Знание отрасли

Введение

С развитием энергосбережения в зданиях, трёхкамерный двухкамерный стеклопакет стал ведущей формой продукта для наружных окон зданий. По сравнению с традиционным однокамерным стеклопакетом, увеличение количества камер улучшает теплоизоляционные характеристики стеклопакета. По сравнению со значением K стеклопакета (6+16A+6), равным 2,7 (Вт·м·К), значение K стеклопакета (6+16A+6+16A+6) достигает 1,7 Вт/м·К. При применении низкоэмиссионного (Low-E) стекла, заполнения инертным газом, тёплых кромок и других технологий, таких как (6Low-E+16Ar+6+16Ar+6Low-E) стеклопакет, значение K может достигать 0,8 Вт/м·К.

Улучшая теплоизоляционные характеристики дверей и окон, трехкамерный стеклопакет также увеличивает материалоемкость дверей и окон. Во-первых, увеличивается вес стекла, что, в свою очередь, увеличивает ширину и толщину профиля и требования к прочности фурнитуры. В трехкамерном стеклопакете два внешних стекла несут опорную и несущую функции. Основная функция среднего стекла заключается в разделении камеры, ограничении конвекционной теплопередачи заполняющего газа и, таким образом, увеличении толщины изоляционного слоя, но оно также должно соответствовать определенным требованиям к механическим характеристикам. Легко предположить, что для среднего стекла используются другие тонкие материалы для замены существующего среднего стекла толщиной 6 мм, которое образует тонкое трехкамерное остекление.

1 Тонкое стеклопакетное стекло с центральным креплением

2ТД

Неорганическое стекло является ведущим видом продукции для двухкамерных стеклопакетов с тремя стеклами. Метод утончения рассматривается с учетом трех слоев стекла, из которых оно состоит. Наружное стекло подвергается ветровой нагрузке и утончается с учетом требований к механическим характеристикам. Внутреннее стекло не подвергается прямой ветровой нагрузке, поэтому его используют в качестве... Поскольку к поверхности применения по-прежнему предъявляются требования к механическим характеристикам, существует определенный потенциал для утончения. Стекло между внутренним и внешним (центральное стекло) не несет прямой ветровой нагрузки, поэтому имеет наибольший потенциал для утончения. Японская компания Lixil утончила исходное стекло (3+3+3) мм до (3+1,3+3) мм, что позволило уменьшить толщину примерно на 19%; при утончении до (3+1,3+1,3) мм уменьшение толщины составляет около 38%, как показано на рисунке 1. Западно-Тихоокеанская национальная лаборатория в США заменила традиционное стеклопакетное стекло высокоэффективным энергосберегающим тонким стеклом. Было проведено исследование энергосберегающего эффекта замены существующего остекления в здании. Тонкий стеклопакет состоит из двух стекол толщиной 1/8 дюйма (около 3,2 мм) с низкоэмиссионной пленкой и одного тонкого стекла толщиной 1/16 дюйма (около 16 мм) посередине. Результаты испытаний показали, что экономия энергии в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха составляет 0,2–18,7 кВт⋅ч в день в отопительный сезон (3–18% экономии энергии на человека) и 2,5–8,0 кВт⋅ч в день в холодный сезон (23–41% экономии энергии), а уровень шума снижается на 8–10 дБ. Lawrence Berkeley National Laboratory поместила тонкое стекло 0,7 мм в обычное изоляционное стекло (3 мм стекло + 3 мм Low-E) для формирования тонкого изоляционного стекла, как показано на рисунке 2. Исследования показали, что в климате, где преобладает отопление (например, Миннеаполис, Миннесота), потенциал энергосбережения тонкого изоляционного стекла вместо типичного наружного оконного стекла составляет 16%, в смешанном климате (например, Вашингтон, округ Колумбия), потенциал энергосбережения составляет 12%, а в климате, где преобладает охлаждение (например, Хьюстон, Техас), потенциал энергосбережения составляет 7%. Толщина стекла, используемого для наружных окон в моей стране, увеличивается. В 1980-х годах стекло толщиной 3 мм было доминирующей спецификацией флоат-стекла в моей стране. После 1993 года, 5 В прошлом основным продуктом было стекло толщиной 5 мм, а в последнее время основным продуктом стало стекло толщиной 6 мм. В 2013 году Ван Синчунь и другие предложили идею об уменьшении толщины листового стекла. Годовое потребление листового стекла на душу населения в моей стране составляет 20,7 кг, что в 1,25 раза больше, чем в странах ЕС, вдвое больше, чем в США, и в 2,6 раза больше, чем в среднем по миру. Толщина листового стекла является одной из причин аномального роста его потребления на душу населения в моей стране. Подсчитано, что уменьшение толщины стекла с 5 мм до 4 мм в 2012 году позволит сократить производство стекла на 7,1 млн тонн и потребление сырья на 7,71 млн тонн, включая 6,35 млн тонн природных ресурсов, таких как кварцевый песок и 1,5 млн тонн.36 миллионов тонн химической продукции, такой как кальцинированная сода. В статье предлагается трансформировать модель развития отраслей и предприятий и усовершенствовать технологии производства. Было выдвинуто пять предложений, включая корректировку производственной цепочки на техническом уровне, активизацию научных исследований и скорейшее начало работы соответствующих подразделений по утонению листового стекла. В то же время такие компании, как CSG Group, также активно пробуют применять тонкослойное стекло для наружных окон.

