CN104746780A - 具有真空隔热板的玻璃幕墙 - Google Patents

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朱生荣
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Abstract

本发明涉及一种具有真空隔热板的玻璃幕墙，其包括：中空玻璃和设于该中空玻璃的夹层空间内的真空隔热板；具有真空隔热板的中空玻璃仅设置在玻璃幕墙的支承结构上的需要遮阳、隔热的区域，因此无需沿玻璃幕墙的内壁设置装饰板或砌墙来遮阳，故而不占用室内空间，且隔热效果较好。所述中空玻璃为两层的中空玻璃，所述真空隔热板粘贴在该中空玻璃的外层玻璃内壁，以在该外层玻璃自爆时防止玻璃碎片掉落，确保使用安全。

Description

具有真空隔热板的玻璃幕墙
技术领域
本发明涉及建筑玻璃幕墙的技术领域，具体是一种具有真空隔热板的玻璃幕墙。
背景技术
玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。墙体有单层和双层玻璃两种。
现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。
现有技术还存在一种双层玻璃幕墙，其包括内、外幕墙，内、外幕墙之间设有遮光用的百叶片。以在炎热夏天挡住太阳辐射热。
上述现有的玻璃幕墙的不足之处在于：对于外墙整体采用玻璃幕墙的建筑，其室内若需要搭建局部的遮阳区域时，必须采用装饰板或其他材料沿玻璃幕墙的内壁铺设，这必然占用室内空间，且隔热效果不理想，影响了使用舒适性。如何解决该问题，是本领域的技术难题。
真空绝热板（即VIP，是英文Vacuum Insulation Panel的简称）已运用于各个领域中，它以节能、低碳、环保、安全的特性满足了客户要求。VIP的使用寿命，是指VIP中缓慢渗入的气体逐渐增多，板内压力与外界一致时即认为失效。对于采用玻璃纤维制成芯材的VIP，其使用寿命一般为10-15年，导热系数一般在3.0mW/（m·K）以下；对于采用气相SiO2制成芯材的VIP，其使用寿命一般为50-70年，导热系数一般在4.0-5.0mW/（m·K）以下；玻纤芯材的VIP内部压力要求≤1Pa，而采用气相SiO2芯材的VIP内部压力在100Pa以下即可满足要求。如何结合二者的优点，提供一种导热系数较低、使用寿命较长的VIP板，是本领域要解决的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于给室内提供遮阳、隔热区域的具有真空隔热板的玻璃幕墙。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有真空隔热板的玻璃幕墙，其包括：中空玻璃和设于该中空玻璃的夹层空间内的真空隔热板；具有真空隔热板的中空玻璃仅设置在玻璃幕墙的支承结构上的需要遮阳的区域。
作为一种实施方式，所述中空玻璃为两层的中空玻璃，所述真空隔热板粘贴在该中空玻璃的外层玻璃内壁，以在该外层玻璃自爆时防止玻璃碎片掉落，确保使用安全。
作为另一种实施方式，所述中空玻璃为三层中空玻璃，三层中空玻璃包括内、外夹层空间，所述真空隔热板设于内夹层空间和/或外夹层空间内，以在该外层玻璃自爆时防止玻璃碎片掉落，确保使用安全。
其中，若所述的内夹层空间设有真空隔热板，则该真空隔热板粘贴在内夹层空间的内层玻璃内壁；若所述的外夹层空间设有真空隔热板，则该真空隔热板粘贴在外夹层空间的外层玻璃内壁，以在相应的玻璃自爆时防止玻璃碎片掉落，确保使用安全。
真空隔热板包括板状、耐压的芯材（例如：多层玻璃纤维叠置而成，或多孔有机材料制成的板体），该芯材装在一个高阻隔抽真空的封装膜袋里；封装膜袋为复合铝箔镀铝膜或高阻隔聚酯镀铝膜。
上述芯材包括：多层层叠的玻璃纤维片材构成的中间芯材，中间芯材的上端面和/或下端面覆盖有气相SiO2板，或所述中间芯材的外周包覆有气相SiO2粉层。
