門窗新標準對玻璃產品的要求和影響

2021-03-04 00:47:33 字數 5162 閱讀 7988

隨著社會經濟建設的不斷發展與人民生活水平的提高,人們對建築門窗的安全與節能環保要求也逐漸有了新的認識。隔聲窗、斷橋鋁合金窗、安全玻璃、雙層中空玻璃、low-e玻璃等詞彙也已經成為老百姓熟悉的詞彙。與此同時,國家對建築門窗和建築玻璃的標準要求及相關規定也更加嚴格。

近幾年來,隨著一系列門窗新標準的頒布與實施,新標準對門窗用玻璃產品提出了新的更高的要求,同時,也對玻璃技術的發展與市場前景有著深遠的影響。

近幾年修訂的門窗新標準

近幾年來,門窗新標準繼續頒布實施,主要的產品標準如下:2023年9月1日,國家標準gb/t8478-2003《鋁合金門》、gb/t8479-2003《鋁合金窗》開始實施;2023年1月1日,行業標準jg/t140-05《未增塑聚氯乙烯(pvc-u)塑料窗》、jg/t180-05《未增塑聚氯乙烯(pvc-u)塑料門》開始實施;2023年6月1日,行業標準jg/t185-2005《玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)門》和jg/t186-2005《玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)窗》首次發布開始實施;2023年11月1日,國家標準gb/t20909-2007《鋼門窗》開始實施。

可以看出,近幾年國家對建築門窗主流產品的標準均進行了制定、修訂,新標準在適應建築設計和人們需求的同時,也體現了建築門窗新技術的發展。

新標準對建築玻璃的要求

1.新標準加強了門窗採用安全玻璃的要求。gb/t8478-2003對玻璃「要求選取適當品種、顏色,宜採用安全玻璃」,對「地彈簧門或有特殊要求的門應採用安全玻璃」;jg/t173-2005要求「地彈88簧門、全玻璃門和有特殊要求的門應採用安全玻璃」。

門窗新標準對玻璃材料的選用均按jgj113的規定執行。

根據現行行業標準jgj113-2003《建築玻璃應用技術規程》的規定,門玻璃和固定門玻璃當採用有框玻璃時,應使用安全玻璃,當採用無框玻璃時,應使用公稱厚度不小於10mm的鋼化玻璃;屋面玻璃必須使用安全玻璃;當屋面玻璃最高點離地面大於5m時,必須使用夾層玻璃。《建築玻璃應用技術規程》還規定了必須使用安全玻璃的其他場合。

《建築玻璃應用技術規程》對建築安全玻璃的使用場合作出具體規定,這對加強建築安全玻璃的生產、流通、使用和安裝管理將起到積極的促進作用。

2.新標準加強了建築門窗的節能要求。門窗新標準對門窗的節能要求(保溫效能)提出了最低要求(見表1)。

根據gb/t8484-2002,外窗保溫效能分級見表2。

從表1可以看出,不同型別的門窗標準對其保溫效能都提出了最低要求。2023年實施的鋁合金門窗和2023年實施的鋼門窗要求保溫效能最低為5級,即4.0>k≥3.

5;2023年和2023年開始實施的塑料門窗和玻璃鋼門窗標準都將門窗的保溫效能最低要求提高到7級,即3.0>k≥2.5.

由此可見,門窗新標準對其保溫效能提出了更高的要求。

除門窗新標準加強了門窗的保溫效能要求外,近幾年實施的一系列建築節能設計標準也對門窗的保溫效能(傳熱系數)提出了具體要求。2023年7月1日,國家標準gb50189-2005《公共建築節能設計標準》開始實施;2023年10月1日,國家標準gb50411-2007《建築節能工程施工驗收規範》開始實施;目前,《居住建築節能設計標準》正在編制,並已經完成徵求意見稿。此一系列標準對建築外門窗的保溫效能都提出了具體要求。

一系列的新標準和規範的出台,對建築門窗的保溫效能提出了更高的要求,根據我國「十一五」規劃,到2023年,全國單位gdp能耗將降低20%左右。新標準對門窗提出的保溫節能要求也是響應國家節能政策的具體體現。作為建築門窗重要組成部分的建築玻璃,其正確選用將對建築門窗是否節能起到關鍵作用。

建築安全玻璃及節能玻璃

1.玻璃產品

玻璃是一種透明、透光的產品,建築用玻璃的主要成分是sio2.正是因為玻璃特殊的透光性能及獨特的裝飾效果,使其在建築上得到了大量應用。根據建築玻璃的不同效能要求,建築玻璃包括浮法玻璃、鋼化玻璃、半鋼化玻璃、夾層玻璃、壓花玻璃、夾絲玻璃、吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射鍍膜玻璃、貼膜玻璃、防火玻璃、中空玻璃等。

