中空贴膜玻璃在建筑节能外窗的应用

建筑节能

Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ

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中空贴膜玻璃在建筑节能外窗的应用

贺 勇 郭振黔 申屠文巍

（贵州省建筑材料科学研究设计院，贵阳５５０００７）

【摘要】通过集成创新，采用薄玻璃贴膜，开发出适合于建筑外窗用的节材节能安全型中空贴膜玻

璃产品，形成新的建筑玻窗技术体系，解决大面积玻璃造成能量损失过大的问题，满足国家相关规范

及建筑节能外窗的功能要求。

【关键词】集成创新；中空贴膜玻璃；建筑节能外窗

１ 前言

资料显示．建筑耗能总量在中国能源消费总量中

玻璃 间隔 长边最大 短边最大 最大 正方形边长

厚度 厚度 尺寸 尺寸 面积 最大尺寸

（１ｎｍ） （ｍｍ） （ｒａｍ） （ｒａｍ） （ｍ ） （ｔｏｎｉ）

３ １８ｏ０ ２．２８６ １２７Ｏ １２７０

表１ 中空贴膜玻璃试样形状和最大尺寸

６

９－１２

的份额已超过２７％。逐渐接近三成。建筑围护结构特

别是门窗对建筑能耗、环境性能、用户所处的视觉和

热舒适环境有根本的影响。门窗具有采光、通风和围

护的作用．还在建筑艺术处理上起着很重要的作用．

６

４ ９～ｌＯ １８ｏ０ １３００ ２．３４０ １３ｏｏ

１２－２０

然而门窗又是最容易造成能量损失的部位 为了增大

采光通风面积或表现现代建筑的特征．建筑物的门窗

面积越来越大，更有全玻璃的幕墙建筑，这就对外围

护结构的节能提出了更高的要求 为了解决大面积玻

２．２膜片的外观质量及性能要求

建筑玻璃安全膜及节能膜的厚度不得小于

０．０４０ｍｍ，膜片的外观质量应符合表２的规定，膜片的

性能应满足表３、表４的要求。

璃造成能量损失过大的问题．人们运用了高新技术．

将普通玻璃加工成中空玻璃、镀膜及贴膜玻璃（包括

反射玻璃、吸热玻璃）、高强度Ｌｏｗ—Ｅ防火玻璃（高强

３中空贴膜玻璃合片

度低辐射镀膜防火玻璃）、采用磁控真空溅射方法镀

贴膜玻璃一般可以合片为单中空玻片和双中空

制含金属银层的玻璃以及最特别的智能玻璃

本课题主要通过采用３ｍｍ ４ｍｍ厚度薄玻璃片

贴上抗拉强度高的ＰＥＴ树脂透明基片．提高薄玻璃的

缺陷名称 技术要求

斑点 直径５００ｒａｍ范围内允许１．Ｏｍｍ ２．Ｏｍｍ以下斑点少

划痕 宽度在０．１ｍｍ～０．５ｍｍ之间、长度＜２０ｒａｍ、每Ｏ．１ｍ 面

表２膜片的外观质量

于３个

积内允许１条

不允许 漏胶、薄雾、折

抗风压强度并使其达到建筑规范要求．在保证安全的

前提下．通过调整贴膜生产工序。改变膜片的透光率、

遮阳系数、防辐射性能和建筑装饰色彩，并根据玻璃

的受力特点．加工合片为单中空玻璃或双中空玻璃，

再组合成建筑节能玻窗．形成新的建筑玻窗技术体

系，达到节材、节能、安全、经济、隔音、防不良辐射、防

止光污染、有利建筑外观装饰的目的。

痕、气泡、浑浊

表３膜片的性能指标

性能 透明型 隔热型 建筑玻璃

安全膜 安全膜 节能膜

≥８５ ≥４５ ≥４５ 光学 可见光透射比（％）

２试验材料的选择

２．１玻璃及试样规格

性能 紫外线阻隔率（％） ≥９５ ≥９９ ≥９９

物理 纵向拉伸强度（ＭＰａ） ≥５５

性能 横向拉伸强度（ＭＰａ） ≥５Ｏ

中空贴膜玻璃试样的规格见表１。

５６ 墙材革新与建筑节能２０１２．７

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建筑节能

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表４膜片主要性能测试结果

由于玻璃内侧贴有膜片．在加工成中空玻璃过程

拉伸 弯曲 悬臂梁 热变形 熔点 阻燃性

