Conhecimento da indústria

Introdução

Com o desenvolvimento da conservação de energia em edifícios, o vidro isolante de três vidros e duas câmaras tornou-se o principal produto para janelas externas de edifícios. Comparado ao vidro isolante tradicional de câmara única, o aumento do número de câmaras melhora o desempenho de isolamento térmico do vidro isolante. Comparado ao valor K do vidro isolante (6+16A+6) de 2,7 (WmK), o valor K do vidro isolante (6+16A+6+16A+6) atinge 1,7 W/mK. Se forem aplicadas tecnologias de baixa emissão (Low-E), enchimento com gás inerte, faixas de borda aquecidas e outras tecnologias, como vidro isolante (6Low-E+16Ar+6+16Ar+6Low-E), o valor K pode atingir 0,8 W/mK.

Ao mesmo tempo em que melhora o desempenho do isolamento térmico de portas e janelas, o vidro isolante de duas câmaras com três vidros também aumenta o consumo de material das portas e janelas. Primeiro, o peso do vidro aumenta, o que, por sua vez, aumenta a largura e a espessura do perfil e os requisitos de resistência das ferragens. Para vidros isolantes de duas câmaras com três painéis, os dois vidros externos desempenham as funções de suporte e carga. A principal função do vidro do meio é separar a câmara, limitar a transferência de calor por convecção do gás de enchimento e, assim, aumentar a espessura da camada de isolamento, mas também deve atender a certos requisitos de desempenho mecânico. Para o propósito do vidro do meio, é fácil pensar que outros materiais finos são usados para substituir o vidro do meio de 6 mm existente, que forma um vidro triplo fino.

1 Vidro isolante fino montado no centro

2TD

O vidro inorgânico é a principal forma de produto do vidro isolante de duas câmaras com três vidros. O método de afinamento é considerado a partir das três camadas de vidro que o constituem. O vidro externo é submetido à carga do vento e é afinado sob a premissa de atender aos requisitos de desempenho mecânico. O vidro interno não é diretamente submetido à carga do vento, por isso é usado como Como a superfície de uso ainda requer requisitos de desempenho mecânico, há um certo potencial para afinamento. O vidro entre o interior e o exterior (vidro central) não suporta diretamente a carga do vento, por isso tem o maior potencial para afinamento. A Lixil do Japão afinou o vidro original (3 + 3 + 3) mm para (3 + 1,3 + 3) mm, com uma taxa de leveza de cerca de 19%; quando a diluição é (3 + 1,3 + 1,3) mm, a taxa de leveza é de cerca de 38%, conforme mostrado na Figura 1. O Laboratório Nacional do Pacífico Ocidental nos Estados Unidos substituiu o vidro isolante tradicional por vidro isolante fino de alta eficiência e economia de energia. Foi realizado um estudo sobre o efeito de economia de energia da substituição do vidro existente em edifícios. O vidro isolante fino é composto por dois vidros de 1/8 de polegada (aproximadamente 3,2 mm) com película Low-E e um vidro fino de 1/16 de polegada (aproximadamente 16 mm) no meio. Os resultados dos testes mostram que a economia de energia em HVAC é de 0,2 a 18,7 kWh por dia na estação de aquecimento (economia de energia de 3% a 18% por pessoa) e de 2,5 a 8,0 kWh por dia na estação de resfriamento (economia de energia de 23% a 41%), e a penetração sonora é reduzida em 8 a 10 dB. O Laboratório Nacional Lawrence Berkeley colocou vidro fino de 0,7 mm em vidro isolante comum (vidro de 3 mm + 3 mm Low-E) para formar um vidro isolante fino, conforme mostrado na Figura 2. Estudos mostraram que em climas dominados pelo aquecimento (como Minneapolis, Minnesota), o potencial de economia de energia do vidro isolante fino em vez do vidro de janela externa típico é de 16%, em climas mistos (como Washington, DC), o potencial de economia de energia é de 12% e em climas dominados pelo resfriamento (como Houston, Texas), o potencial de economia de energia é de 7%. A espessura do vidro usado para janelas externas em meu país tem aumentado. Na década de 1980, o vidro de 3 mm era a especificação dominante de vidro float em meu país. Depois de 1993, 5 No passado, o vidro de 5 mm era o produto principal e, recentemente, o vidro de 6 mm se tornou o produto principal. Em 2013, Wang Xinchun e outros propuseram a sugestão de afinar os produtos de vidro plano. O consumo anual per capita de vidro plano no meu país é de 20,7 kg, o que representa 1,25 vezes o dos países da UE, o dobro do dos Estados Unidos e 2,6 vezes a média mundial. A espessura do vidro plano é uma das razões para o consumo per capita anormal de vidro plano no meu país. Estima-se que, se o vidro de 5 mm for reduzido para 4 mm em 2012, a produção de vidro poderá ser reduzida em 7,1 milhões de toneladas e o consumo de matéria-prima em 7,71 milhões de toneladas, incluindo 6,35 milhões de toneladas de recursos naturais, como areia de sílica e 1,2 milhão de toneladas de sílica.36 milhões de toneladas de produtos químicos, como carbonato de sódio. O artigo propõe transformar o modelo de desenvolvimento de indústrias e empresas e aprimorar a tecnologia de produção. Cinco sugestões foram feitas, incluindo o ajuste da cadeia industrial em nível técnico, o aumento dos esforços de pesquisa científica e o início, pelos departamentos relevantes, do trabalho de diluição do vidro plano o mais rápido possível. Ao mesmo tempo, empresas como o Grupo CSG também estão testando ativamente aplicações de vidro fino para janelas externas.

