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【精彩论文】充气中空玻璃单元硅酮结构性装配的应用（王开文） |
| 来源:道康宁(上海)管理有限公司
作者:王文开 日期:2011-1-15 页面功能 【字体：大 中 小】【打印】【评论】 |
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| | 2010年11月2日第八届中国国际门窗幕墙博览会在北京隆重召开，同期举办2010第八届中国国际门窗幕墙高级研讨会，本文由王开文先生现场演讲，中国幕墙网记者现场采集报道收集整理首发，未经许可严禁转载。 |
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王文开先生现场演讲
充气中空玻璃单元硅酮结构性装配的应用——中央机场中心
王文开先生道康宁(上海)管理有限公司
摘要:通常,建筑师和投资者建造商业大楼的日标就是建造出关观、“平滑”且具有良好隔热效呆的玻璃幕墙。为了使中空玻璃密封胶在无斋金属框架遮蔽或覆盖的情况下即可经受住气候的考验(阳光、雨水),边部封封胶必须具有良好的耐候性,而硅酮胶是唯一具各这种性能的密封胶。追求关观玻璃外立而的同时还需要满足高节能建筑物的要求,则必须使用硅酮工道密封胶应用于氩气充气中空玻璃。
关键词：1=硅酮结构性装配（结构性装配） 2=中空玻璃单元（IG单位） 3=硅酮胶 4=气体泄漏
在进行“中央机场中心-法兰克福”项目的过程中,四个不同行业合作伙伴以及合作供应商参与开发出了氩气保留能力远远超出EN1279要求的硅酮边封系统。
在不断努力迫求创新设计的过程中,建筑师与建筑物业主都在期待玻璃彩釉涂层。为满足这种趋势要求,一个由不同行业专家纠成的专门工作纽现己证明,玻璃彩釉涂层上的结构性粘接在技术上是可行的。而要求严格的德网建筑管理局颁发的认证则己证实这些技术的安全性以及可靠性。
现代化建筑项口的设计越复杂,所有业内与外部参与方之问的密切合作就越重要,因为只有通过密切合作才能满足投资者和建筑师提出的要求。
简介
“MAC”央机场中心足位于法兰克福国际机场附近的一个多功能商务中心,其经过粘心设计,建筑风格与周边的城市森林非常协调。硅酮结构性装配（SSG）技术与中帘玻璃单元(IGU)被同时用于创新的两边结构性装配设计中,从而实现玻璃幕墙兀可比拟的透明度、高隔热性能,并日其有良好的性价比。
为满足高隔热要求,中空玻璃腔内必须块充氩气。事实证明，硅酮密封中空玻璃单元在过去很难做到这一点，最多也就是刚刚达到EN1279中提出的氩气充气中空玻璃组件气体泄漏要求【1】要求的硅酮边封系统。
此外,在幕墙的某些区域,创新的没计以及高美观期望值需要本于玻璃彩釉的装饰玻璃涂层与结构玻璃技术结合应用。因此,装饰涂层上硅酮结构密封胶粘结力的打久性有待证实,且整个系统也有待认证。
耐候密封胶以及胶粘剂MAC项H (图l)的设计细节表明，中空玻璃单元双道密封胶像结构密封胶一样完全暴露于阳光照射之下（图2和图3）。
气候能够引起多种物理以及化学应力,想要设计出持久耐用、可靠且能够保护建筑业主投资的幕墙就必须考虑到这些因素。这些应力因素的几项实例见表1。
上述建筑设计细节显然要求中空玻璃单元必须使用双道密封系统，这样才能经受住气候应力因素的影响。双道密封中空玻璃必须达到新的EN1279要求，尤其是在气体泄漏速率方面，因为这样才能确保中空玻璃单元在整个使用过程中保持高隔热性能。
硅酮密封胶是基于聚硅烷聚合物的通常是聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物,共聚合物结构完全不同于有机聚合物（例如聚硫或聚氢酯密封胶中使用的）。硅酮聚合物的结构聚二甲基硅氧烷（PDMS）见图4所示。
