CN105507762A - 具有悬膜双中空的复合真空玻璃 - Google Patents

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Abstract

一种具有悬膜双中空的复合真空玻璃，从外侧到内侧的结构配置为外片玻璃、外侧暖边隔条框、中分盖板框、光学塑料膜、绷膜框、内侧暖边隔条框和真空玻璃。通过绷膜框将光学塑料膜固定在真空玻璃的内侧，在光学塑料膜与真空玻璃构成的空腔外侧，用内侧暖边隔条框围住，其上加装中分盖板框，再由相同构造的外侧暖边隔条框加装在中分盖板框和外片玻璃之间，最终由光学塑料膜形成用于抵消温度和风压引起应力冲击的缓冲双中空内腔。本发明在使真空玻璃优异的保温隔热性能进一步得到提高的同时，其使用也会更加安全可靠。

Description

具有悬膜双中空的复合真空玻璃
技术领域
本发明属于绿色节能建筑的外围护技术领域，具体涉及一种具有悬膜双中空的复合真空玻璃。
背景技术
随着绿色节能建筑中被动房概念及标准的推广与广泛应用，对外围护用到的玻璃提出了更高的要求。节能窗的整体U值更是被要求低于0.8w/m2.k以下。而普通的中空玻璃单元产品根本无法满足要求，而用三层玻璃制成的双中空玻璃单元也只能利用充填价格昂贵的惰性气体如氪气才能勉强达到要求。而真空玻璃却具有优异的保温隔热性能，U值可以降低到0.5w/m2.k以下，非常适合作为被动房外围护的节能窗的要求。
真空玻璃尽管具有很低的传热系数，但在单独使用过程中，保持比较高的真空度也存在相当大的难度，太阳能辐射会造成真空玻璃内腔中的各种部件的排气，导致真空度降低，从而影响传热系数导致保温隔热效果大幅降低。
另，真空玻璃在具有良好的保温性能的同时，对太阳能辐射的调控也存在不足，太阳能获得系数(g值)不够理想。为了获得理想的g值，真空玻璃的制造商们做了一定的改进，其中方法之一，就是在真空玻璃之外再加一层低辐射镀膜玻璃，与真空玻璃之间形成一定内腔的复合真空玻璃，以改善整个玻璃单元的太阳能获得系数g值，同时，真空玻璃放在内片的位置，也避免了由于太阳能辐射引起的真空内腔部件排气导致的真空度降低的负面效果。这样的改进虽然取得了一定的效果，但也带来了新的问题。如图13，原本真空玻璃就存在应力分布不均，容易引起玻璃破裂的天然缺陷，而复合真空玻璃的结构更加放大了这一缺陷。由于复合真空玻璃存在密闭的空腔，当由于太阳能辐射引起密闭空腔内的气体温度发生较大变化时，空腔内的气压也会产生较大的变化，从而带来了整个玻璃单元两侧玻璃表面出现凹凸变形，这种变形就会使真空玻璃受到更大的应力冲击，最终加剧了真空玻璃破裂的潜在风险。
而悬膜双中空玻璃在已使用的建筑物工程中证明，在具有良好的隔热保温性能的同时，还具备平整的外观效果，究其原因，是悬膜结构对太阳能辐射引起的内腔气压变化具有缓冲和平衡的效果(参见2013104899939号《呼吸式內悬膜双中空玻璃》，以及2013104901017号《内悬膜中空玻璃》专利)。如果将悬膜双中空结构与真空玻璃有机地结合起来制成悬膜双中空复合真空玻璃，将为绿色建筑的外围护提供更好的解决方案。
发明内容
本发明目的是克服现有复合真空玻璃存在的上述不足，并充分利用悬膜双中空玻璃的内腔气压缓冲和平衡结构，提供一种具有悬膜双中空的复合真空玻璃。
本发明提供的具有悬膜双中空的复合真空玻璃，包括外片玻璃、光学塑料膜、绷膜框和暖边隔条框，所述的光学塑料膜通过绷膜框固定在真空玻璃的内侧，在光学塑料膜与真空玻璃构成的空腔外侧，用暖边隔条框(称作内侧暖边隔条框)围住，暖边隔条框上加装中分盖板框，再由相同构造的暖边隔条框(称作外侧暖边隔条框)加装在中分盖板框和外片玻璃之间，最终由光学塑料膜将外片玻璃与真空玻璃形成的内腔分隔成用于抵消温度和风压引起应力冲击的缓冲双中空内腔。
