热塑隔条TPS暖系统中空玻璃密封寿命
1引言
中空玻璃由于优越的节能性能，在建筑中得到了越来越广泛的应用。同时，随着建筑节能标准的逐步提高以及被动式建筑的推广应用，对中空玻璃节能特性的要求也逐步提高，Low-E玻璃的广泛使用，中空玻璃中充入氩气、氪气等惰性气体来改善隔热性能的产品也在逐年增加，这些中空玻璃配置的提升造成生产制造成本也在不断增加。图1给出了从单片玻璃到三玻两腔的各类典型配置和对应的传热系数K值。
然而，中空玻璃为人们提供的节能性能不应当仅是一个短期、静态的行为，而应是一种长期的和动态的概念。如果中空玻璃密封过早失效，不仅不节能，反而会造成能源更多地浪费，尤其是配置很高的中空玻璃产品。探讨如何提高中空玻璃的耐久性和密封寿命，使其长时间发挥节能作用，是材料生产商和玻璃生产企业及广大使用者一直以来关心的课题。
图1不同结构中空玻璃的K值比较
2中空玻璃系统结构方式
2.1中空玻璃密封方式的演变
中空玻璃的工艺进化源自密封技术的创新。图2给出了中空玻璃不同密封结构的发展历程。中空玻璃从19世纪的吹制及焊接发展到20世纪的胶封工艺后，才使中空玻璃的推广使用和工业化生产进入了一个新时代。
图2中空玻璃不同密封系统的演变
胶封中空玻璃系统目前可以分为单道密封系统、槽铝式双道密封系统以及TPS双道密封系统。
大家熟悉的传统的槽铝式中空玻璃双道密封系统由于生产过程中使用的原材料比较多，其使用寿命与玻璃及边部材料（如间隔条、干燥剂、密封胶）的质量和中空玻璃在制作过程中的工艺水平和生产控制有直接关系。在我国，目前的中空玻璃国家标准GB/T-中要求中空玻璃寿命要达到15年。然而，从目前的实际质量看，能达到15年的使用寿命还是有一定困难的，更不要说与建筑同寿命的要求。
2.2热塑隔条（TPS）密封系统的特点
2.2.1优良的暖边
中空玻璃的边部密封材料有铝条、钢及不锈钢材料、有机硅材料等，由于其材料本身的导热系数不同，在中空玻璃边部形成的热量传导也有很大差别。表1给出了用于中空玻璃不同类型材料的导热系数。
表1不同材料的导热系数
材料
导热系数λ[W/(m·K)]
铝
钢
50
不锈钢
17
玻璃
1
硅胶
0.35
TPS材料（丁基胶类）
0.3
由不同类别的材料构成边部密封系统，会产生不同的热传导效果，热塑隔条（TPS）抛弃了传统中空玻璃间隔条所采用的传热良好的铝、不锈钢等金属，用其制作的中空玻璃的线性热传导系数远远低于传统产品，阻隔了玻璃边缘的散热，从而提高了整窗的节能效果。图3是热成像下传统的槽铝式中空玻璃与热塑隔条TPS中空玻璃的比较，从图3可以看出，由于传统的边部密封系统采用铝等金属材料作为间隔材料，导热系数很高，导致热量容易从边部密封面积穿过中空玻璃，体现在边缘的温度较低。
图3传统槽铝式中空玻璃
与TPS中空玻璃的热成像对比
随着人们生活质量的提高，对居住环境的舒适性要求也越来越高，热塑隔条（TPS）密封系统带来的暖边效应有利于稳定室内温度，降低空气对流，能提供更加舒适的室内环境。由于暖边系统的存在，也会降低窗玻璃边缘水雾的凝聚，同时也降低了窗框的维护费用（如图4、图5）。
图4传统槽铝式中空玻璃
与TPS中空玻璃的比较
图5传统槽铝式中空玻璃窗
与TPS中空玻璃窗边和室内温度的比较
2.2.2低的水汽透过率
热塑隔条（TPS）采用了特殊丁基胶混合分子筛直接挤出成型，密封材料的一致性较好。同时，由于热塑隔条还能与玻璃及硅酮胶形成亲密无间的化学粘接，使中空玻璃结构更稳定、粘接更牢固。表2给出了不同密封材料的水汽和气体透过率，可以看到丁基胶材料比硅酮胶和聚硫胶有更好的水汽和气体阻隔能力，会形成更好的屏障阻隔水汽的进入和气体的泄露，有利于长期保持中空玻璃的密封性能，从而保证节能性能（如图6）。
图6热塑隔条（TPS）系统的粘接示意
表2不同密封材料的水汽和气体透过率
材料
气体透过率g/(m224h)
水汽透过率g/(m224h)
聚硫胶
0.03-0.1
5-10
硅酮胶
≥20
15-20
丁基胶
0.-0.
≤0.9
2.2.3生产过程全自动
热塑隔条（TPS）系统中空玻璃的生产是采用全自动的机器生产从玻璃的上片、玻璃的除膜清洗烘干、热塑胶条涂覆、充气合片及外道胶涂覆由自动化系统一次完成，避免了人工操作可能带来的失误和不一致，做到了拐角密封的高度均匀性，彻底消除了传统槽铝式中空玻璃的拐角压合密封不良，而且适合生产任意类型和尺寸形状的中空玻璃（如图7）。
图7热塑隔条（TPS）系统中空玻璃的边部粘接
3中空玻璃密封寿命探讨
3.1使用环境对中空玻璃的影响
如图8所示，中空玻璃在使用时会受到各种外界因素的影响
图8中空玻璃使用过程中的环境影响因素
尤其是由于环境温度压力的经常变化，中空玻璃中空腔内气体始终处于热胀或冷缩状态如图9所示，使密封胶长期处于受力状态。对于传统双道密封系统，这种力的作用会导致密封胶的变形和功能的丧失，环境中的水气会不断从中空玻璃的边部向中空腔内渗透。同时，环境中的紫外线、水和其他腐蚀气体的作用都会加速密封胶的老化，从而加快水汽进入中空腔内和充入的氩气逸出的速度。这种水汽渗透随时都在发生，边部密封系统中的干燥剂会因不断吸附水分子而最终丧失水汽吸附能力，导致中空玻璃中空腔内水汽含量升高而密封失效，导致节能效果降低。由于热塑隔条密封系统具有一定的弹性，在环境变化时能使边缘应力有效释放，同时热塑隔条有更高的内聚力，来抵御载荷带来的变化保证密封结构的稳定。
图9传统槽铝式中空玻璃
与热塑隔条（TPS）系使用中的变化示意
对于全新节能建筑概念的被动房玻璃普遍使用的三玻两腔中空玻璃来说（如图10），由于其两侧的玻璃会受到另一个腔的作用而产生更大的应力，从而导致丁基胶的变形、降低第一道密封的作用、增加水汽的通道，使中空玻璃更快地失效，热塑隔条的密封优势会体现得更明显。
图10三玻两腔中空玻璃环境影响下的
密封胶变化示意
3.2影响中空玻璃寿命的因素
GB-《住宅设计规范》标准中的要求，建筑物的寿命应不少于50年。门窗幕墙作为建筑的重要组成部分，其使用的中空玻璃的使用寿命已经引起业内人士的北京中科医院怎么样北京看白癜风光疗费用
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