膠與玻璃間的界面擴散。

　　由于優異的對氣體及水汽的阻隔能力，聚硫膠應該作為充惰性氣體中空玻璃構件的二道密封膠的首選，以提供最大限度的氣密性，這同時也意味著最大限度的安全保證。因為，相對于水汽進入中空玻璃腔內的情況，所充惰性氣體的損失是無法用肉眼看到的。氣體的損失只能由專業人員用專用設備檢測到，而不必破壞中空玻璃。對于中空玻璃的使用者來說，他們只能通過電、氣等燃料費用的增加認識到這一結果。

　　我們最終得出的結論，即沒有充惰性氣體的中空玻璃的節能效率是不夠的，而且也不是當今高水準中空玻璃系統。聚硫二道密封膠可確保中空玻璃腔內所充惰性氣體長久不泄漏，從而延長了中空玻璃的使用壽命。【完】