所述的绷膜框由45°斜切加工的型材与组角器插入对接组成矩形框(参见2013104899939号《呼吸式內悬膜双中空玻璃》)。绷膜框型材为敞口的挤出铝型材，中间靠近内腔的一侧为带有22°倾角的较长的斜板，外围靠近内侧暖边隔条框的一侧为较低的垂直竖板，内部设计有插入并固定弹簧的槽道，利用该槽道在端角处加装组角器，使两个端角相邻的型材完成90°的连接。同时，槽道设计成有15°倾角的卡口，使插入后的弹簧向外侧垂直竖板方向倾斜，在槽道内安装固定光学塑料膜的弹簧成等间距排列。
组装成矩形的绷膜框通过胶带粘贴在真空玻璃的内表面上，绷膜框的外沿与真空玻璃的外沿保留有15mm的距离，用以安装暖边隔条框和施打结构密封胶。用于粘贴绷膜框的胶带采用压敏胶带，并具有良好的耐紫外特性，而且与玻璃及铝型材具有很好的相容性以保证粘接强度满足25年以上的使用周期。
通过专用绷膜焊接机(参见2015200614925号《一种用于悬膜中空玻璃的绷膜焊接设备》)将光学塑料膜固定在绷膜框上。光学塑料膜的四周边部利用超声波高频焊接使其固定在绷膜框内的弹簧头部上，弹簧头部插装有与光学塑料膜相容性很好的塑料制成的焊帽。为了使光学塑料膜在使用中始终保持膜面平整，通过弹簧产生15°角的变形产生的扭力使光学塑料膜保持300N/m的预张力。
固定在绷膜框上的光学塑料膜与真空玻璃形成了一个具有缓冲作用的空腔，以减少真空玻璃受到更多的应力冲击。空腔的四周外围加装内侧暖边隔条框，用于与外侧暖边隔条框通过中分盖板框构成整体密封结构。内侧暖边隔条框的上下两侧顶端表面预先涂布热熔丁基胶，然后加装到绷膜框四周外围的真空玻璃内表面上。
所述的中分盖板框是由45°斜切加工的型材与连角器插入对接组成的矩形框。中分盖板框型材为不锈钢制成，型材的剖面形状如钥匙型，前端是用于遮盖绷膜框内弹簧的较薄的装饰片，中部是与中分盖板框内外两侧的暖边隔条框连接封装的较厚的腰板，尾部为与结构密封胶封装的带有内腔的方管，在装饰片与腰板衔接部位朝向真空玻璃一侧还设有用于压住绷膜框外沿的向下的凸缘。凸缘与方管之间的凹槽处，用于内侧暖边隔条框的上侧顶端的连接。
组装后的中分盖板框加装到内侧暖边隔条框上。保证装饰片正好将绷膜框的弹簧遮盖住，同时，凸缘与绷膜框的外沿顶端对齐，腰板内侧的下端面与暖边隔条框上侧顶端面上的丁基胶紧密接触。
外侧隔条框的上下两侧顶端面预先涂布热熔丁基胶，然后粘接在外片玻璃的内表面。加装外侧暖边隔条框的外片玻璃翻转至中分盖板框的正上方，保证外侧暖边隔条框与中分盖板框对正对齐。
外侧隔条框准确加装到中分盖板框上就位后，通过板压机对整个玻璃单元加压，以使内外侧的暖边隔条两侧涂布的丁基胶完全与玻璃表面和中分盖板框的腰板表面压紧粘牢，保证中分盖板框在外片玻璃内表面与真空玻璃内表面之间的中分线上。使中分盖板框留在内外侧暖边隔条框外面的方管的上下端面，与外片玻璃的内表面和中空玻璃的内表面的距离相等。
所述的中分盖板框是加装在外片玻璃内表面与真空玻璃内表面之间形成的内腔的中分线上，利用中分盖板框内外两侧相同构造的暖边隔条框通过涂布热熔丁基胶将外片玻璃、中分盖板框与真空玻璃进行连接封装，在中分盖板框的尾部方管分别与外片玻璃以及真空玻璃之间形成的凹槽内施打结构密封胶，以形成两道强度可靠的结构胶连接带，以保证整个玻璃单元的结构连接强度。
本发明的工作原理
本发明主要是通过将绷膜框固定的光学塑料膜安装在外片玻璃与真空玻璃形成的内腔中间，并将其分隔成两个具有内腔气压缓冲和平衡作用的双内腔。外片玻璃采用低辐射镀膜玻璃，可以有效地改善太阳能获得系数g值，而作为内片的真空玻璃又具有很低的传热系数，因此，具有悬膜双中空的复合真空玻璃的U值可以很容易地降低到0.35w/m2.k以下。
