如何提高中空玻璃的惰性氣充氣水平和保持能力

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1、如 何 提 高 中 空 玻 璃 的 惰 性 氣充 氣 水 平 和 保 持 能 力 ?王 鐵 華2008年 8月 12日 基 礎(chǔ) 知 識 充 氬 中 空 玻 璃 與 空 氣 層 間 隔 基 礎(chǔ) 知 識 充 氬 中 空 玻 璃 與 空 氣 層 間 隔 之 間 的 關(guān) 系 ， 是 函 數(shù) 關(guān) 系 K值 在 16mm處 最 佳 （ 拐 點(diǎn) ） . 從 6-16mm， K值 隨 空 氣 層 增 加 而 改 善 ， 超 過 該 拐點(diǎn) 傳 熱 系 數(shù) 不 改 變 ， 只 增 加 材 料 使 用 量 而 已 。 因 此 , 通 過 調(diào) 整 空 間 距 離 , 可 以提 高 節(jié) 能 (6-16mm), 或 節(jié)

2、約 材 料 (16mm). 充 氣 與 低 輻 射 玻 璃 結(jié) 合 使 用 ,提 高 節(jié) 能 幅 度 比 與 透 明 玻 璃 效 果好 . 三 條 曲 線 e=0.84、 e=0.10和 0.05 基 礎(chǔ) 知 識 濃 度 與 傳 熱 系 數(shù) 4+12+4mm 濃 度 與 傳 熱 系 數(shù) 線 性 關(guān) 系 , 濃 度 越 大 , K值 越 低 ; 初 始 充 氣 濃 度 應(yīng) 該 盡 可 能 高 一 些 , 但 是 并 不 是 說 越 高 越 好 ,如 100%比 較 90或95%的 改 善 就 不 是 特 別 明 顯 ; 從 白 玻 璃 看 , 100%濃 度 比 較 空 氣 (氬 氣 0%)改

3、善 近 5%, 從 90%-100%, 改 善 了 小 于 1%.從 70%到 90%, 對 低 輻 射 玻 璃 來 說 ,提 高 接 近 12%.惰 性 氣 體 與 低 輻 射 玻 璃 結(jié) 合 使 用 , U值 改 善 為 15-20%, 與 白 玻 結(jié) 合 使 用 ,僅 為 2-5%. 結(jié) 論 : 從 降 低 傳 熱 系 數(shù) 角 度 看 , 應(yīng) 首 先 采 用 LOW-E玻 璃 , 在 此基 礎(chǔ) 上 ,再 考 慮 惰 性 氣 體 的 使 用 . 白 玻 充 氣 與 不 充 氣 的 比 較 U值 : 2.7 W/M2.K (90%); 2.85W/M2.K (0.0%)單 銀 充 氣 與 單

4、 銀 不 充 氣 、 充 氣 白 玻 比 較 U值 : 1.6 W/M2.K (90%); 2.0 W/M2.K (0.0%); 2.7 W/M2.K (90%)雙 銀 充 氣 與 雙 銀 不 充 氣 、 單 銀 充 氣 比 較U值 : 1.3 W/M2.K (90%); 1.65 W/M2.K (0.0%); 1.6 W/M2.K (90%)結(jié) 論 :白 玻 情 況 下 充 氣 效 果 不 佳 ， 不 應(yīng) 充 氣 ；單 銀 充 氣 的 效 果 最 好 ， 比 雙 銀 充 氣 的 U值 改 進(jìn) 大 ， 而 且 經(jīng)濟(jì) 效 果 好 。 Low-E鍍 膜 玻 璃 和 充 氬 氣 帶 來 的 U值 改

5、 善 之 對 比中 空 玻 璃 配 置 玻 璃 中 央 U值 玻 璃 中 央 UE = 0.1， 空 氣 1.82 E = 0.05， 空 氣 1.70 0.12E = 0.1， 氬 氣 1.53 E = 0.05， 氬 氣 1.36 0.17充 氬 氣 帶 來 的 改 善 U 0 . 2 9 0.34 原 因 的 深 層 剖 析普 通 中 空 玻 璃 的 傳 熱 中 ,熱 輻 射 占 50%、 熱 傳 導(dǎo) 和 熱 對 流 各 占 25%。 如 果 熱 輻射 不 首 先 解 決 ， 充 氣 帶 來 的 改 善 只 占 2-5%,意 義 不 大 。導(dǎo) 致 充 氣 變 得 有 意 義 ， 是 由