将该芯材制成VIP后，由于气相SiO2粉层或板与玻璃纤维板的混合使用，且气相SiO2粉层或板中的空隙直径为纳米级，故而可防止VIP内的剩余空气或逐渐渗入的空气在芯材厚度方向流动而传热，即在厚度方向起到隔断作用，利于保持VIP芯材的导热系数的稳定性和VIP综合性能（主要是添加SiO2板后可大幅提高的VIP的整体性和机械强度，使VIP不易变形），使利用该芯材制成的VIP的导热系数处于3.0-4.0mW/（m·K）之间；此外，SiO2利于吸附空气和水蒸气（即可以吸收缓慢渗入的气体），进而确保VIP板的导热系数保持在较低值并长期稳定，进而使VIP的使用寿命不少于30年，且VIP中的气相SiO2含量越高，其使用寿命越长。
可选地，所述中间芯材中铺设有至少一层气相SiO2粉层或气相SiO2板。具体是在相邻两层玻璃纤维片材之间，或相邻的玻璃纤维片材与玻璃纤维毡之间设置至少一层1-15mm厚的气相SiO2粉层或气相SiO2板。多层气相SiO2粉层或板可防止VIP内的剩余空气或逐渐渗入的空气在芯材厚度方向流动而传热，即在厚度方向起到隔断作用，进一步提高绝热性能。
玻璃纤维片材为采用湿式造纸法成型的玻璃纤维片材（即短切丝片材），或采用干法无纺布工艺成型的玻璃纤维毡（即干法玻纤棉片材），或玻璃纤维片材与玻璃纤维毡的叠层构成的片材（即混合玻纤片材）。
作为另一种方案，所述中间芯材的上端面覆盖有气相SiO2粉层或气相SiO2板，中间芯材的下端面及四周侧面包裹有超细玻纤棉片材；或，将中间芯材整体用超细玻纤棉片材包覆；所述超细玻纤棉片材中的纤维直径为1-4um、长度为1-5mm。
所述超细玻纤棉片材采用湿式造纸法成型或干法无纺布工艺成型，气相SiO2板采用气相SiO2、SiC粉料与一些无机纤维搅拌均匀后压制成型。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
（1）本发明的玻璃幕墙，仅在玻璃幕墙的支承结构的需要遮阳的区域，采用带真空隔热板的中空玻璃，即可写成所需的遮阳、隔热区域，无需沿玻璃幕墙的内壁设置装饰板或砌墙，故而不占用室内空间，且隔热效果较好；
（2）本发明的真空隔热板中，由于气相SiO2粉层或板与玻璃纤维板的混合使用，且气相SiO2粉层或板中的空隙直径为纳米级，故而可防止VIP内的剩余空气或逐渐渗入的空气在芯材厚度方向流动而传热，即在厚度方向起到隔断作用，利于保持VIP芯材的导热系数的稳定性和VIP综合性能（主要是添加SiO2板后可大幅提高的VIP的整体性和机械强度，使VIP在使用时不易变形或变形较小），使利用该芯材制成的VIP的导热系数处于3.0-4.0mW/（m·K）之间；此外，SiO2利于吸附空气和水蒸气，进而确保VIP板的导热系数保持在较低值并长期稳定，进而使VIP的使用寿命不少于30年（远好于采用玻璃纤维制成芯材的VIP），且VIP中的气相SiO2含量越高，其使用寿命越长；此外，相对于单纯采用SiO2板制成的芯板，将气相SiO2粉层或板与玻璃纤维板的混合使用，可极低成本，原因是气相SiO2的成本一般高于玻璃纤维；
（3）、本发明的复合芯材中，中间芯材的上端面和/或下端面覆盖有气相SiO2板，或所述中间芯材的外周包覆有气相SiO2粉层。气相SiO2粉层或板由粉体材料构成，不存在尖锐物，不易戳破VIP膜袋，故而整体上避免了VIP膜袋被刺破的风险。也可在中间芯材的一侧设置超细玻纤棉片材，或将中间芯材整体用超细玻纤棉片材包覆，由于超细玻纤棉的纤维本身直径小，长度短，纤维较软，不容易刺破膜袋（即避免了现有技术中的直径为6-13um、长度为4-20mm的玻璃纤维容易刺破镀铝膜袋的情况），所以适合用镀铝膜和铝箔复合膜生产；这避免了短切丝芯材或干法玻纤毡芯材大面积的与膜袋接触，有效避免了纤维刺破膜袋的风险。本发明的芯材可以适用多种类型膜材生产VIP，并突破了粗直径芯材只能使用铝箔复合膜生产的限制，复合芯材可以任意搭配膜材生产出实际需要的VIP板；
（4）、现有技术中的短切丝芯材和干法玻纤毡芯材都比较蓬松，为了提升短切丝和干法玻纤毡芯材性能，在生产过程中会尽量减少粘结剂，所以短切丝芯材和干法玻纤毡芯材在生产过程中易导致芯板破损，短切丝掉落，不易装袋并影响密封袋袋口密封，成品表面不平整等现象，而采用超细玻纤棉包裹中间芯材的底面或整体包裹中间芯材后可以有效解决这些问题，并可解决SiO2粉层或SiO2板材漏粉带来的不利因素，确保袋口密封的可靠性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为实施例1中的玻璃幕墙的局部剖面结构图；