当环境温度变化和由于太阳辐射引起内腔气压变化，外片玻璃与光学塑料膜所构成的内腔中的气压导致的应力冲击首先会由于光学塑料膜的柔性特点以及绷膜的弹簧形变所吸收，中分盖板框与绷膜框并没有将光学塑料膜的四周边部密封固定，而是相当于一个悬浮的塑料膜“盖板”，因此，两个悬膜形成的内腔通过“盖板”进行换气平衡。从而，有效地减缓了内腔气压引起的应力变化传导到真空玻璃上的强度。如果没有悬膜双中空内腔气压缓冲和平衡结构，复合真空玻璃仅有一个密闭空腔，当太阳能辐射引起密闭空腔内的气压产生较大变化时，就会使真空玻璃受到更大的应力冲击(如图13所示)。
由于真空玻璃本身存在应力分布不均，容易引起玻璃破裂，但将真空玻璃放在内片的位置上，外片的低辐射镀膜玻璃就可以有效地降低太阳能辐射造成的真空玻璃内腔中的各种部件的排气，以保持良好的真空度。同时，也避免了外界风压对真空玻璃造成的应力冲击。
本发明的优点和积极效果：
本发明的优势之一，就是充分利用真空玻璃优异的热传导系数并将其放置在内片的位置，外片复合一片低辐射镀膜玻璃，在真空玻璃与外片形成的内腔中间通过绷膜框固定的光学塑料膜分隔成双中空复合真空玻璃，具有超级隔热保温效果。
本发明的优势之二，就是由光学塑料膜分隔出的双中空内腔具有内腔气压缓冲和平衡的作用，在获得更好的隔热保温性能的同时，降低外部环境变化造成真空玻璃的应力冲击，使真空玻璃在使用过程中更安全可靠。
本发明的积极效果之一，就是将双中空玻璃优异的热工性能和真空玻璃优异的隔热保温性能集成起来，在使各自优点得到发挥的同时，有效地抑制了各自存在的缺陷，为绿色节能建筑提供了一种更好的解决方案。
附图说明
图1是具有悬膜双中空复合真空玻璃的局部剖面图。
图2是绷膜框的组装示意图。
图3是绷膜框组装后的示意图。
图4是绷膜框粘接在真空玻璃上的剖面图。
图5是光学塑料膜固定在绷膜框上的剖面图。
图6是内侧暖边隔条框加装在绷膜框外侧的剖面图。
图7是中分盖板框组装示意图。
图8是中分盖板框组装后的示意图。
图9是中分盖板框加装在内侧暖边隔条框上的剖面图。
图10是加装有外侧暖边隔条框的外片玻璃与真空玻璃复合前的组装示意图。
图11是复合真空玻璃的板压示意图。
图12是施打结构密封胶后的复合真空玻璃剖面图。
图13是复合真空玻璃受环境变化的状态示意图，a是初装内外气压平衡状态，b是冬季受冷向内凹状态，c是夏季受热向外膨胀状态。
图中，1、光学塑料膜；2、外片玻璃；3、真空玻璃；3.1、钎焊料；3.2、支撑物；4、绷膜框；4.1、槽道；4.2、竖板；4.3、斜板；4.4、卡口；5、弹簧；5.1、弹簧圈；5.2、焊帽；5.3、焊点；6、中分盖板框；6.1、装饰片；6.2、腰板；6.3、方管；6.4、凸缘；7、暖边隔条框；7.1、内侧暖边隔条框；7.2、外侧暖边隔条框；8、干燥剂；9、胶带；10、丁基胶；11、结构密封胶；11.1、内槽；11.2、外槽：12、组角器；13、连角器。
具体实施方式
如图1所示具有悬膜双中空的复合真空玻璃，包括外片玻璃2、外侧暖边隔条框7.2、中分盖板框6、光学塑料膜1、绷膜框4、内侧暖边隔条框7.1和真空玻璃3。所述的光学塑料膜1通过绷膜框4固定在真空玻璃3的内侧，在光学塑料膜与真空玻璃构成的空腔外侧，用暖边隔条框(即内侧暖边隔条框7.1)围住，内侧暖边隔条框上加装中分盖板框6，再由相同构造的暖边隔条框(即外侧暖边隔条框7.2)加装在中分盖板框和外片玻璃2之间，最终由光学塑料膜1将外片玻璃2与真空玻璃3形成的内腔分隔成用于抵消温度和风压引起应力冲击的缓冲双中空内腔。
如图2、3所示，所述的绷膜框4由45°斜切加工的型材与组角器12插入对接组成矩形框。绷膜框型材上安装有固定光学塑料膜的弹簧5，弹簧成等间距排列。
如图4所示，将组装成矩形的绷膜框4通过胶带9粘贴在真空玻璃3上，绷膜框4的外沿与真空玻璃3的外沿保留有15mm的距离，用以安装内侧暖边隔条框7.1和施打结构密封胶11。
如图5所示，将光学塑料膜1固定在绷膜框4上，为了使光学塑料膜1在使用中始终保持膜面平整，弹簧5以15°外倾斜角放置在绷膜框4的槽道4.1内，光学塑料膜1通过超声波焊接固定在弹簧5并形成焊点5.3上以后，使上端基本保持竖直状态，通过弹簧5变形产生的扭力使光学塑料膜1保持300N/m的预张力。