6、于 低 輻 射 玻 璃 的 應(yīng) 用 。 70F=-13.20C450F=7.20C T= 20.50C 40F=-15.50C570F=13.90C T= 29.40C溫 差 越 大 , 其 他 條 件 不 變 條 件 下 , 熱 傳 導(dǎo) 傳 熱 越 大 提 高 惰 性 氣 體 的 保 持 能 力 的 要 點(diǎn) ：丁 基 膠涂 布 均 勻 、 連 續(xù) 、 無 氣 泡 、 無 斷 點(diǎn) （ 跳 膠 ）間 隔 框盡 可 能 地 使 熱 線 性 膨 脹 系 數(shù) 接 近 玻 璃 ;增 加 間 隔 框 的 肩 高分 子 篩3A制 作 質(zhì) 量 PIB(丁 基 膠 )涂 布 : 連 續(xù) 、 均 勻 無 氣 泡

7、無 斷 點(diǎn) 單 道 密 封 氬 氣 滲 透 的 情 況 單 道 密 封 氬 氣 滲 透 導(dǎo) 致 的 中 空 玻 璃 向 內(nèi) 撓 曲 雙 道 密 封 氬 氣 滲 透 情 況 ， 由 10%PIB缺 陷 造 成 雙 道 密 封 氬 氣 滲 透 導(dǎo) 致 中 空 玻 璃 向 內(nèi) 撓 曲 ， 由 10%PIB缺 陷 造 成 PIB(丁 基 膠 )涂 布 的 寬 度 和 厚 度 3t水 氣 通 道 MVTP， PIB的 寬 度 水 氣 通 道 MVTP， PIB的 寬 度MVTP的 定 義 ： PIB的 寬 度最 小 的 寬 度 ： 4.2mm,越 長 越 好據(jù) 美 國 ADCO公 司 的 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告

8、 ， 當(dāng) PIB寬 度 由 4.2mm增 加 到 6.1mm時(shí) ,惰 性 氣 體 的 保 持 能 力 提 高 和 水 氣 滲透 減 小 近 60% PIB的 厚 度 0.4-0.5mm 微 量 控 制 閥 總量控制閥噴 嘴 形 狀 控 制 閥 丁 基 膠 自 動 涂 布 機(jī) 控 制 丁 基 膠經(jīng) 壓 合 后 的形 狀常 見 丁 基 膠 經(jīng)壓 合 后 的 形 狀丁 基 膠 自 動 涂 布 機(jī) 丁 基 膠 自 動 涂 布 機(jī) PIB的 手 工 操 作 涂 布 與 自 動 化 涂 布 的 比 較 : 拐 角 部 手工涂布 PIB的 手 工 操 作 涂 布 與 自 動 化 涂 布 的 比 較 自動化涂

9、布 自 動 化 中 空 玻 璃 生 產(chǎn) 線 設(shè) 備 ,合 片 后 的 板 壓 在 線 控 制 PIB的 最 佳 厚 度 ,0.4-0.5mm優(yōu) 越 于 手 工 的 臥 式 合 片 (靠 玻 璃 的 自 重 很 難 保 證 PIB的 最 佳 厚 度 ) 輥 壓 立 式 合 片 和 一 般 的 板 壓 自動化合片 折 彎 間 隔 框 的 直 邊 連 接 處 需 要 做 密 封 處 理 從 TNO水 汽 滲 透 模 型 中 我 們 得 出 以 下 結(jié) 論 ：PIB通 道 的 長 短 與 水 汽 滲 透 和 （ 或 ） 氬 氣 逸 出 成 反 比 ， 通 道越 長 ， 水 汽 滲 透 和 （ 或 ）

10、氬 氣 逸 出 越 少 ， 反 之 亦 然 。 如 圖 中所 示 ： 減 少 25% 提 高 水 汽 滲 透 和 （ 或 ） 氬 氣 逸 出 35%；（ 位 于 玻 璃 與 間 隔 條 之 間 的 ） PIB的 最 佳 厚 度 為 0.4-0.5mm；超 過 上 限 以 后 ， 其 厚 度 增 加 與 水 汽 滲 透 和 （ 或 ） 氬 氣 逸 出 成正 比 。 間 隔 條 兩 側(cè) PIB最 佳 厚 度 為 0.4mm 0.5mm， 如 增 加0.254mm就 會 導(dǎo) 致 水 汽 滲 透 或 氬 氣 泄 漏 提 高 65%；第 二 道 密 封 膠 厚 度 的 改 變 對 中 空 玻 璃 的 水

11、 氣 滲 透 量 沒 有 影響 ,如 圖 中 減 少 33%. 間 隔 框 的 選 擇 ? Table1:ThermalconductivityandCoefficientThermalExpansion Table2:Thelengthdifferencebetweentheglassandthespacer Table3:Theheatconductionthroughspacerdependsonthespacerswallthickness 不 銹 鋼 間 隔 條 更 適 于 熱 脹 冷 縮 材 料 的 熱 線 性 膨 脹 系 數(shù) 越 接 近 玻 璃 的 膨脹 系 數(shù) ， 就 越 能

