中空玻璃暖邊技術應用研究

【中玻網(wǎng)】一、中空玻璃暖邊技術概述
　　
　　1、暖邊技術的定義
　　
　　對于暖邊技術的定義，較早的一種說法是：任何一種間隔條只要其熱傳導系數(shù)低于鋁金屬的導熱系數(shù)，就可以稱為暖邊系統(tǒng)。這種說法在一定程度上反映了暖邊間隔條的特點，但不夠嚴格明確。對暖邊系統(tǒng)給出了明確而有地位定義的是德國標準DINV4108-4:2002-02，見公式1：
　　
　　Σ(d×λ)=d1×λ1+d2×λ2+⋯⋯+dn×λn≤0.007W/K（公式1）
　　
　　其中：d為所用材料的厚度，λ值是所用材料的導熱率。
　　
　　對一個間隔條來說，若公式(1)成立，即計算結果小于或等于0.007W/K，則稱之為暖邊系統(tǒng)；若公式(1)不成立，即計算結果大于0.007W/K，則定義為冷邊系統(tǒng)。這個定義已被歐洲標準和ISO標準采用。
　　
　　根據(jù)這個定義，可以對間隔條進行定量的判定。例如：根據(jù)EN10077，材料的導熱率如下：聚丙烯為0.22W/(m·K)，不銹鋼為17.0W/(m·K)，鋁為160.0W/(m·K)。將以上數(shù)據(jù)帶入公式得出，某間隔條的計算結果為0.002W/K，小于0.007W/K，因此定義為暖邊系統(tǒng)；鋁間隔條的計算結果是0.112W/K，遠大于0.007W/K，所以定義為冷邊系統(tǒng)。
　　
　　2、暖邊技術的節(jié)能原理
　　
　　一個完整外窗系統(tǒng)的傳熱系數(shù)，由玻璃，窗框以及中空玻璃邊緣線性傳熱系數(shù)三部分組成，見圖1。

　　中空玻璃；暖邊技術整窗的傳熱系數(shù)計算式見公式2：

　　式中：Uw—整窗的傳熱系數(shù)；Uf—窗框的傳熱系數(shù)；Ug—玻璃的傳熱系數(shù)；Aw—整窗面積；Af—窗框面積；Ag—玻璃面積；Lf—間隔條的長度；Ψ—中空玻璃邊緣線性傳熱系數(shù)。公式中的Ψ值，即中空玻璃邊緣線性傳熱系數(shù)，描述的是通過中空玻璃邊緣的熱量損失率。Ψ值越大，表示通過中空玻璃邊緣的熱量損失會加大；降低線傳熱系數(shù)Ψ值，可有效降低整窗的傳熱系數(shù)。可見，一個相對較低的邊緣線性傳熱系數(shù)值對整窗的隔熱性能的提高是非常關鍵的。Ψ值的大小主要由所用間隔條的材質來決定。選用合理的線傳熱系數(shù)較低的間隔條是降低線傳熱系數(shù)Ψ值的重要方法，這就是暖邊間隔條比傳統(tǒng)鋁間隔條節(jié)能的原理。
　　
　　二、暖邊技術對中空玻璃性能影響研究
　　
　　以目前市場上廣泛使用的TGI間隔條為例，利用建筑門窗玻璃幕墻熱工計算軟件對暖邊中空玻璃的性能分析研究，分三個方面：（1）暖邊技術對整窗傳熱系數(shù)U值的影響研究；（2）暖邊技術對中空玻璃抗結露性能影響研究；（3）暖邊技術對玻璃熱應力影響研究。
　　
　　1、暖邊技術對整窗傳熱系數(shù)影響研究
　　
　　對某鋁合金型材節(jié)點，采用傳統(tǒng)鋁間隔條和暖邊間隔條進行傳熱系數(shù)計算，計算結果見圖2。

　　從圖2可以看出，該鋁合金窗框扇節(jié)點在采用暖邊間隔條后，相比傳統(tǒng)的鋁間隔條，整個節(jié)點的傳熱系數(shù)從3.58W/(m2·K)降至3.12W/(m2·K)，降低0.46W/(m2·K)；按框窗比30%計算，可降低整窗傳熱系數(shù)約0.14W/(m2·K)。門窗幕墻設計時，有人認為，設計好門窗型材的U值和中空玻璃的U值，將二者按照面積加權計算，即可得到整窗的U值，這實際上是錯誤的。通過門窗U值的計算公式（公式2）可以看出，型材與玻璃接合部位的線性傳熱系數(shù)對整窗U值的影響需要考慮，圖2的計算結果也表明暖邊間隔條相比鋁間隔條對整窗的傳熱系數(shù)有明顯影響。