В настоящее время разработка тонкого изоляционного стекла обладает хорошей адаптивностью. Во-первых, чтобы соответствовать концепциям развития «двойных углеродных целей», экологичного производства, экологичных зданий и т. д., тонкое изоляционное стекло будет способствовать энергосбережению, экономии материалов и сокращению выбросов углерода в стекле, профилях, дверях и окнах, навесных стенах и цепочках транспортной отрасли. Во-вторых, двухкамерное/многокамерное изоляционное стекло является ведущим продуктом в моей стране для высокоэффективных и энергосберегающих прозрачных ограждающих конструкций и имеет потенциал для утончения. В-третьих, тонкое изоляционное стекло имеет широкую промышленную базу, что способствует трансформации и развитию отрасли. В-четвертых, производство тонкого стекла/ультратонкого стекла в моей стране обеспечивает материальную и промышленную базу. Фотоэлектрическое стекло на основе натрий-известково-кремниевой системы и защитное стекло могут стать основой для базовой продукции. Утончение и производство листового стекла не имеют себе равных с точки зрения технологии и производства. По сравнению с промышленными стеклянными тиглями и архитектурными стеклянными тиглями:

2 Стеклопакеты с центральными пленочными материалами

Стеклопакет с центральным слоем органической пленки (как показано на рисунке 3) разделяет одну камеру на две или более камер из изоляционного стекла. Нефункциональная органическая пленка (белая пленка) разделяет камеру только для ограничения конвекции, увеличения толщины изоляционного слоя и достижения тонкости и легкости. Функциональная органическая пленка (теплоотражающая пленка) придает такие функции, как низкая теплоотдача и повышает энергосберегающий эффект управления тепловым излучением на основе белой пленки. Стеклопакет с центральным слоем пленочных материалов производится американской компанией Southwall Technologies, она вышла на рынок в 1970 году и используется в строительстве. Теплоотражающее стекло с тепловым слоем обладает превосходными теплоизоляционными свойствами, и Ли У и другие провели исследования в этой области. Материал центральной пленки представляет собой термопластичную пленку, которая при нагревании уплотняется за счет термопластичности. Укладка и монтаж мембранного материала требуют ручного участия, что увеличивает стоимость производства. Хэ Сюэпин и другие изучили ключевой процесс сборки системы теплоизоляционного стекла с центральным слоем пленочного материала. Снижение стоимости мембранных материалов, реализация автоматического монтажа мембран, уменьшение степени ручного вмешательства и соответствующих затрат на обработку станут ключевыми моментами развития центрально-пленочных стеклопакетов.