Atualmente, o desenvolvimento de vidros finos isolantes apresenta boa adaptabilidade. Primeiro, para se adaptar aos conceitos de desenvolvimento de "objetivos de carbono duplo", manufatura verde, edifícios verdes, etc., o vidro fino isolante impulsionará a economia de energia, a economia de material e a redução de carbono nas cadeias da indústria de vidros, perfis, portas e janelas, fachadas-cortina e transporte. Segundo, o vidro isolante de câmara dupla/multicâmara é o principal produto da estrutura de fechamento transparente de alta eficiência e economia de energia do meu país, e tem potencial para ser afinado. Terceiro, o vidro isolante de vidro fino central possui uma ampla base industrial, o que é propício para impulsionar a transformação e o desenvolvimento da indústria. Quarto, a fabricação de vidro fino/ultrafino do meu país fornece materiais e base industrial. O vidro fotovoltaico do sistema sódio-cal-silício e o vidro de proteção podem fornecer produtos básicos. A conversão e a produção de vidro plano são incomparáveis em tecnologia e produção. Comparado com cadinhos de vidro industriais e cadinhos de vidro arquitetônico:

2 Vidros isolantes com materiais de película central

O vidro isolante com materiais de filme orgânico central (como mostrado na Figura 3) divide uma única câmara em duas ou mais câmaras de vidro isolante. O filme orgânico não funcional (filme branco) apenas separa a câmara para limitar a convecção, aumentar a espessura da camada isolante e alcançar espessura e leveza. O filme orgânico funcional (filme espelho térmico) confere funções como baixa emissividade e aumenta o efeito de economia de energia do controle da radiação térmica com base no filme branco. O vidro isolante com materiais de filme central é fabricado pela Southwall Technologies, dos Estados Unidos, e foi lançado em 1970 e tem sido utilizado em edifícios. O vidro isolante com filme espelho térmico possui excelentes propriedades térmicas, e Li Wu e outros conduziram pesquisas sobre isso. O material do filme central é um filme termoplástico, que é tensionado pela termoplasticidade quando aquecido. A colocação e instalação do material da membrana requerem participação manual, o que aumenta o custo de produção. He Xueping e outros estudaram o projeto do processo de montagem do sistema de vidro isolante com material de filme central. A redução do custo dos materiais de membrana, a realização da instalação automática de membranas, a redução do grau de intervenção manual e os custos de processamento correspondentes se tornarão os pontos-chave do desenvolvimento do material de filme central de vidro isolante.