中．能够有效承受住玻璃合片时机器所产生的压力而

强度 模量 冲击强度 温度

ｄＰａ） （ＤＡＭ，ＭＰａ） （ｏｄ，ｊ／ｍ） （１．８ＭＰａ时．ｏＣ） （℃） （级）

不会破碎．从而避免了产品的损耗。

纵向７１

膜２可根据需要喷涂可控制透光率、遮阳系数和

横向６７ １０３４３ ８５ ２２４ ２５４ Ｖ—Ｏ

外观色彩的原料．并能控制紫外线辐射强度，一般置

于外侧玻片内 膜３一般为透明贴膜，置于室内侧玻

片内．也可根据需要喷涂吸收红外线的原料，使内片

／ ＼／ ｜

在阳关照射下．能有效吸收太阳光的热量。膜７采用

＼ ／

透明膜

／

、 ／

４试验检测结果

／ ／

＼ ／

４．１ ＰＥＴ膜的环保检测

＼

露 ，

在环境试验仓中．先测试验仓甲醛和总挥发性

图１ 单中空玻片 图２双中空玻片

有机物本底浓度。然后将长ｌＯ００ｍｍ、宽１０００ｍｍ的

１—３ｒａｍ或４ｍｍ玻璃：２一ＰＥＴ树脂基片（按需喷涂制透光率、遮阳系数和

样膜一张（采样体积１０Ｌ、换算成２３℃、标准状态下

色彩的原料）：３一白色透光ＰＥＴ树脂片（按需喷涂吸收红外线的原料）；

４一铝型材骨架（中空放置吸潮材料。控制中间空气层厚度）；５－建筑用专

体积９．４Ｌ）放人试验仓中．２４ｈ密闭后分别测定试验

用玻璃胶：６一中空空气层（可按需抽＜９ｋＰａ真空或充惰性气体）；７一白色

仓中甲醛、苯和ＴＶＯＣ浓度，依据ＧＢ５０３２５—２００１《民

透光ＰＥＴ树脂片

用建筑工程室内环境污染控制规范》标准附录Ａ，测

玻片，见图１、图２。

定结果扣除本底浓度后．均未检测出上述污染物质

建筑窗膜的基材ＰＥＴ（聚对苯二甲酸乙二醇酯），

的释放量

是一种多层的功能化的聚酯复合薄膜材料．抗拉伸

４．２ ＰＥＴ膜的隔声降噪测试

能力、耐久性、坚固性、韧性、耐潮和耐高低温性极

标准要求取一块５００ｍｍｘ５００ｍｍ、厚３ｒａｍ的普通

佳 ＰＥＴ分子结构高度对称，属于线性纤维树脂。具

玻璃及同样大小的节能安全膜一张．将贴膜之前的玻

有一定的结晶取向能力和较高的成膜性．是通过真

璃和贴有膜之后的玻璃分别放人隔音室内进行空气

空技术、离子技术与薄膜物理、精细化工技术对ＰＥＴ

声计权隔声量对比测试。测试结果见表５。

片进行染色、紫外线喷涂、磁控溅射、夹层合成等多

表５ ＰＥＴ膜隔声降噪测试结果

种工艺处理．使其具有极高的隔热效率、高张力、高

隔音室噪音 ３ｒａｍ玻璃未加膜 ３ｍｍ玻璃加膜 空气声计权隔声量

伸张度、强抗酸碱性以及具有安全功能等不同物性

（ｄＢ） （ｄＢ） （ｄＢ） （ｄＢ）

的膜片。

８１．９ ５１－４ ４６．８ ≥３８．２

图１中．在３ｍｍ～４ｍｍ厚的玻璃中空内侧分别贴

４．３贴膜玻璃的性能检测

上膜２和膜３．使其达到符合建筑玻璃使用规范的抗

经国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心

风压强度要求．玻璃贴膜侧之间用空心筛孔铝型材矩

对单片贴膜玻璃（公称厚度３．３ｍｍ无色玻璃＋

形骨架４将其合成单中空玻璃，用建筑专用玻璃胶５

０．０４２ｍｍ膜）进行测试．其抗风压强度８８８０Ｐａ、试件导

粘接密封．中空保温层６可根据设计需要抽真空或充

热系数０．０７７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、可见光透射比５８．２５％、可见光

惰性气体，形成保温更好的玻璃板。

反射比２７．９２％、紫外线透射比４．１２％、太阳光直接透

图２中．在３ｒａｍ～４ｍｍ玻璃中空内侧分别贴上膜

射比４１．８８％、太阳光直接反射比３１．３０％、太阳能总

２、膜７和膜３，使其达到符合建筑玻璃使用规范的抗

透射比４７．８３％、遮蔽系数０．５４、耐辐照性为０．７％试

风压强度要求．在玻璃贴膜侧之间用空心筛孔铝型材

