密封胶对建筑外窗节能的影响分析

密封胶对建筑外窗节能的影响分析

2023-08-10 17:01:31

密封胶在中空玻璃、外窗缝隙中的运用剖析，阐明选用适宜的密封胶能够进步中空玻璃的质量、加强外窗结构的气密性，然后完成外窗的节能，并对节能作用进行了剖析。
修建节能是落实我国“节能减排”政策的重要内容之一。在各种能耗中，修建能耗占全国总能耗的27.5%以上。近几年，我国每年新建房子面积近20亿平方米，其间约90%为高耗能修建；在既有的近400亿平方米修建中，有95%是高耗能修建，而这些高耗能修建中又有50％的耗能是经过门窗散失的。我国在修建物保温功能上与发达国家比较，外窗单位面积能耗是发达国家的2～3倍，门窗空气走漏率为发达国家的3～6倍。因而门窗节能是进步我国修建节能的关键。
我国的节能门窗主要从窗型、玻璃、窗框三个方面采纳办法，经过对热的对流、传导和辐射这3种热交换进行有效的阻断到达节能的意图。因为外窗的热丢失主要是经过玻璃的传导、辐射与存在的缝隙，因而，采用节能型玻璃（如中空玻璃）、加强外窗结构的气密性是完成外窗节能的重要途径，这其间密封胶起着十分重要的作用。　
中空玻璃的密封胶的选用
中空玻璃是现在运用较广的一钟节能玻璃，具有的隔热功能，其隔热才能主要来源于二玻璃间密封的空气层。此空气的导热系数为0.028W/m•K，远低于玻璃的导热系数（0.77W/m•K），密封的中空玻璃除玻璃四边用密封胶导热，其他大面积玻璃均依托空气层导热，     因而加大了热阻，明显进步了中空玻璃隔热作用。由此可知，决定中空玻璃质量功能的主要要素是密封胶的功能以及密封道数。
中空玻璃密封胶的选用
常用的中空玻璃密封胶有聚硫胶、丁基热熔胶、聚氨酯胶和硅酮胶，聚硫密封胶是中空玻璃行业中最早运用的外层密封胶。2002年后，全球中空玻璃密封胶中，聚氨酯因其的功能及环保性，取代聚硫胶占据了商场主导地位。表1是常用密封胶的功能比较。
耐候性
密封胶的抗老化功能在很大程度上决定了中空玻璃的运用寿数。在常用的密封胶中，硅酮胶有很好的耐候性，在很宽的温度范围内能够长期运用而不变质；聚硫胶能在-50℃至100℃温度范围内亦可保持其特性；而聚氨酯胶其外表易劣化，但对配方进行改进后，其运用寿数长也可达15～20年。
透气率
透气量是一个非常重要的要素。中空玻璃隔热、防霜雾功能是经过其内部一层密封的、枯燥的空气（或是氩气、氙气等）层来完成的，一旦透气量到达一定程度，在较低温度时，就会结霜结露，中空玻璃的运用功能也就失效。因而，要求密封资料对气体具有杰出的阻隔功能或具较低的透气率。
常见的中空玻璃密封胶中，丁基胶的水蒸汽透过率最低，但丁基胶是热塑性的，只用做内层密封，一般不独自运用；聚硫胶具有较低的透气率，是制造中空玻璃的抱负资料；硅酮胶的透气率较高，约为10～15g/m2•d•cm，一般地，运用硅酮胶密封胶时采用双道密封结构；与聚硫胶和硅酮胶比较，聚氨酯的水气浸透率是最低的，运用聚氨酯的制造的中空玻璃的质量会更为。
中空玻璃的密封结构
现在商场上中空玻璃的密封结构主要有胶条法和胶接法。胶条结构的主体资料是丁基或聚异丁烯胶，胶条在加热、加压条件下在玻璃上构成一个非化学粘接表层，导致耐温度交变功能、耐候功能差（丁基或聚异丁烯胶遇热易蠕变，遇冷则变硬）；再者，胶条为热塑性体而非弹性体，因而抗位移变形才能很差。从实践运用作用看，中空玻璃漏气、漏水现象严重，因而胶条结构的中空玻璃会逐渐被筛选。胶接法密封结构主要有单道密封与双道密封，因为双道密封的中空玻璃的耐久性和密封寿数较单道密封的要长，所以现在双道密封的中空玻璃占商场主导地位。丁基胶在几种常用胶中的水气浸透率最低，通常被用作道密封，起阻隔水气、避免空气和惰性气体进出中空玻璃空腔的作用；第二道密封胶常用聚硫胶、聚氨酯胶和硅酮胶，主要是将玻璃和间隔条粘结成一中空玻璃全体、避免气体走漏、弹性康复并缓冲边部应力，并对避免水气浸透起辅助作用。
粘接性
丁基热熔胶属于非化学粘接，低温粘接性差；硅酮胶因为本身就有很强的粘结功能，所以运用硅酮胶作中空玻璃密封条不需要再涂底胶，直接升温便可与玻璃很好地粘接在一起；但它的耐水性较差，因为玻璃与窗框之间容易积存雨水，经过日晒，水温最高可达80℃左右，在此条件下，胶的粘接强度会降低，胶层与玻璃之间就会脱粘而导致中空玻璃失效；聚硫胶与玻璃的粘接性差，一般需加入不饱和聚酯来进步其与玻璃的粘接性或运用双道密封结构；聚氨酯胶因含有极性很强、化学生动性很高的异氰酸酯基（—NCO）和氨酯基（—NHCOO—），它与含有生动氢的资料和玻璃等外表光洁的资料都有着的化学粘接力，而聚氨酯与被粘接资料之间发生的氢键作用会使高分子内聚力增加，然后使粘接更加结实。
试验结果表明:硅酮密封胶抗老化功能很好，运用寿数长，但它的透气量比聚硫橡胶密封胶要大，抗结霜结露功能较差，所以在长期范围内，它的运用作用没有聚硫橡胶密封胶好，且它的归纳成本了略高于聚硫胶，但是聚硫胶粘接功能较差，有必要运用双道密封；与聚硫胶和硅酮胶比较，聚氨酯的水气浸透率是最低的，其接着性也较好，在其他条件不变的情况下，运用聚氨酯的制造的中空玻璃的密封寿数和耐久性应该要长一些。
　　
硅酮胶在反响过程中脱去易发散的小分子丙酮，会构成胶层外表的污染；聚硫胶的配方中需运用化学溶剂，当溶剂从边部密封的胶体中蒸发时，会对环境发生一定的污染；而运用不含溶剂的聚氨酯胶时，既不会生成易蒸发的有害物质，也没有溶剂蒸发的问题发生，从环保的角度考虑，更易广为承受。
总之，关于修建门窗用中空玻璃应挑选丁基-聚硫体系（丁基胶作内层密封、聚硫胶作外层密封）或是环保型的聚氨酯系列密封胶。