12、使 間 隔 條 兩 側(cè) 的 PIB變 形越 小 。 間 隔 條 的 有 限 元 分 析 : FEA 間 隔 條 與 玻 璃 之 間 的 熱 膨 脹 系 數(shù) 之 差 ：鋁 間 隔 條 不 銹 鋼 間 隔 條Temperature Changes in PIB on spacersAlu spacer Steel spacer Stainless steel+60 C +51% +42% +6% -30 C -60% -36% -4% 美 國 卡 迪 諾 公 司 20年 保 質(zhì) 期 一 個(gè) 氬 氣 罐 的 容 積 6.5升 ,價(jià) 格 60-100元 /個(gè) ,均 價(jià) 70元由 液 相 到 氣 相 ,

13、體 積 增 加 了 1538.5倍 .一 個(gè) 氬 氣 罐 的 氬 氣 體 積 大 約 為 10,000升 ,大 約 可 充 400平 米 的 中 空 玻 璃 ,假 定 空 氣 層 為 12mm單 位 平 米 充 氣 成 本 ,12mm間 隔 層 小 于 1人 民 幣 元單 位 成 本 小 于 1元?dú)?氣 +人 工 +耗 材 +充 氣 設(shè) 備 折 舊 +檢 測 設(shè) 備 折 舊其 他 假 定 :空 氣 間 隔 層 為 12mm;氬 氣 0.01元 /升 ,單 位 平 米 中 空 玻 璃 耗 氣 為 容 積 的 2倍 ,達(dá) 到 90-92%濃 度 ;2人 充 氣 ,月 工 資 2500元 ,共 計(jì)

14、5,000元 ,工 作 日 25天 /月日 充 氣 600平 米充 氣 設(shè) 備 投 資 10萬 元 ,當(dāng) 年 折 舊 ;檢 測 設(shè) 備 10萬 元 ,當(dāng) 年 折 舊 完計(jì) 算 :單 位 氣 體 /平 米 =0.24元 ;設(shè) 備 折 舊 分 攤 /平 米 =200,000元 /180,000片 =1.1元總 成 本 2元 如 果 設(shè) 備 5年 折 舊 ,則 單 位 平 米 成 本 小 于 1元 充 氣 的 單 位 平 米 成 本 國 外 行 業(yè) 要 求 :北 美 :初 始 充 氣 濃 度 不 能 小 于 90%老 化 實(shí) 驗(yàn) 后 不 能 小 于 80%歐 洲初 始 充 氣 濃 度 不 能 小 于

15、 80%,但 一 般 在 90%以 上年 泄 漏 率 小 于 1% 如 何 檢 查 是 否 有 氣 或 含 量 多 少 ?使 用 氧 氣 分 析 法 和 氣 相 色 譜 法 ， 用 針 管 往 外 抽 樣 （ 氣 體 ） 時(shí) ，應(yīng) 注 意 針 頭 進(jìn) 入 中 空 玻 璃 的 空 腔 內(nèi) 往 外 取 樣 ； 不 應(yīng) 在 間 隔 框內(nèi) 取 樣 ， 否 則 會 給 出 錯 誤 的 讀 數(shù) 。如 從 空 腔 內(nèi) 取 樣 ， 濃 度 為 95%， 而 從 間 隔 內(nèi) 取 樣 ， 則 僅 僅 為15%左 右 。 充 氣 中 空 玻 璃 提 高 中 空 玻 璃 的 整 體 密 封 壽 命 和 制 作 水 平

16、用 中 空 玻 璃 的 惰 性 氣 體 的 保 持 率 來 檢 測 ,非 破 壞 性 檢 測 方 法 使 其 成為 可 能 .與 水 氣 滲 透 指 數(shù) 相 比EN1279第 2部 分 中 規(guī) 定 的 水 氣 滲 透 指 數(shù) 比 露 點(diǎn) 更 科 學(xué) ;但 屬 于 實(shí) 驗(yàn)室 方 法 ,且 為 破 壞 性 方 法 ;從 另 外 角 度 看 ,露 點(diǎn) 檢 測 為 非 破 壞 方 法 ,有可 取 之 處 ;非 破 壞 惰 性 氣 體 檢 測 方 法集 定 量 與 保 持 中 空 玻 璃 密 封 性 能 于 一 身 ,便 于 企 業(yè) 檢 測 ,作 為 隨 時(shí) 發(fā) 現(xiàn) 問 題/不 斷 改 進(jìn) 質(zhì) 量 的