PDMS聚合物鼓重要的特点在于其具有优异耐久性的尢机砬氧炕(Si-O-Si)支柱,再加上有机甲基基团具有卓越的弹性性能。PDMS聚合物的特殊分子结构如图5所示。
独特的聚合物纬构使有机硅具有优异的耐用性、抗紫外线辐射性能（见图6和图7）、出色的温度稳定性以及良好耐候性【8】。这些独特的性能正是使硅酮胶成为首选的优质、耐久性密封胶的原因。
达到EN1279要求的有机硅边封中空玻璃组件。
众所周知,硅酮单道中空玻璃单元的气体泄漏速率（渗透率）高出EN1279-3的允许值。聚硫或聚氨酯密封胶的单道密封单元情况亦如此，在这三种材料中硅酮胶的气体渗透率最高【3】。因此，现在出现了一种代表最先进中空玻璃边封技术的双道 密封系统，改系统能够满足EN1279的耐久性（使用寿命）要求。改双道密封系统的双道密封胶具有各目的的功能。第一道密封胶提供水汽及气体（例如，空气或者惰性气体）密封屏障。第一道密封胶可限制渗透进入玻璃腔体内（扩散进入中空玻璃系统）的水汽量，同时减少从玻璃腔体内进入玻璃墙体内（从中空玻璃系统扩散出去）。边部密封还有一项功能即为使玻璃腔体内的气体保持干燥。因此，间隔条内包含有干燥剂。第一道密封胶通常是基于聚异丁烯(PIB)的,并且结合金屑或有机复合间隔条使用。但是，热塑间隔条（TPS®）系统将干燥剂纳入PIB基质，从而将第一道密封胶与间隔条的功能整合到一种材料中。
由于PIB（第一道密封胶）仅通过范德华力以物理形式粘附于玻璃表面，因此第二道密封胶需要提供持久的粘附力并保持边封的几何结构。
中空玻璃单元的硅酮二道密封胶与玻璃基材具有持久的化学粘结性，因此能够提供良好、持久的边部粘结力合固定性能。
通过巧妙的系统设计整合不同材料性能与生产中空玻璃单元的专门知识是取得成功的关键保障。间隔条生产商Erbsloh和RoIITech与间隔条连接件生产商Eduard Kronenberg、硅酮胶供应商道康宁以及经验丰富的商业中空玻璃组件生产商BGT开展合作，生产出高品质硅酮密封中空玻璃单元，该产品远远超出EN1279（第2部分第3部分）的标准要求。特别值得一提的是，事实证明，各方合作研发的系统具有极高的气体保持率（见表2和表3）。
设计中空玻璃系统1使用的不锈钢间隔条的四边折弯的，连接件放置在一个侧边上（不是在角部）。为应用PIB，玻璃生产商设计了特殊的程序。表2显示的是配备不锈钢间隔条的这一系统的测试结果。
玻璃与不锈钢的热膨胀系数非常相似，但玻璃与铝的热膨胀系数则相差很大。因此，即使并非完全不可能，预计要满足EN1279第3部分的最大气体泄漏速率要求也非常困难。但专门研发的系统表明，即使是采用铝间隔条的硅酮胶密封的中空玻璃，也有可能满足EN1279第3部分的最大气体泄漏率要求。设计中空玻璃系统2所用铝间隔条的四边折弯，并且连接放置在侧边上（不是在角边）。玻璃生产商采用相同的PIB特殊应用程序。表3显示的是使用铝间隔条的这一系统的测试结果。
EN1279-3所允许的最大气体泄漏速率为1﹪，而实际的气体泄漏速率则远远低于1﹪，即介于0.1﹪到0.2﹪之间！
专门设训的中空玻璃硅酮密封胶是唯一符合EN1279、ETAG 002【4】和prEN13022【5】要求的材料。
中央机场中心的结构性装配
硅酮结构性装配技术帮助投资者和建筑师们打造出“ 精益框架”的构想。这种两边结构性装配设计使玻璃幕墙具有无可比拟的透明度、高隔热性能，此外还使幕墙的建造具有良好的性价比。
为确保设计的关观与功能性,所有参与方必须开展广泛的密切个作。在MAC项目的规划以及实施阶段,幕墙建筑公司与结构性装配解诀方案供应向(密封胶以及专门知识),以确保达到甚至超出ETAG 002中提出的最新“最先进”结构性装配设计要求。