图2为实施例1中的VIP芯材的剖面结构示意图，其采用气相SiO2粉层或板包覆中间芯材，中间芯材包括至少一层气相SiO2粉层或板；
图3为实施例2中的VIP芯材的剖面结构示意图，其采用超细玻纤棉片材整体包覆中间芯材，中间芯材包括至少一层气相SiO2粉层或板；
图4为实施例2中的VIP的剖面结构示意图，其采用超细玻纤棉片材整体包覆中间芯材的底面和四周侧面，采用SiO2粉层或板覆盖中间芯材的顶面，中间芯材包括至少一层气相SiO2粉层或板。
具体实施方式
实施例1
见图1，本实施例的玻璃幕墙，包括：悬挂在建筑主体结构上的金属材料的支承结构4，设于该支承结构4上的多个中空玻璃5，其中，仅在需要遮阳的区域中的所述中空玻璃5的夹层空间内设有真空隔热板6。
所述中空玻璃5为两层的中空玻璃，所述真空隔热板6粘贴在该中空玻璃的外层玻璃内壁，以在该外层玻璃自爆时防止玻璃碎片掉落，确保使用安全。
作为另一种实施方式，中空玻璃为三层中空玻璃，三层中空玻璃包括内、外夹层空间，所述真空隔热板设于内夹层空间和/或外夹层空间内，以在该外层玻璃自爆时防止玻璃碎片掉落，确保使用安全。其中，若所述的内夹层空间设有真空隔热板，则该真空隔热板粘贴在内夹层空间的内层玻璃内壁；若所述的外夹层空间设有真空隔热板，则该真空隔热板粘贴在外夹层空间的外层玻璃内壁，以在相应的玻璃自爆时防止玻璃碎片掉落，确保使用安全。
对于框架式玻璃幕墙，其安装方法如下：将竖框先安装在建筑的主体结构上，再安装横梁，竖框和横梁组成框格，中空玻璃和具有真空隔热板的中空玻璃在工厂内加工成单元组件，再固定在竖框和横梁组成的框格上。竖框和横梁现场安装形成框格后将单元组件固定于骨架上，单元组件竖向接逢在立柱上，横向接逢在横梁上，并进行密封胶接逢处理，防雨水渗透、空气渗透。 
对于半单元式幕墙，其安装方法是：先在建筑的主体结构上安装竖框或竖框与横梁组成的框架，竖框和相邻竖框对插，通过对插形成组合杆。单元组件再固定在竖框或横梁上。一般有两种结构形式：一种是竖框先安装在主体结构上，竖料上装有挂接板块的装置，横梁与面板材料组成单元板块，板块挂接竖料上。竖向接缝在竖框上，横向采用上下单元板块对插接缝，进行接缝处理，形成整片幕墙。另一种是竖框与横梁组成框架，固定于主体结构上，面板组成独立的小板块，挂接于框架上。竖向接缝在竖框上，横向接缝在横梁上，并进行接缝处理，形成整片幕墙
如图2，本实例的真空绝热板芯材包括由10-30层的采用湿式造纸法成型的玻璃纤维片材2（即短切丝片材），或采用干法无纺布工艺成型的玻璃纤维毡（即干法玻纤棉片材），或玻璃纤维片材与玻璃纤维毡的叠层构成的片材（即混合玻纤片材）和2-10层气相SiO2粉层或板1交替层叠构成的中间芯材；在该中间芯材上下两侧分别覆盖有气相SiO2粉层或气相SiO2板。
所述气相SiO2板采用气相SiO2、SiC粉料与一些无机纤维搅拌均匀后压制成型。构成所述玻璃纤维毡的玻璃纤维的直径为4-20um、长度为4-15mm。
所述玻璃纤维片材采用直径为6-13um、长度为4-20mm拉丝法生产的玻璃纤维短切丝成型。
所述玻璃纤维片材中的玻璃纤维分层分布、大部分与顶面平行，同平面中的玻璃纤维随机分布，该片材的厚度均匀，以减小相邻纤维的间隙并利于抽真空，同时由于热量大多沿着玻璃纤维的长度方向传热，因此将其大部分玻璃纤维与该玻璃纤维毡的顶面平行分布，可防止热量在厚度方向传递。
所述玻璃纤维毡中的大部分玻璃纤维与该玻璃纤维毡的顶面平行分布，以减小相邻纤维的间隙并利于抽真空；此外，由于热量大多沿着玻璃纤维的长度方向传热，因此将其大部分玻璃纤维与该玻璃纤维毡的顶面平行分布，可防止热量在厚度方向传递。
由该实施例指成的芯材制成的VIP的导热系数为3.0-4.0mW/m.k，使用寿命不少于30年。而采用本实施例芯材的VIP内部压力在1Pa 以上，不影响VIP的性能，气相SiO2含量越高，VIP内部压力的允许值就越高，一般在20-50Pa以下即可满足要求，具体参数可通过实验获得。
实施例2
如图3，本实例的真空绝热板芯材包括由多层的采用湿式造纸法成型的玻璃纤维片材2（即短切丝芯材）和2-5层气相SiO2粉层或板1交替层叠构成的中间芯材；在该中间芯材整体被超细玻纤棉片材3包裹，超细玻纤棉片材3中的纤维直径为1-4um、长度为1-5mm，由该芯材制成的VIP的导热系数为3.0-4.0mW/m.k，使用寿命不少于30年。
