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解析国内外中空玻璃标准耐久性能要求及检测方法差异分析-上海千实精密机电科技有限公司

来源: admin/  作者: admin  时间: 2021-01-28 10:31

  中空玻璃由于具有良好的隔热、隔音、节 能、防凝霜等性能,广泛应用于建筑、交通、冷 藏等行业。中空玻璃耐久性能的好坏,决定了其 使用寿命的长短,因此,目前国内外标准均对中 空玻璃耐久性能提出了要求。 中空玻璃耐久性能检测涉及的现行标准有: 中国标准GB/T 11944—2012《中空玻璃》,美国 标准ASTM E2190-10《中空玻璃性能和评价标准 规范》、ASTM E546-14《密封中空玻璃单元露 点标准试验方法》、ASTM E2188-10《中空玻璃性能标准试验方法》、ASTM E2189-10《中空玻 璃 抗 雾 化 测 试 标 准 试 验 方 法 》 , 欧 盟 标 准 EN 1279-2:2018《建筑玻璃-中空玻璃单元-第 2部分:水汽渗透的长期试验方法和要求》、 EN 1279-3:2018《建筑玻璃-中空玻璃单元-第 3部分:气体泄漏速率和气体浓度偏差的长期试 验方法和要求》、EN 1279-4:2018《建筑玻璃中空玻璃单元-第4部分:边部密封材料和插件的 物理性能试验方法》、EN 1279-6:2018《建筑 玻璃-中空玻璃单元-第6部分:工厂生产控制和 定期检测》,日本标准JIS R 3209:1998《中空玻 璃》,澳大利亚标准AS/NZS 4666:2012《中空玻璃单元》等。 中空玻璃耐久性能检测项目主要有露点、耐 紫外线性能和耐候性能,其中澳标耐久性项目完 全引用美标和欧盟标准,因此其要求和检测方法 与美标和欧标完全一致,其余国家或地区标准的 耐久性能要求和检测方法均有差异。 本文从样品、性能要求、试验条件等方面, 对中国、美国、欧盟和日本标准的露点、耐紫外 线性能和耐候性能试验进行比较分析。

  1 露点试验

  中空玻璃露点是指腔体内开始结露的温度。 如果中空玻璃露点高于环境温度,在正常使用过 程中,腔体内表面就会出现目视可见的水汽,导 致其隔热保温和透光性能下降,中空玻璃失效。 露点试验是检测中空玻璃基本性能的方法,也是判断耐候性试验后,中空玻璃性能是否符合要求 的重要手段。 不同标准露点性能要求和检测方 法的异同。由表1可以看出,各标准的露点要求 有所差异,国标和日本标准对初始露点有要求, 国标要求低于-40 ℃,相对较高;美标只对耐候 性试验后的露点有要求;欧标的露点检测主要是 针对干燥剂水分含量无法测试的样品,通过露点 可以得出样品空腔内的水汽分压,从而计算水汽 渗透指数,因此欧标对露点的性能无要求。在露 点检测环境和样品放置时间方面,国标、美标和 日本标准要求相对宽松一点,比较接近于中空玻 璃实际生产环境和条件,而欧盟标准要求50%± 5%恒湿环境,这是因为较严的恒湿环境可以使样 品内、外部气压保持恒定,从而保证样品的水汽 渗透指数更接近实际结果。
 

  2 耐紫外线性能试验

  耐紫外线性能是衡量中空玻璃在使用过程中 紫外辐照耐久性能的指标。对于密封胶质量差、 间隔条被污染、腔体内水汽含量高的中空玻璃, 在一定的温度下,经过紫外线照射后,其内表面 就会出现结雾、水汽凝结和污染、密封胶变形等情况,影响玻璃的性能。 日本标准没有单独的耐紫外线性能试验,但 耐候性试验中含有紫外线辐照的要求,国标、美 标和欧盟标准均有单独的耐紫外线性能试验项 目。表2列出了不同标准耐紫外线性能要求和检 测方法的异同。 由表2可以看出,各国标准耐紫外线性能要求大体相同,主要差异在于试样冷却水温和观察 条件。其中国标的冷却水温最低,欧标的范围较 宽,美标比国标高了5 ℃。虽然国标、美标和欧 标均采用300 W紫外灯泡作为辐照源,但观察距 离和观察方式均不同,其中国标的观察距离最短,但未规定以透射还是反射方式观察,也未规 定观察的环境背景,这会造成不同观察者的观察 结果差异;欧标与美标均规定了透射和反射观察 方式,观察背景环境为黑色,但美标的观察距离 较远。

  