外窗密封胶的选用
国家规定，新建修建门窗密封性目标不低于《建筑外窗空气浸透功能分级及其检测办法》（GB7107）规定的Ⅲ级水平，相当于窗户每米缝长的空气浸透量为QL≤2.5m3/(m•h)。这就要求有必要采纳相应的办法，以确保外窗的密封性及修建物的全体节能要求。一般可从以下两个方面加强外窗的密封功能。　
胶条的选用
框扇间的密封胶条是外窗气密性和水密性的确保，铝合金窗检验规范要求：在封闭后各配合处无缝隙，不透气、不透光，密封面上的密封条应处于压缩状态。这就要求所运用的胶条要有较高的复原性和位移补偿才能，即：密封胶条应能适应接缝遭到压力或拉力时所发生的位移、基材受热时或受冷时的膨胀和收缩。常用硫化橡胶类和热塑性弹性体类密封胶条，如：三元乙丙橡胶、热塑性硫化胶(TPV)、聚氨酯热塑性弹性体(TPU)胶条等，抱负的是运用三元乙丙和TPU等耐候性好的胶料。
密封胶的选用
在玻璃与窗框间运用密封胶对缝隙进行处理，既结实牢靠，又使外表无缝隙，进步气密功能。现在多运用胶条和密封胶两种方式。胶条在加热、加压条件下在粘接面上构成一个非化学粘接表层，其耐候性、抗位移变形才能较差，在搭接处易构成缝隙，影响窗的密封功能。因为这种办法不符合节能的要求，将逐渐淡出商场。
密封胶是装配现场进行施工粘结的非定型资料，除接缝构造设定、施工技术要素外，密封胶的选用直接决定粘结密封功能。常用的三大弹性密封资料——聚氨酯密封胶、有机硅密封胶和聚硫密封胶，其间聚氨酯与金属、玻璃等外表光洁的资料都有着的化学粘接力，且性价比已接近于修建用抱负的密封资料，占据着商场主导地位。
此外，窗扇与窗框间一般运用毛条加强密封和隔热，一般化纤毛条遇水会卷曲而失去密封作用，有必要运用硅化毛条。
　　
节能作用剖析
试验表明，选用适宜的密封胶能够进步中空玻璃的质量，增强外窗的气密性，对外窗的节能有十分重要的作用。咱们现将结构为5+12A+5中空玻璃、气密性3级的节能铝合金外窗与一般铝合金外窗的节能作用做以下比照剖析（我国修建门窗商场上，铝合金外窗占比为55%）。
比照剖析中选取华北地区为例，该区域大多属于冬冷夏热地区，一般地，冬天采暖期为120天，平均气温-1.6℃（以北京为例）；夏日制冷期为6、7、8三个月之间，9：00至17：00室外平均气温在33℃以上，夜间平均气温超越28℃约30天，整个夏日制冷时刻约为720小时。
依据下面的节能公式：
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——节能量，单位为kw•h；
A——一般铝合金窗的导热系数，4.0w/m2•K；
A1——节能外窗的导热系数，2.8w/m2•K；
tn——华北地区采暖期室内平均温度，冬天取18℃，夏日取21℃； tp——采暖期室外平均温度，冬天取-1.6℃，夏日取31℃；
n1——采暖天数，华北地区采暖天数为120天；
T——制冷时刻（小时），夏日平均制冷时刻720小时。
（1）冬天节能计算：
QJ=（4.0－2.8）×（18－1.6）×24×120÷103×3.6×106J/ kw•h=2.04×108J/m2
按热力折算系数：0.03412千克规范煤/百万焦耳，折标煤：6.96千克规范煤/m2。
（2）夏日节能计算：
QJ=(2.8－4.0)×(21－33)×720÷103×3.6×106J/kw•h=0.373×108J/m2
折标煤：0.01千克规范煤/m2。
（3）冬夏两季共节省规范煤6.97千克/m2。
　　
以上比照剖析中所取的保温值K［w/(m2•K)］均为保存值。如配合运用6Low-E+12A+6中空玻璃时，整窗的K值可达2.1w/(m2•K)，远远高于以上比照计算中引证的K值。在实践运用中，节能作用也将高于计算的结果。经过比照计算能够看出，运用中空玻璃（一般浮法玻璃）和适宜的密封体系时，可到达杰出密封功能，其节能作用是明显的。

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