如图6所示，将内侧暖边隔条框7.1的上下两侧预先涂布热熔丁基胶10，然后加装到绷膜框4的外侧，将绷膜框4围起来。
如图7、8所示，中分盖板框6是由45°斜切加工的型材与连角器13插入对接组成矩形框。
如图9所示，将组装后的中分盖板框6加装到内侧暖边隔条框7.1上。保证中分盖板框的装饰片6.1正好将绷膜框4中的弹簧5遮盖住，同时，凸缘6.4与绷膜框4的竖板顶端对齐，凸缘6.4与方管6.3之间的腰板6.2下端面与内侧暖边隔条框上侧顶端面上的丁基胶10紧密接触。
如图10所示，将外侧暖边隔条框7.2的上下两侧顶端面预先涂布热熔丁基胶10，然后粘接在外片玻璃2的内表面。加装有外侧暖边隔条框7.2的外片玻璃2翻转至中分盖板框6的正上方，保证外侧暖边隔条框7.2与中分盖板框6对正对齐。
如图11所示，外侧暖边隔条框7.2准确加装到中分盖板框6上就位后，通过板压机对整个玻璃单元加压，以使中分盖板框内外两侧的暖边隔条框7两侧涂布的丁基胶10完全与玻璃表面和中分盖板框6的腰板6.2表面压紧粘牢，保证中分盖板框6在外片玻璃2内表面与真空玻璃3内表面之间的中分线上。使中分盖板框6留在内外侧暖边隔条框7外面的方管6.3上下端面，与外片玻璃2的内表面和中空玻璃3的内表面的距离相等。
如图11、12所示，在外片玻璃内表面与真空玻璃内表面通过中分隔条框的方管6.3分隔形成两个凹槽，内槽11.1和外槽11.2，通过自动打胶机对内外槽施打结构密封胶，以形成两道强度可靠的结构胶连接带。
如图13所示，如果没有本发明的光学塑料膜分隔出的双中空内腔具有内腔气压缓冲和平衡的作用，如同复合真空玻璃的结构，当冬季环境温度很低时，复合真空玻璃的密闭空腔内的气压就会降低，导致外片玻璃与真空玻璃向内凹陷如凹透镜形状；而在夏季环境温度升高时，空腔内的气压又会变大而高于外界气压，从而带使外片玻璃与真空玻璃向外膨胀如凸透镜形状，这种变形就会对真空玻璃造成更大的应力冲击，最终加剧了真空玻璃破裂的潜在风险。

Claims (4)

1.一种具有悬膜双中空的复合真空玻璃，包括外片玻璃、光学塑料膜、绷膜框和暖边隔条框；其特征在于所述的光学塑料膜通过绷膜框固定在真空玻璃的内侧，在光学塑料膜与真空玻璃构成的空腔外侧，用暖边隔条框围住，暖边隔条框上加装中分盖板框，再由相同构造的暖边隔条框加装在中分盖板框和外片玻璃之间，最终由光学塑料膜形成用于抵消温度和风压引起应力冲击的缓冲双中空内腔。
2.根据权利要求1所述的具有悬膜双中空的复合真空玻璃，其特征在于：所述的中分盖板框为不锈钢制成的型材通过连角器组装成的矩形框，框型材的剖面形状如钥匙型，前端是用于遮盖绷膜框内弹簧的装饰片，中部是与中分盖板框内外两侧的暖边隔条框连接封装的腰板，尾部为与结构密封胶封装的带有内腔的方管。
3.根据权利要求2所述的具有悬膜双中空的复合真空玻璃，其特征在于：所述中分盖板框的装饰片的厚度小于腰板的厚度，在装饰片与腰板衔接部位朝向真空玻璃一侧还设有用于压住绷膜框外沿的凸缘，凸缘与方管之间的凹槽处用于中分盖板框内侧的暖边隔条框的上侧顶端的连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的具有悬膜双中空的复合真空玻璃，其特征在于：所述的中分盖板框是加装在外片玻璃内表面与真空玻璃内表面之间形成的内腔的中分线上，利用中分盖板框内外两侧相同构造的暖边隔条框通过涂布热熔丁基胶将外片玻璃、中分盖板框与真空玻璃进行连接封装，在中分盖板框的尾部方管分别与外片玻璃以及真空玻璃之间形成的凹槽内施打结构密封胶，以保证结构连接强度。
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