  3 水汽耐候性能试验

  水汽耐候性能试验是模拟中空玻璃在实际使 用条件下,其边部密封材料对水汽密封的耐久性 能。试验过程中,试样要经历高温、低温、高湿、光照等条件,通过测试试验前后试样的露点 或干燥剂水分含量来判断其水汽耐候性能。不同 标准的水汽耐候性能试验项目名称不同,表3 列出了不同标准水汽耐候性能要求和检测方法的 异同。


 

  可以看出,不同标准水汽耐候性能试 验的样品、性能要求、试验程序和试验后试样放 置条件均不相同: (1)样品 欧盟标准水汽渗透长期试验使用的试样,试 验前不用测试露点,其余标准使用的试样,试验 前均需进行露点测试,但只有国标规定需露点检 测合格的试样才能进行水汽耐候性试验,美标和 日本标准均无此规定; (2)性能要求 国标与欧标均采用水分渗透指数I来表示水汽 耐候性试验结果,通过测试试验前后间隔条内的 干燥剂水分含量,计算水分渗透指数I,需要破坏 试样;而美标和日本标准均采用露点来表示水汽 耐候性试验结果,无需破坏试样; (3)试验程序 所有标准,水汽耐候性试验程序均包含两类 试验,虽然这两类试验名称不同,但根据试验条 件,均可归为恒温恒湿试验和高低温循环试验。 国标的水气密封耐久性能和欧标的水汽渗透长期试验程序一致,都是先进行56个循环的高低温循 环试验,再进行7周恒温恒湿试验;美标的耐久 性试验是先进行14天高湿试验,再进行252个循 环的气候循环试验,最后进行28天高湿试验;日 本标准加速耐久性试验,分为三类:I类先进行 7天耐湿耐光试验,再进行12次冷热循环试验; Ⅱ类是在I类的基础上再进行7天耐湿耐光试验和 12次冷热循环试验;Ⅲ类是在Ⅱ类基础上再进行 28天耐湿耐光试验和48次冷热循环试验。 (4)试验后试样放置条件 国标未规定耐候性试验后试样的放置条件, 美标和日本标准均规定至少放置24 h,欧盟标准 规定必须放置1周以上。试验后,将试样在一定 的环境中放置,是为了让试样空腔内的水分被间 隔条里的干燥剂充分吸收并稳定,放置时间越 长,测试的干燥剂水分含量或试样的露点,越能 反映中空玻璃的真实性能。 表4列出了不同标准水汽耐候性能试验条件 的异同。
 

 

  由表4可以看出,不同标准的试验温度、湿 度、加湿时间、紫外辐照要求时间均不相同。 国标和欧标的试验条件基本一致,总试验时间 为77天,加湿时间最长,为63天,但无紫外辐 照;美标的试验条件最苛刻,低温最低,为(- 29±3)℃,高温最高,为(60±3)℃,试验总 时间最长,为105天,除了高湿试验阶段加湿, 在循环试验阶段也进行加湿,同时进行紫外辐 照;日本标准的加湿和紫外辐照均在耐湿耐光 阶段进行,冷热循环阶段只有温度变化,其紫 外辐照时间最长,为42天。从不同标准的试验条 件可以看出,国标和欧标以考察中空玻璃耐高 温高湿的能力为主,而美标和日本标准均以考察中空玻璃耐高温高湿和紫外辐照综合能力 为主。
 

  4 气体耐候性能试验

  气体耐候性能试验是模拟中空玻璃在实际使 用条件下,其边部密封材料对气体密封的耐久性 能。对充氩气中空玻璃,耐候性试验后,不仅要 考虑水汽密封性能,还要考虑气体密封性能。日 本标准没有专门的充氩气中空玻璃测试项目,而 国标、欧盟标准和美标均对充氩气中空玻璃的耐 候性能作了单独规定。 表5是不同标准充氩气中空玻璃气体耐候性 能要求和检测方法的异同。

 

  由表5可以看出,国标气体密封耐久性能的 试验程序、条件与欧标的长期试验一致,均为 28个高低温循环试验加7周恒温恒湿试验,但国 标用来表示气体耐候性能结果的指标与美标一 样,均以试验后的气体体积含量作为性能指标, 而欧标是测试耐候性试验后的气体泄漏量,再换 算成每年的气体泄漏速率,以年气体泄漏速率作 为性能指标。国标和美标的气体体积含量可以反 应出经耐侯性试验后,中空玻璃的实际性能水 平,而欧标的气体泄漏速率直接能反应是中空玻 璃在耐候性试验条件下的使用年限。从试验时间 和条件来说,美标的气体耐候性试验时间长、试 验条件较苛刻。