3 Vidro isolante composto de vidro real

O vidro a vácuo é um produto de vidro separado por duas ou mais peças de vidro com colunas de suporte, a periferia é selada para formar uma cavidade e a cavidade é evacuada para formar uma cavidade de vácuo. Considerando o equilíbrio entre a transferência de calor e o desempenho da força da coluna de suporte, o número e a área da coluna de suporte devem ser minimizados, de modo que a coluna de suporte com uma pequena área de seção transversal e curta seja selecionada sem afetar o efeito visual. Em teoria, a transferência de calor convectiva e a transferência de calor condutiva não têm nada a ver com a espessura da camada de vácuo. Espessura da camada de vácuo A espessura é geralmente entre 0,15 e 0,25 mm: Pelo menos uma peça de vidro a vácuo é feita de vidro de baixa emissividade para obter isolamento eficaz nos três modos básicos de transferência de calor: condução térmica, convecção e radiação térmica. Portanto, o próprio vidro a vácuo é um produto de vidro fino altamente eficiente. Somente o vidro isolante composto de vidro a vácuo pode dar pleno desempenho de isolamento do vidro a vácuo, e sua estrutura é mostrada na Figura 4. Embora haja um pedaço de vidro no meio do vidro isolante, este pedaço é afetado pela pressão atmosférica após a aspiração e suporta a pressão da coluna de suporte, portanto, o afinamento do vidro a vácuo é limitado. O vidro a vácuo reduz a espessura geral do vidro isolante composto com sua alta eficiência e desempenho de economia de energia, atingindo o propósito de afinamento. O nível de produção de vidro a vácuo em meu país fez um grande progresso, mas o custo ainda é o principal fator que afeta sua promoção. Pelo menos um pedaço de vidro a vácuo é feito de vidro de baixa emissividade para alcançar isolamento eficaz nos três modos básicos de transferência de calor: condução térmica, convecção e radiação térmica. Portanto, o próprio vidro a vácuo é um produto de vidro fino altamente eficiente. Somente o vidro isolante composto de vidro a vácuo pode aproveitar ao máximo o desempenho de isolamento do vidro a vácuo, e sua estrutura é mostrada na Figura 4. Embora haja um pedaço de vidro no meio do vidro oco, este pedaço é afetado pela pressão atmosférica após a aspiração e suporta a pressão da coluna de suporte, limitando o afinamento do vidro a vácuo. O vidro a vácuo reduz a espessura total do vidro oco composto com sua alta eficiência e desempenho de economia de energia, atingindo o objetivo de afinamento. O nível de produção de vidro a vácuo em meu país progrediu bastante, mas o custo ainda é o principal fator que afeta sua promoção.

4 Vidro oco de aerogel

O aerogel possui excelente desempenho de isolamento térmico leve. Colocá-lo em vidro oco pode atingir espessura fina, alta eficiência e economia de energia. O valor K do vidro oco (6 + 12A + 6) é 2,8 W / m³ K, o valor K de (6Low-E + 12A + 6) é 1,8 W / m³ K e o valor K de (6 + 12aerogel + 6) atinge 1,0 W / m³ K. Uma maneira viável de colocar o aerogel no meio é usar partículas de aerogel para preenchimento, que é relativamente baixo em custo. A diferença entre o índice de refração formado pelo aerogel e a interface de partículas e o vidro e a transparência do próprio aerogel aumentará o valor de neblina do vidro isolante e afetará a transparência do vidro isolante. Reduzir o valor de neblina do próprio aerogel e obter o composto de uma peça inteira de aerogel (em vez de partículas) é uma das maneiras eficazes de melhorar a transparência. A estrutura de fechamento transparente da fachada do edifício (portas e janelas externas, fachadas-cortina) possui altos requisitos de transparência e espera-se que seja amplamente utilizada em estruturas de fechamento para fins de iluminação. No entanto, é necessário estudar os efeitos do acúmulo de calor da radiação solar e dos choques térmicos e térmicos nas propriedades mecânicas do vidro isolante.

5 Resumo

A redução da espessura do vidro isolante é uma tendência de desenvolvimento com múltiplos benefícios, como economia de material, economia de energia e redução de carbono. Como estratégia e escolha de desenvolvimento, o vidro isolante de espessura média possui uma boa base de industrialização e boas vantagens de custo, sendo a direção de desenvolvimento preferida. O vidro isolante de espessura média e o vidro isolante composto de vácuo apresentam alto grau de espessura, têm um certo campo de aplicação em novas construções e apresentam vantagens óbvias na substituição do vidro na transformação de edifícios existentes para economia de energia. Como direção de desenvolvimento futuro, o vidro isolante de aerogel deve ser aplicado em estruturas de painéis de iluminação.