隨著人們對玻璃產品需求的不斷增長,近幾年又出現了真空玻璃、熱鏡中空玻璃、光致變色玻璃、中空百葉玻璃等。使用時可以根據應用場合及需求的不同,選用不同型別的玻璃產品。對建築門窗用玻璃,當前重點推廣的應該是建築安全玻璃及建築節能玻璃。

2.安全玻璃

根據四部委發布的《建築安全玻璃管理規定》,安全玻璃是指符合現行國家標準的鋼化玻璃、夾層玻璃及由鋼化玻璃或夾層玻璃組合加工而成的其他玻璃製品。

(1)鋼化玻璃

鋼化玻璃又稱強化玻璃,可分為物理鋼化和化學鋼化兩種。物理鋼化是將普通退火玻璃加熱到一定溫度(650℃,在此溫度點玻璃開始軟化),然後使玻璃外表面迅速冷卻,使玻璃表面形成較高的壓應力,玻璃中心部位具有拉應力。鋼化玻璃的強度一般比普通退火玻璃高4倍,具有較高的強度和安全效能。

採用化學方法也可以製作成鋼化玻璃,但是化學鋼化玻璃在建築上應用較少,因此,建築用鋼化玻璃主要指物理鋼化玻璃。

物理鋼化玻璃具有兩個優點:第一,強度高,一般強度可以達到普通平板玻璃的4倍左右;第二,安全,鋼化玻璃破碎後立即**成沒有尖角的小顆粒,不會造成大的傷害。

然而,鋼化玻璃也存在自爆的缺點,這是由於玻璃製作工藝的原因,玻璃內部可能包含硫化鎳雜質,這些雜質以小水晶狀態存在,在鋼化玻璃加工過程中重新加熱時,改變了硫化鎳雜質的相態,硫化鎳在高溫時以α態存在,在玻璃急冷時被凍結。隨著時間延長,硫化鎳會從α態恢復到β態,由於低溫β態的硫化鎳雜質體積將增大,在玻璃內部產生區域性的應力集中,這時鋼化玻璃就會產生自爆。

(2)夾層玻璃

根據標準規定,夾層玻璃是由一層玻璃與一層或多層玻璃、塑料材料夾中間層而成的玻璃製品,中間層是介於玻璃之間或玻璃與塑料材料之間起黏結和隔離作用的材料,使夾層玻璃具有抗衝擊、陽光控制、隔音等效能。

夾層玻璃具有以下兩個優點:第一,安全,夾層玻璃即使破碎,也連成一整塊,不會對人造成傷害;第二,阻擋紫外線,減少物體退色。pvb膠片可以減少99%以上的紫外線。

夾層玻璃的缺點是降低採光效能、玻璃自重增加。

(3)鋼化玻璃或夾層玻璃組合加工而成的其他玻璃製品

由於國家對建築門窗安全效能及節能要求的日益加強,建築門窗中單獨使用鋼化玻璃或夾層玻璃已經難以滿足設計要求。隨著玻璃生產加工技術的不斷提高,可以將鋼化玻璃和夾層玻璃組合成多種型別的安全玻璃製品,如鋼化中空玻璃、夾層中空玻璃、鋼化夾層中空玻璃等。

3.建築節能玻璃

由於現在門窗廠和使用者都青睞於使用大面積玻璃的建築外窗,以增加通透性和視覺的舒適度,再加上玻璃本身相對於其他門窗材料的高傳熱系數,因此降低門窗用玻璃製品的傳熱系數就成為門窗節能的主要途徑。

降低玻璃製品傳熱系數的方法有以下兩種:一是降低單片玻璃的傳熱系數,如使用低輻射(low-e)玻璃;二是降低玻璃製品的傳熱系數,如使用帶有隔熱層的結構,如中空玻璃。

近幾年來,建築門窗新標準的實施帶動了低傳熱系數玻璃的需求,以熱反射鍍膜玻璃、low-e玻璃、中空玻璃等為代表的節能玻璃得到了迅速發展。

(1)熱反射鍍膜玻璃

熱反射鍍膜玻璃又稱陽光控制鍍膜玻璃,是對波長範圍350~1800nm的太陽光具有一定控制作用的鍍膜玻璃,其節能原理是在原片玻璃表面鍍上金屬或者金屬氧化物(或氮化物)膜,以達到大量反射太陽輻射熱和光的目的。

