1 中國國家及地方標(biāo)準(zhǔn)要求的變化
2016 年3 月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額司要求全國幕墻門窗標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（以下簡稱“標(biāo)委會”），組織行業(yè)內(nèi)的專家組成一個研發(fā)工作組，主要是針對我國當(dāng)前門窗性能不高，建筑“穿個大棉襖，漏個肚臍眼”的現(xiàn)象，因地制宜地提高我國門窗性能的綠色指標(biāo)，大幅度提高我國門窗隔熱、隔聲、氣密性能等指標(biāo)，使我國門窗性能達到國際同等氣候區(qū)的領(lǐng)先水平（如2020年北京的門窗保溫性能達到1.0W/m2℃左右），決定以門窗節(jié)能性能為突破口，同步提高門窗的安全性、耐久性和舒適性。標(biāo)委會隨即成立了“編制建筑門窗標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)發(fā)展報告”工作組，工作組經(jīng)過一年多的時間，調(diào)研、搜集及整理了全球33 個先進國家關(guān)于門窗性能的所有要求，并完成了工作報告提交給住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額司，擬定按照要求“一步到位”、執(zhí)行“分步實施”的原則推進國內(nèi)關(guān)于門窗的所有性能指標(biāo)的大幅度提升。
在住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的大力推進下，國內(nèi)部分省市紛紛出臺關(guān)于門窗的地方技術(shù)法規(guī)和規(guī)程，紛紛提高門窗的各項性能指標(biāo)，截至于目前已經(jīng)出臺的省市包括北京、上海、江蘇、浙江、福建、河北等，正在組織編制或意見征求階段的省市包括天津、安徽、湖北、湖南等。這些修訂后的地方標(biāo)準(zhǔn)最明顯的變化可歸結(jié)為以下幾點：（1）節(jié)能指標(biāo)要求大幅度提高，如福建要求門窗傳熱系數(shù)達到3.0W/m2℃；（2）對標(biāo)準(zhǔn)化門窗及系統(tǒng)化門窗提出明確的要求；（3）對門窗的安裝工藝及施工提出明確的要求；（4）對門窗的耐久性及使用壽命提出了明確的要求。
值得特別一提的是，北京的節(jié)能指標(biāo)要求從目前的節(jié)能75% 的1.5~2.0W/m2℃直接提高到1.1W/m2℃，而且取消了平衡計算法，也就是說所有門窗折合成標(biāo)準(zhǔn)窗的節(jié)能指標(biāo)必須達到1.1W/m2℃。這個指標(biāo)要求，與建設(shè)部設(shè)想的2020 年北京門窗節(jié)能指標(biāo)達到德國2016 年同期水平的要求相比是只高不低的。在國內(nèi)，我們一直在談?wù)摰聡拈T窗市場技術(shù)指標(biāo)要求變化以及德國關(guān)于門窗標(biāo)準(zhǔn)的要求變化。那么，德國的門窗市場究竟是如何發(fā)展、目前的市場分布及發(fā)展趨勢如何？要回答這些問題，我們要首先了解德國市場門窗的品種、價格、市場占有率及市場演化的情況，來預(yù)測中國未來市場的變化。
2 德國門窗市場發(fā)展演變
2017 年，德國門窗幕墻協(xié)會VFF 及德國玻璃協(xié)會BF聯(lián)合發(fā)表了一份報告，該報告分為六個部分，分別為：（1）不同類型窗戶的節(jié)能性能；（2）德國的現(xiàn)代化潛力；（3）新窗戶的成本效益；（4）投資于高質(zhì)量而非更換最低標(biāo)準(zhǔn)的成本效益；（5）新窗戶的額外好處；（6）更換窗戶的意義。對本文有引用意義的表如下，包括表1 至表4。
表1 2016 年德國市場庫存門窗的數(shù)量
這些類型的窗戶在德國整個門窗發(fā)展歷史周期中，分別在哪個階段使用？門窗的性能如何？如表2 所示。
表2 不同窗戶的傳熱系數(shù)及太陽得熱因子SHGC