3 Композитное теплоизоляционное стекло из настоящего стекла

Вакуумное стекло представляет собой стеклянное изделие, которое разделено двумя или более кусками стекла с опорными колоннами, периферия герметизируется для образования полости, а полость вакуумируется для образования вакуумной полости. Принимая во внимание баланс теплопередачи и силовые характеристики опорной колонны, количество и площадь опорных колонн должны быть минимизированы, поэтому опорная колонна с малой площадью поперечного сечения и короткой, не влияя на визуальный эффект. Теоретически конвективный теплообмен и кондуктивный теплообмен не имеют ничего общего с толщиной вакуумного слоя. Толщина вакуумного слоя Толщина обычно составляет от 0,15 до 0,25 мм: по крайней мере один кусок вакуумного стекла изготовлен из низкоэмиссионного стекла для достижения эффективной изоляции в трех основных режимах теплопередачи: теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Таким образом, вакуумное стекло само по себе является высокоэффективным тонким стеклянным изделием. Только вакуумное стеклопакетное композитное стекло может в полной мере раскрыть изоляционные характеристики вакуумного стекла, и его структура показана на рисунке 4. Хотя в вакуумном стекле в середине изоляционного стекла есть кусок стекла, этот кусок подвергается воздействию атмосферного давления после вакуумирования и несет давление опорной колонны, поэтому утончение вакуумного стекла ограничено. Вакуумное стекло уменьшает общую толщину композитного изоляционного стекла с его высокой эффективностью и энергосберегающими характеристиками, достигая цели утончения. Уровень производства вакуумного стекла в моей стране достиг большого прогресса, но стоимость по-прежнему является основным фактором, влияющим на его продвижение. По крайней мере, один кусок вакуумного стекла изготовлен из низкоэмиссионного стекла для достижения эффективной изоляции в трех основных режимах теплопередачи: теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Таким образом, вакуумное стекло само по себе является высокоэффективным тонким стеклянным изделием. Только вакуумное композитное стекло может в полной мере раскрыть теплоизоляционные свойства вакуумного стекла, структура которого показана на рисунке 4. Несмотря на то, что в середине пустотелого стекла находится стеклянная пластина, после вакуумирования она подвергается воздействию атмосферного давления и выдерживает давление опорной колонны, поэтому утончение вакуумного стекла ограничено. Вакуумное стекло уменьшает общую толщину композитного пустотелого стекла благодаря своей высокой эффективности и энергосберегающим характеристикам, достигая цели утончения. Уровень производства вакуумного стекла в моей стране достиг значительного прогресса, но стоимость по-прежнему остается основным фактором, влияющим на его продвижение.

4 Аэрогелевое полое стекло

Аэрогель обладает превосходными легкими теплоизоляционными характеристиками. Размещение его в полом стекле может добиться тонкости, высокой эффективности и энергосбережения. Значение K полого стекла (6+12A+6) составляет 2,8 Вт/мК, значение K (6Low-E+12A+6) составляет 1,8 Вт/мК, а значение K (6+12aerogel+6) достигает 1,0 Вт/мК. Возможный способ размещения аэрогеля в середине - использование частиц аэрогеля для заполнения, что относительно недорого. Разница между показателем преломления, образованным границей раздела аэрогеля и частиц, и стеклом и Прозрачность самого аэрогеля увеличит значение мутности изоляционного стекла и повлияет на прозрачность изоляционного стекла. Уменьшение значения мутности самого аэрогеля и достижение композита из цельного куска аэрогеля (а не частиц) является одним из эффективных способов улучшения прозрачности. К светопрозрачным ограждающим конструкциям фасадов зданий (наружным дверям и окнам, навесным стенам) предъявляются высокие требования по прозрачности, и ожидается их широкое применение в ограждающих конструкциях для целей освещения. Однако необходимо изучить влияние накопления тепла солнечной радиацией, а также воздействия холода и тепла на механические свойства стеклопакетов.

5. Резюме

Уменьшение толщины стеклопакетов – это тенденция развития, дающая множество преимуществ, таких как экономия материалов, энергосбережение и сокращение выбросов углерода. В качестве стратегии развития и выбора, стеклопакеты средней толщины имеют хорошую основу для индустриализации и выгодные ценовые преимущества, являясь предпочтительным направлением развития. Стеклопакеты со средней толщиной пленки и композитные стеклопакеты с вакуумным стеклом отличаются высокой тонкостью, имеют определённую область применения в новых зданиях и обладают очевидными преимуществами при замене стекла при энергосберегающей реконструкции существующих зданий. В качестве будущего направления развития следует использовать аэрогелевые стеклопакеты в конструкциях осветительных кожухов.