熱反射鍍膜玻璃具有良好的反射效能和隔熱性能,其主要特點如下:熱反射鍍膜玻璃對太陽光具有較高的反射能力,反射率可達20%~40%,可節省室內的能源消耗,同時具有較好的遮光效能;熱反射鍍膜玻璃是典型的半透明玻璃,具有單向透視特性。通常單面鍍膜的熱反射鍍膜玻璃迎光的一面具有鏡子的特性,背面則可以透視;多數熱反射鍍膜玻璃的膜層牢固度不是很好,不應單片使用。

因此,熱反射鍍膜玻璃宜製成中空玻璃後使用,既加強了節能效果,也使膜層不受損傷。熱反射鍍膜玻璃對可見光進行反射,可使室內的光線變暗。

(2)低輻射鍍膜玻璃

低輻射鍍膜玻璃也稱low-e玻璃,是一種對波長範圍4.5~25μm的遠紅外線有較高反射比的鍍膜玻璃。低輻射鍍膜玻璃還可以復合陽光控制功能,稱為陽光控制低輻射玻璃。

低輻射玻璃具有以下特點:高可見光透過率,在紅外熱輻射的波段上,高反射率、低吸收率;部分透過太陽光中的近紅外線;表面輻射率低,吸收外部能量少,再輻射的熱能少。

(3)中空玻璃

中空玻璃是由兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開並周邊黏結密封,使玻璃層間形成有乾燥氣體空間的製品。兩片玻璃中間間距6~24mm,周邊用結構膠密封,間隔內是空氣或其他惰性氣體。分子篩吸潮劑置於邊框中或置於密封膠條中(暖邊膠條),用以吸收空氣中的水氣以防止內部結露。

中空玻璃具有良好的隔熱性能,極好的防結露特性和隔音性能。

建築門窗用玻璃的選用

從建築門窗的安全效能和節能效能出發,既安全又節能的玻璃產品已經大量應用於建築門窗。現在的玻璃深加工技術多採用安全玻璃為原片,將安全玻璃加工成為節能玻璃,形成安全節能玻璃,如鋼化中空玻璃、夾層中空玻璃、鋼化low-e中空玻璃、鋼化雙中空玻璃等。

通過採用模擬軟體windows5,對部分單片玻璃的傳熱系數進行計算(見表3)。

從表3可以看出,在建築門窗中採用單片玻璃(即使是low-e玻璃)已經難以滿足門窗新標準的保溫效能最低標準為5級(4.0>k≥3.5)的要求,考慮到玻璃面積在門窗中所佔的比例及對門窗節能所做的貢獻,新標準確立了中空玻璃在建築門窗中的主要地位。

然而,不同地區對玻璃的保溫效能要求還存在地域上的區別。《居住建築節能設計標準(徵求意見稿)》中將全國劃分為嚴寒地區(分a、b、c3個子區)、寒冷地區(分a、b兩個子區)、夏熱冬冷地區(分a、b、c3個子區)、夏熱冬暖地區、溫和地區(分a、b兩個子區)5個氣候區(11個氣候子區)。不同地區對建築外窗的傳熱系數作出了不同的限值(見表4)。

從表4可以看出,不同地域對建築門窗傳熱系數的限值差別很大,從4.7w/(m2·k)到1.7w/(m2·k)。

表5是通過軟體windows5對幾種典型的中空玻璃製品的傳熱系數的計算結果。由於玻璃對建築門窗傳熱系數的重要地位,在設計不同傳熱系數的建築門窗時,選用的玻璃製品傳熱系數不應大於建築門窗的傳熱系數要求。

安全與節能玻璃的發展前景

安全與節能玻璃的生產和加工技術在我國已經趨於成熟,部分生產企業的生產加工水平和能力已經達到國際先進水平。但是,很多玻璃新產品還有很多方面有待改進。如鋼化玻璃的自爆問題、中空玻璃的密封失效問題等,都是急需解決的問題。

建築門窗產品的多樣化和效能要求的不斷提高,推動了玻璃新產品的研製。自潔玻璃、防爆玻璃、真空玻璃、中空百葉玻璃、熱鏡玻璃等相繼在我國研發成功,以安全和節能為主的建築玻璃更有著廣闊的發展前景。

2023年9月21日,《建築門、窗(幕牆)節能技術條件及評價方法》國家標準啟動會在北京召開。2023年,國家標準化技術管理委員會將《建築門窗防沙塵效能要求及檢測方法》、《建築幕牆和門窗防**衝擊波效能分級及檢測方法》和《建築幕牆和門窗抗風致碎屑衝擊效能分級及檢測方法》3項標準列入編制計畫,新標準對玻璃產品在門窗上的應用提出新的要求和挑戰,也給玻璃生產商帶來了潛在的市場機遇。相信在不久的將來,新標準必將帶動新技術的發展,安全和節能的玻璃新產品也必將在建築門窗上得到更廣泛的應用。

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