表3 德國門窗種類及對比最低標(biāo)準(zhǔn)要求之間的差異
那么，在德國，不同類型的門窗的市場價格及市場分布如何？對比歐盟ENEV 標(biāo)準(zhǔn)最低性能要求，實際市場上銷售的門窗是否與國內(nèi)市場一樣，僅僅滿足標(biāo)準(zhǔn)要求即可？表3 給出了德國門窗種類及對比最低標(biāo)準(zhǔn)要求之間的差異。
從表3 中，我們能夠了解到，在德國市場實際銷售的門窗產(chǎn)品不論價格、性能方面都比歐盟標(biāo)準(zhǔn)ENEV的最低要求高10% 左右。比如，歐盟標(biāo)準(zhǔn)ENEV 要求2016 年門窗的節(jié)能指標(biāo)為1.3W/m2K，而德國實際市場上（包括零售市場和工程市場）銷售的產(chǎn)品的U 值約在1.1W/m2K ~1.2W/m2K 之間。另外，在德國市場上，市場份額最多的是PVC 窗，大約占比為57.8%，而鋁合金窗（德國的鋁合金窗全部是斷橋鋁合金，本文將不重復(fù)表述）的市場占比為18%。這與德國的氣候條件、窗戶洞口尺寸、建筑類型、高度等因素有關(guān)。去過德國的人能夠看到，德國的居住建筑高度基本是多層以下建筑，而且窗戶洞口基本是標(biāo)準(zhǔn)洞口，采用的窗戶也多數(shù)是單框單扇的開啟窗，因此塑料窗比較普遍。多數(shù)商業(yè)建筑由于洞口尺寸大，窗戶分格大，多數(shù)采用斷橋鋁合金窗。至于從德國20 世紀(jì)70 年代開始實施建筑節(jié)能以來，整個門窗市場的種類及配置玻璃的種類、市場占有率變化情況如何，調(diào)查報告給出了自1977 年一直到2016年德國建筑市場上不同類型的門窗及配置玻璃的演變情況。
從調(diào)查表中可以看出，德國從1971 年開始執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過了8 年時間的改進直到1979 年，門窗所用玻璃仍然是單層玻璃與雙層玻璃共存，在鋁合金型材方面，采用的斷橋鋁合金型材僅占10% 的比例，大部分仍然是普通鋁合金型材。又經(jīng)過了10 年時間，到1989 年，玻璃已經(jīng)全部用中空玻璃，普通鋁合金型材也全面退出市場。從建筑節(jié)能要求開始的3.7W/m2K到1989 年的2.8W/m2K 整整用了20 年的時間。隨著節(jié)能要求的提高，從1989 年到1995 年短短6 年的時間，德國市場對門窗K 值的要求就提高到了2.0W/m2K，提高的幅度接近30%。從1996 年開始到2000 年，德國的門窗標(biāo)準(zhǔn)再次由2.0W/m2K 提高到1.3W/m2K，再次提高了35%。一直到2007 年，暖邊中空玻璃開始采用，經(jīng)過短短5 年時間，暖邊中空玻璃在門窗市場的占比已經(jīng)超過50% 的市場份額。到目前為止，德國門窗市場上，整窗U 值要求在1.2W/m2K~1.3W/m2K 之間。在產(chǎn)品配置方面，暖邊中空玻璃的市場份額已經(jīng)超過63%，多腔PVC 型材、隔熱鋁合金型材及木型材的U 值低于1.4W/m2K 也已經(jīng)成為必然配置。
目前中國的門窗市場從材料的技術(shù)水平、設(shè)計水平及市場分布態(tài)勢來看，與1989 年的德國十分類似，但是從目前國內(nèi)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求以及質(zhì)量提升行動要求來看，卻與2000 年后的德國發(fā)展類似。以德國門窗市場演變作為參照，我們可以得出結(jié)論，未來中國門窗市場將由三層中空玻璃、暖邊充氣中空玻璃、大系列高節(jié)能型材主導(dǎo)整個市場應(yīng)用的局面，但是按照目前的市場狀況，我們需要注意以下幾個方面的問題：
（1）構(gòu)成門窗型材的材料性能、框架型材構(gòu)造設(shè)計過程中的各種要素分析將成為框架型材是否能夠滿足高質(zhì)量應(yīng)用的關(guān)鍵因素；
（2）暖邊中空玻璃將成為建筑門窗的標(biāo)準(zhǔn)配置，但是中國目前市場的情況，需要對暖邊材料的性能、不正當(dāng)使用出現(xiàn)的問題有清醒的認(rèn)識，否則將會導(dǎo)致對暖邊產(chǎn)品失去信心；