17、手 段 . 如 何 充 氣 ?首 先 檢 查 氬 氣 罐 中 是 否 有 氣影 響 充 氣 濃 度 的 因 素 :充 氣 方 法 ,手 工 還 是 在 線 自 動 充 氣充 氣 速 度玻 璃 的 尺 寸幾 何 形 狀間 隔 框 寬 度空 腔 中 是 否 有 隔 柵定 期 檢 測 氣 壓 和 流 速 表 ；定 期 檢 測 傳 感 器 /氧 氣 殘 余 量 顯 示 儀 表 矩 型 玻 璃 的 立 放間 隔 框 進(jìn) 出 氣 孔 的 位 置角 件 對 角 線 充 氣 手 工 充 氣 和 自 動 化 充 氣 初 始 濃 度 的 比 較 手 工 充 氣 和 自 動 化 充 氣 初 始 濃 度 的 比 較自

18、 動 化 充 氣 水 平高 于 手 工 ;濃 度 80%以 上 的 ,手 工 與 自 動 也 占總 數(shù) 的 80% 充 氣 速 度 與 濃 度 圖 片注 意 : 1) 玻 璃 的 長 邊 為 高 ,玻 璃 豎 立 ; 充 氣 進(jìn) 出 孔 均 在 間 隔 框 同 側(cè) 間 隔 框 一 側(cè) 打 上 下 兩 孔 的 好 處氣 體 傳 感 器 給 出 的 濃 度 讀 數(shù) 更 接 近 實(shí) 際由 于 打 孔 處 的 間 隔 條 一 般 來 說 不 灌 分 子 篩 ， 這 樣 可 以 在 其余 三 邊 灌 分 子 篩 ； 這 對 于 在 長 邊 充 氣 來 說 尤 其 重 要根 據(jù) 氣 體 流 量 和 中 空

19、 玻 璃 體 積 來 計(jì) 算 所 需 時(shí) 間 單 孔 充 氣進(jìn) 出 一 個(gè) 孔 ,邊 抽 空 氣 邊 充 氣 ,特 點(diǎn) :時(shí) 間 長 ,氣 體 浪 費(fèi) 多 ;僅 僅 一 個(gè) 孔使 用 氣 體 為 中 空 玻 璃 容 積 的 3-4倍 1. 在 間 隔 條 上 鉆 孔 在 一 根 間 隔 框 上 鉆 兩 個(gè) 孔 :上 端 1個(gè) 孔下 端 1個(gè) 孔注 意 : 鉆 孔 的 間 隔 框 不 灌 添 分 子 篩 !2. Set hull with assembly tool. Hull with stopper 手 工 充 氣 過 程 3. 組 裝 中 空 玻 璃 中 空 玻 璃 可 先 打 第 2道

20、膠 之 后 , 在充 氣 ,充 氣 孔 必 須 預(yù) 留 ; 第 2道 密 封膠 也 可 先 打 4. 充 氣 過 程 上 : 吸 氣 管 檢 測 惰性 氣 體 濃 度下 : 進(jìn) 氣 管5. 充 氣 6. 封 口 7. 封 第 2道 膠方 法 1 方 法 2 步 驟 :1. 抽 真 空 ;2. 充 氣 ;3. 玻 璃 鼓 起 ;4. 排 氣 到 玻 璃 平 行 ; 1. 底 端 停 止 充 氣 氣 ;2. 上 端 排 氣 方 法 3 對 角 線 充 氣 法 方 法 4 頂 端 充 氣 抽 氣 體 法 雙 孔 進(jìn) 出 單 孔 進(jìn) 出 手 工 操 作 充 氣 設(shè) 備 手 工 充 氣 圖 片同 時(shí) 充

21、 兩 片流 量 控 制 濃 度 電 腦 顯 示 充 氣 流 量 充 氣 配 件 拐 角 對 角 充 氣 充 氣 工 裝 配 件 及 其 他 液 相 充 氣 法特 點(diǎn) :將 液 態(tài) 的 氬 氣 注 入 空 腔內(nèi) ,排 除 空 氣 .難 度 :如 何 控 制 液 相 從 氣 灌 到空 腔 內(nèi) 的 過 程 ?注 入 多 少 液 相 ,需 要 精 確計(jì) 算 ,否 則 會 引 起 玻 璃 的炸 裂 . Low E玻 璃 全 自 動 充 氣 合 片 平 壓 機(jī) 全 球 獨(dú) 一 無 二 的 氣 幕 式全 自 動 充 氣 工 藝 ， 確 保充 氣 含 量 在 90 以 上 。 可 對 異 形 ， 大 小 片 和 長達(dá) 5000mm玻 璃 自 動 充 氣 自 動 充 氣 合 片 精 度 高 ，速 度 快 ， 氣 體 損 耗 少 。