在欧洲,欧洲技木认证组织(EOTA)是协调制定欧洲技术认证准则（ETAGs）并颁发欧洲即时认证（ETAs）的机构。1998年9月至2002年5月，EOTA分三个部分发布了ETAG 002结构玻璃系统【4】。
ETAG 002是结构性装配欧洲技术认证准则，确保满足欧洲建筑产品指令【6】的六大要求。建筑产品指令载有关于‘建筑用材料’的基本要求。在指令中，建筑用材料值的是用于建筑结构物永久部分的产品。改指令自1991年6月27日开始生效。目前，欧洲委员会仍未确定使该指令成为强制性指令的时间，因此该指令正处于过渡时期。在相关的使用寿命期间，建筑用材料必须遵守基本规定，且必须执行所提供的定期维护。这些基本规定被分为以下六个方面：
机械强度和稳定性
消防安全
卫生、健康和环境
使用安全性
噪声危害
节能以及保温性能。
提请注意,ETAG OO2准则涵盖四种不同类型的两边以及四边纬构性装配系统。这些系统的区别在于是否具各安仝保留装置和/或机械静载支架。囤家法规将确定各国允许使用哪种类型的系统。符合合格认证规定的E△叹建筑产品呵贴上CE标志,并在任何一个欧盟成员(EEA)国上市。由于满足EOTA要求，因而最近首个结构硅酮玻璃密封胶获得了CE标志许可。
通常,密封胶供应商负责确保硅酮结构胶符合EVC002提出的所有要求。CE标志即可证明满足田认ETAGOO2要求。此外,密封胶供应商在计划以及实施阶段通常会提供若干项粘结力以及性能测试,并且进一步核对结构性装配的设计计算,以确保满足ETAG要求。此外,密封胶供应商可能会向幕墙建筑公司提供洋尽的质量筒理支持,以协助建造高品质的幕墙。对于结构性装配设计特刖足涉及中空玻璃单元的幕墙设计,不同材料组件之间的化学相容性应是豆点考虑的主题。任何不相容性都可能对中空玻璃单元或结构性装装配粘结产生不利影响【7】。设计中所使用的所有材料都必须被证明具有长期的相容性。
在MAC项目中,出于美观原因,彩釉玻璃部分区域需要采用结构性装配粘接。因此,硅酮结构胶在彩釉玻璃基材上的粘附力必须满足EVC002的要求。由彩釉涂层生产商、独立机构、彩釉玻璃生产商以及结构性装配解决方案供应商细成的不同行业专家工作细己能够确定彩釉涂层配方、彩釉玻璃生产参数以及硅酮结构胶粘结力之问的关联。这个经验丰富的工作组的发现促使德国建筑管理局（DIBT-柏林）依据ETAG 002要求认可硅酮密封胶在数以千计的才又玻璃色彩中的结构性装配应用。这一认可见DIBT-柏林项下参考号Z-70.1-75【8】。
总结
通常,建筑师和投资者建筑商业大楼的目标就是打造美观、“平滑”且具有良好隔热效果的玻璃幕墙。为了使中空玻璃密封胶在无需金属框架遮蔽或覆盖的怙况下即可经受住气候的考验(阳光、雨水),边部密封必须具有良好的耐候性。硅酮胶是唯一具有这种性能的密封胶。对幕墙关观的要求加上对高节能建筑物的要求需要将硅酮胶应用于充氙气中空玻璃单元中。
事实证明这在过去很难实现,硅酮密封充氩气中空玻璃单元当时充其量也就是达到EN1279中提出的气体泄漏要求。但在执行“中央机场中心-法兰克福”项目过程中，四个不同行业合作伙伴/合作供应商参与研发了氩气保持能力远远超出EN 1279要求的硅酮密封边部密封系统。
创意设计与装修通常是出于美观考虑的附加要求。一个由不同专业的行业专家组成的工作组已经证明，玻璃釉彩涂层上的结构性粘结在技术上是可行的。而要求严格的德国建筑管理局（DIBT-柏林）的认证也证实了该设计的安全性与可靠性。
现代化建筑项目的设计越复杂，所以业内以及外部参与与方之间的密切合作也就显得越重要，因为只有通过密切合作才能顺利达到投资者以及建筑师提出的要求。
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