样无变化、抗磨性０．８５％、抗冲击性为冲击玻璃面与

矩形骨架４将其合成双中空玻璃．用建筑专用玻璃胶

冲击膜面试样均未破碎、耐酸性试验后无变化、耐碱

５粘接密封．中空保温层６可根据设计需要抽真空或

性试验后无变化、耐温度变化性试样无变化、耐燃烧

充惰性气体．形成保温更好的玻璃板。

性为Ａ一０试样不燃烧、耐有机溶剂性试验后无变

２０１２．７墙材革新与建筑节能 ５７

建筑节能

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化、粘结强度耐久性１６７．１％，１８项性能检测结果均

符合ＪＣ８４６—２００７《贴膜玻璃》建材行业标准中Ａ类

规定。

经贵州省建筑材料产品质量监督检验站对规格

为３．３＋６Ａ＋３．３、３．３＋９Ａ＋３．３、３．３＋１０Ａ＋３．３、３．３＋１２Ａ＋

３．３、３．３＋２０Ａ＋３．３的中空贴膜玻璃进行测试，以上试件

的导热系数０．０８７Ｗ／（ｍ．Ｋ） ０．０６６Ｗ／ｍ．Ｋ）、传热系数

２．７３７Ｗ／（ｍ２・Ｋ）～１．９８２Ｗ／（ｍ ・Ｋ）：其１２００ｍｍ高度冲

击不破坏．双轮胎冲击性能均符合要求；１０００ｍｍ高度

冲击不破坏．抗铅球冲击性能均符合要求。

４．４建筑外窗三性检测

用３．３ｍｍ的普通玻璃贴膜．加工合片后．组装成

边长为１５００ｍｍｘｌ２００ｍｍ的３．３＋６Ａ＋３．３的中空玻璃

ＰＶＣ—Ｕ塑料平开窗，分别依据ＧＢ／Ｔ８８１４—２００４（门、窗

用未增塑聚氯乙烯（ＰＶＣ—Ｕ）型材》、ＧＢ／Ｔ７１０６—２００８

《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方

法》、ＧＢ／Ｔ８４８４—２００８《建筑外窗保温性能分级及检测

方法》标准进行检测，测试数据为：抗风压性能为５

级．气密性能为４级，水密性能为３级 其中最关键的

保温性能（传热系数）为７级， 值为２．７３７Ｗ／（ｍ２・Ｋ）。

５应用实例

图３为中空贴膜玻璃合片做抗铅球冲击性能试

验．１０００ｍｍ高度冲击时不破坏．直至达到破坏高度后

显示玻璃碎片紧贴于膜片上．无碎片掉落现象。

图４为中空贴膜玻璃应用于建筑外窗的情况。该

建筑是某工程技术中心研发大楼．建筑面积２６００ｍ２，平

开外窗面积２０１．２４ｍ２．全部使用本课题研制开发的中空

贴膜玻璃．经检测传热系数Ｋ值为２．５９０Ｗ／（ｍ２．Ｋ）。与

图３合片后形成的中空贴膜玻璃

及铅球冲击性能破坏试验状况

５８ 墙材革新与建筑节能２０１２．７

图４ 中空贴膜玻瑶应用于建筑外冒

原设计外窗Ｋ值２．８００Ｗ／（ｍ２．Ｋ）相比有较大改善．其

色彩与外墙装饰协调一致

６结语

通过贴膜的技术研发．使３ｍｍ ４ｍｍ薄玻璃满足

建筑外窗的功能要求．符合国家提倡的建设环境友好

型、资源节约型社会的总方针。３ｍｍ ４ｍｍ玻璃在原材

料的使用上比传统选择的６ｍｍ玻璃节约近一倍．重

量上减轻近一半．无论是生产环节还是使用环节．在

节材、节能降耗方面前者均优于后者．推广使用３ｍｍ～

４ｍｍ薄玻璃具有重要的现实意义 目前已制定并获批

准了企业标准（Ｑ／ＧＪＫＹ０１—２０１２）和技术规程，已开发

了自动化贴膜工艺及装置

参考文献：

［１］ＪＣ８４６—２００７．贴膜玻璃标准．

［２］ＧＢ／Ｔ １１９４４—２００６．中空玻璃标准．

【３］ＪＧＪ １ １３—２００３．建筑玻璃应用技术规程

四川出台绿色建筑评价标准

本刊讯 《四川省绿色建筑评价标准》已通过省

住房和城乡建设厅审查．被批准为四川省工程建设

推荐性地方标准 针对四川省大部分地区为夏热冬

冷地区．居住建筑中很少采用集中空调或采暖系统

的特点，标准中纳入了“鼓励采用节能标识窗”、“鼓

励建筑进行能效标识”等绿色建筑国标中没有的条

款。而对于甘孜、阿坝等阳光充裕的地区。绿色建筑

则必须利用太阳能技术