作为一种可变的实施方式，所述中间芯材设于由上述超细玻纤棉片材构成的袋体中，或上述超细玻纤棉片材包裹所述中间芯材的四周边缘。
实施例3
如图4，本实例的真空绝热板芯材包括由10-30层的采用湿式造纸法成型的玻璃纤维片材2（即短切丝芯材）和2-10层气相SiO2粉层或板1交替层叠构成的中间芯材；在该中间芯材的上下两侧分别覆盖有SiO2板1和超细玻纤棉片材3，该超细玻纤棉片材3同时包覆中间芯材的四个侧面；所述超细玻纤棉片材3中的纤维直径为1-4um、长度为1-5mm，由该芯材制成的真空绝热板的导热系数为3.0-4.0mW/m.k，使用寿命不少于30年。
所述玻璃纤维片材由采用直径为6-13um，长度为4-20mm拉丝法生产的玻璃纤维短切丝经湿式造纸法成型。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种具有真空隔热板的玻璃幕墙，其特征在于包括：中空玻璃和设于该中空玻璃的夹层空间内的真空隔热板。
2.根据权利要求1所述的玻璃幕墙，其特征在于：所述中空玻璃为两层的中空玻璃，所述真空隔热板粘贴在该中空玻璃的外层玻璃内壁。
3.根据权利要求1所述的玻璃幕墙，其特征在于：所述中空玻璃为三层中空玻璃，三层中空玻璃包括内、外夹层空间，所述真空隔热板设于内夹层空间和/或外夹层空间内。
4.根据权利要求3所述的玻璃幕墙，其特征在于：所述的内夹层空间中的真空隔热板粘贴在内夹层空间的内层玻璃内壁；所述的外夹层空间中的真空隔热板粘贴在外夹层空间的外层玻璃内壁。
5.根据权利要求1-4之一所述的玻璃幕墙，其特征在于：真空隔热板包括板状、耐压的芯材，该芯材装在一个高阻隔抽真空的封装膜袋里；封装膜袋为复合铝箔镀铝膜或高阻隔聚酯镀铝膜。
6.根据权利要求5所述的玻璃幕墙，其特征在于：所述芯材包括：多层层叠的玻璃纤维片材构成的中间芯材，该中间芯材的上端面和/或下端面覆盖有气相SiO2板，或所述中间芯材的外周包覆有气相SiO2粉层或气相SiO2板。
7.如权利要求6所述的玻璃幕墙，其特征在于: 所述中间芯材中铺设有至少一层气相SiO2粉层或气相SiO2板。
8.根据权利要求5所述的玻璃幕墙，其特征在于，所述芯材包括：多层层叠的玻璃纤维片材构成的中间芯材，该中间芯材的上端面覆盖有气相SiO2粉层或气相SiO2板，中间芯材的下端面及四周侧面包裹有超细玻纤棉片材；或，将中间芯材整体用超细玻纤棉片材包覆。
9.如权利要求8所述的玻璃幕墙，其特征在于: 所述中间芯材中铺设有至少一层气相SiO2粉层或气相SiO2板。
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Free format text: FORMER OWNER: CHANGZHOU SANYOU D + VIPS NEW ENERGY SAVING MATERIALS MANUFACTURING CO., LTD.

Effective date: 20150824

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Effective date of registration: 20150824

Address after: 213000 Jiangsu city of Changzhou province Wujin fruit Road Economic Development Zone No. 10

Applicant after: CHANGZHOU SANYOU DIOR INSULATION MATERIALS MFG CO., LTD.

Address before: 213000, No. 10, fruit Road, Wujin Economic Development Zone, Jiangsu, Changzhou

Applicant before: Changzhou Sanyou D & VIPS New Energy-saving Materials Mfg. Co., Ltd.

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Application publication date: 20150701