（3）中空玻璃不充氬氣將無法滿足節(jié)能指標(biāo)的要求，但是一旦中空玻璃充了氬氣，那么按照國內(nèi)目前的材料性能及加工質(zhì)量，是否能夠滿足高質(zhì)量的要求，將在未來一段時間內(nèi)成為行業(yè)質(zhì)疑的主要話題。由于篇幅有限，下面僅就暖邊中空玻璃談一下個人的看法。
3 暖邊中空玻璃
暖邊中空玻璃是相對于傳統(tǒng)金屬間隔條中空玻璃而言的，ISO 標(biāo)準(zhǔn)ISO10077 中有明確的定義叫熱改進間隔條，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定Σ（d×λ）≤ 0.007，其中d 是間隔條的壁厚尺寸，λ 是間隔條材料的導(dǎo)熱率。中國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T2453-2018 標(biāo)準(zhǔn)是由筆者主筆的，在此標(biāo)準(zhǔn)中，對于暖邊中空玻璃暖邊性能的界定，除了可以按照ISO 標(biāo)準(zhǔn)進行理論計算外，還可以通過測試暖邊中空玻璃邊緣的等效導(dǎo)熱系數(shù)的大小來測試得到，理論上來說，暖邊中空玻璃的等效導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)該介于0.15~0.9W/m2K之間。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，為行業(yè)內(nèi)外及客戶選擇確定暖邊中空玻璃給出了明確的指導(dǎo)，為行業(yè)的發(fā)展作出了貢獻，但是也存在一定的不足，最大的不足之處在于暖邊中空玻璃間隔條的材料無法明確限定不能使用PVC 材料。由于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定的現(xiàn)狀，我們在缺少實驗數(shù)據(jù)支撐、缺少實際案例作為參照的條件下，只能參照國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來確定國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的各項指標(biāo)。但是國外受到歧視性法規(guī)的約定，任何有文字的材料都不能明確規(guī)定不能使用某特定材料。所以，在編寫JC/T2453-2018 標(biāo)準(zhǔn)時，我們無法明確將PVC 材料排除在標(biāo)準(zhǔn)材料選擇之外，因此給國內(nèi)行業(yè)造成了中空玻璃間隔條可以采用PVC材料這樣的誤解，也導(dǎo)致了暖邊中空玻璃在應(yīng)用中出現(xiàn)了很多問題。
為什么中空玻璃不能采用PVC 材料作為間隔條材料，采用PVC 材料會有什么害處？其實，PVC 材料僅僅是一種代表，最關(guān)鍵的是不能采用具有在光老化作用下產(chǎn)生揮發(fā)物的材料作間隔條的材料。因為中空玻璃周邊是密封的，腔體內(nèi)部的空氣基本屬于靜止不動的氣體，太陽光通過中空玻璃進入室內(nèi)時，會通過玻璃折射、空氣折射后進入室內(nèi)側(cè)，如果空氣的分子直徑相同，那么折射率會一致。但是如果邊緣采用了具有揮發(fā)物的間隔條，在太陽光照射下會揮發(fā)出高分子氣體，這些氣體的分子直徑與空氣不同，因此其對光線的折射率也不同，就會在邊緣產(chǎn)生光線交叉干涉。如果使用白玻，由于透射率較好，人們?nèi)庋蹮o法分辨。當(dāng)采用Low-E 玻璃做中空玻璃原片時，尤其是超白Low-E 玻璃做中空玻璃原片時，在Low-E 玻璃高反射、高光選擇性（較白玻）作用下，干涉效應(yīng)將放大，最終導(dǎo)致門窗邊緣部分出現(xiàn)光干涉亂紋，學(xué)術(shù)上稱之為偏振效應(yīng)，見圖1。這種效應(yīng)會對門窗的外觀造成極大的影響，對門窗的使用壽命也會帶來損失，因此選擇暖邊間隔條材料時一定要慎重！
圖1 偏振效應(yīng)
暖邊中空玻璃能給用戶帶來什么好處?
（1）暖邊中空玻璃可以提高中空玻璃與窗框接觸部位室內(nèi)的環(huán)境溫度，可以降低窗戶室內(nèi)表面結(jié)露的可能，從而可以減輕室內(nèi)裝修面的污染和墻體發(fā)霉的可能，改善室內(nèi)環(huán)境。在室外-20℃、室內(nèi)20℃的標(biāo)準(zhǔn)條件下，傳統(tǒng)鋁間隔條中空玻璃邊部溫度為-4.5℃，而在相同條件下，將傳統(tǒng)鋁間隔條更換成泰諾風(fēng)的暖邊TGI 間隔條，則中空玻璃室內(nèi)側(cè)相同位置表面溫度則達到0.6℃，高出5℃。在保證不結(jié)露的前提下，在冬季北方室內(nèi)的溫度保持16℃不變的條件下，室內(nèi)相對濕度可以從23.07% 增加到35.12%，室內(nèi)居住舒適度提高很多。
（2）暖邊中空玻璃可以降低中空玻璃邊部與玻璃中心的溫度差，減少玻璃在應(yīng)用過程中玻璃自爆和熱應(yīng)力炸裂的可能性。中國太多建筑工程出現(xiàn)鋼化玻璃自爆以及鍍膜、中空玻璃熱應(yīng)力炸裂的現(xiàn)象，雖然這些現(xiàn)象的出現(xiàn)有玻璃本體內(nèi)部存在著硫化鎳雜質(zhì)、氧化鋁雜質(zhì)等因素，但是應(yīng)用過程中的誘導(dǎo)因素導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)問題的原因卻很少有人研究，這就導(dǎo)致了各種問題的發(fā)生。為了減少建筑中空玻璃提早失效，采用暖邊中空玻璃是很經(jīng)濟的解決方案之一。
（3）暖邊中空玻璃可以降低整窗的U 值達0.2W/m2℃。目前在門窗行業(yè)，很多人存在理解上的誤區(qū)，就是 ：只要設(shè)計好門窗型材的U 值和中空玻璃的U 值，二者按照面積加權(quán)計算就能夠得到整窗的U 值。實際上這是一個誤區(qū)，通過門窗U 值的計算公式，我們能夠清楚地了解到，門窗型材與玻璃接觸部位的線性傳熱系數(shù)對整窗U 值也有很大的影響，依據(jù)窗戶分隔尺寸的大小及型材U 值的好壞，線性傳熱系數(shù)可以影響整窗的U 值，影響程度為從0.2W/m2℃到0.8W/m2℃，這對整窗U 值設(shè)計是十分重要的因素。
如何選擇暖邊中空玻璃？JGJ102-《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》中第3.4.1 條明確規(guī)定：玻璃幕墻采用中空玻璃時，除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《中空玻璃》GB/T11944 的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)符合下列要求。
（1）中空玻璃氣體層厚度不應(yīng)小于9mm。
（2）中空玻璃應(yīng)采用雙道密封。第一道密封應(yīng)采用丁基熱熔密封膠，其性能應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》JC/T 914 的規(guī)定。隱框、半隱框玻璃幕墻和點支式玻璃幕墻用中空玻璃的第二道密封膠應(yīng)采用硅酮密封膠，其性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《中空玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB 24266 的規(guī)定；框幕墻用中空玻璃的第二道密封膠可采用聚硫密封膠、聚氨酯密封膠或硅酮密封膠。
（3）中空玻璃的間隔框可采用金屬間隔框或金屬與高分子材料復(fù)合間隔框，間隔框可連續(xù)折彎或插角成型，不得使用熱熔型間隔膠條。間隔框中的干燥劑宜采用專用設(shè)備裝填；
因此類似TPS 膠條在內(nèi)的熱熔丁基類暖邊中空玻璃產(chǎn)品的應(yīng)用范圍就被限制于居住建筑，大多數(shù)公共建筑由于多數(shù)設(shè)計成幕墻，是無法從法理上采用暖邊中空玻璃的。這個結(jié)果與目前在歐美市場上的應(yīng)用類似，雖然在國內(nèi)部分幕墻類項目上偶爾采用上述產(chǎn)品制作的中空玻璃，但這是在用戶不了解的情況下采用的，一旦了解了國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)要求，這種玻璃是無法大范圍在國內(nèi)得到應(yīng)用的。
作為鋁條替代產(chǎn)品的以泰諾風(fēng)TGI 間隔條為代表的暖邊間隔條在應(yīng)用時，必須要考慮內(nèi)部氣體的保持率，按照中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11944 標(biāo)準(zhǔn)及歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN1279的要求，中空玻璃內(nèi)部充入的氣體保持率必須保證每年滲漏率低于1%。如果不能保證間隔條連續(xù)折彎或者如SWISSPACER類采用角部焊接方式進行組框的間隔條，不能使角部外側(cè)氣體保護膜的連續(xù)性，那么將無法保證中空玻璃內(nèi)氬氣的滲漏滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，中空玻璃的使用性能將受到影響，性能大打折扣。
作者
泰諾風(fēng)保泰（蘇州）隔熱材料有限公司 劉軍
