Connaissance de l'industr

Introduction

Avec le développement des économies d‘énergie dans les bâtiments, le vitrage isolant triple vitrage à deux chambres est devenu le principal produit de fenêtres extérieures. Comparé au vitrage isolant traditionnel à une chambre, le nombre accru de chambres améliore les performances d‘isolation thermique. Comparé au coefficient K du vitrage isolant (6+16A+6) de 2,7 (WmK), il atteint 1,7 W/mK. Avec l‘utilisation de technologies à faible émissivité (Low-E), de remplissage sous gaz inerte, de bandes de chant chaudes et d‘autres technologies, telles que le vitrage isolant (6Low-E+16Ar+6+16Ar+6Low-E), le coefficient K peut atteindre 0,8 W/mK.

Tout en améliorant les performances d‘isolation thermique des portes et fenêtres, le vitrage isolant à deux chambres triple vitrage augmente également la consommation de matériaux. Premièrement, le poids du verre augmente, ce qui accroît la largeur et l‘épaisseur du profilé, ainsi que les exigences de résistance de la quincaillerie. Pour le vitrage isolant à deux chambres triple vitrage, les deux verres extérieurs assurent les fonctions de support et de charge. Le verre intermédiaire a pour fonction principale de séparer les chambres, de limiter le transfert thermique par convection du gaz de remplissage et d‘augmenter ainsi l‘épaisseur de la couche isolante. Il doit également répondre à certaines exigences de performances mécaniques. Pour ce vitrage intermédiaire, on peut facilement imaginer que d‘autres matériaux minces remplacent le verre intermédiaire existant de 6 mm, formant ainsi un triple vitrage mince.

1 Vitrage isolant mince monté au centre

2TD

Le verre inorganique est le principal type de vitrage isolant à deux chambres et trois vitres. La méthode d‘amincissement est étudiée à partir des trois couches de verre qui le composent. Le verre extérieur est soumis à la charge du vent et est aminci afin de répondre aux exigences de performances mécaniques. Le verre intérieur n‘est pas directement soumis à la charge du vent ; il est donc utilisé comme… Puisque la surface d‘utilisation requiert toujours des exigences de performances mécaniques, il existe un certain potentiel d‘amincissement. Le verre entre l‘intérieur et l‘extérieur (verre central) ne supporte pas directement la charge du vent, il présente donc le plus grand potentiel d‘amincissement. L‘entreprise japonaise Lixil a aminci le verre d‘origine (3+3+3) mm à (3+1,3+3) mm, avec un taux de légèreté d‘environ 19 % ; avec un amincissement de (3+1,3+1,3) mm, le taux de légèreté est d‘environ 38 %, comme illustré à la figure 1. Le Western Pacific National Laboratory aux États-Unis a remplacé le verre isolant traditionnel par un verre isolant mince à haute efficacité énergétique. Des recherches ont été menées sur les économies d‘énergie liées au remplacement du vitrage existant. Le vitrage isolant mince est composé de deux vitrages de 1/8 pouce (environ 3,2 mm) avec film Low-E et d‘un vitrage central de 1/16 pouce (environ 16 mm). Les résultats des tests montrent que les économies d‘énergie réalisées sur les systèmes CVC sont de 0,2 à 18,7 kWh par jour en saison de chauffage (soit 3 à 18 % d‘économies d‘énergie par personne) et de 2,5 à 8,0 kWh par jour en saison de refroidissement (soit 23 à 41 %), et que la pénétration du bruit est réduite de 8 à 10 dB. Français Le Laboratoire national Lawrence Berkeley a placé du verre mince de 0,7 mm dans du verre isolant ordinaire (verre de 3 mm + 3 mm Low-E) pour former un verre isolant mince, comme illustré à la figure 2. Des études ont montré que dans les climats dominés par le chauffage (comme Minneapolis, Minnesota), le potentiel d‘économie d‘énergie du verre isolant mince par rapport au verre de fenêtre extérieur classique est de 16 %, dans les climats mixtes (comme Washington, DC), le potentiel d‘économie d‘énergie est de 12 %, et dans les climats dominés par le refroidissement (comme Houston, Texas), le potentiel d‘économie d‘énergie est de 7 %. L‘épaisseur du verre utilisé pour les fenêtres extérieures dans mon pays est en augmentation. Dans les années 1980, le verre de 3 mm était la spécification dominante du verre flotté dans mon pays. Après 1993, 5 Dans le passé, le verre de 5 mm était le produit principal, et récemment le verre de 6 mm est devenu le produit principal. En 2013, Wang Xinchun et d‘autres ont suggéré la suggestion d‘amincir les produits en verre plat. Français La consommation annuelle de verre plat par habitant dans mon pays est de 20,7 kg, soit 1,25 fois celle des pays de l‘UE, deux fois celle des États-Unis et 2,6 fois la moyenne mondiale. L‘épaisseur du verre plat est l‘une des raisons de cette consommation anormale par habitant dans mon pays. On estime que si le verre de 5 mm était aminci à 4 mm en 2012, la production de verre pourrait être réduite de 7,1 millions de tonnes et la consommation de matières premières de 7,71 millions de tonnes, dont 6,35 millions de tonnes de ressources naturelles telles que le sable siliceux et 1.36 millions de tonnes de produits chimiques, dont le carbonate de sodium. L‘article propose de transformer le modèle de développement des industries et des entreprises et d‘améliorer les technologies de production. Cinq suggestions ont été formulées, notamment l‘ajustement de la chaîne industrielle au niveau technique, l‘intensification des efforts de recherche scientifique et le lancement rapide par les services concernés de travaux d‘amincissement du verre plat. Parallèlement, des entreprises comme le groupe CSG testent activement des applications d‘amincissement pour les fenêtres extérieures.

Actuellement, le développement du verre isolant mince présente une bonne adaptabilité. Premièrement, pour s‘adapter aux concepts de développement « double carbone », de fabrication et de bâtiments écologiques, etc., le verre isolant mince permettra des économies d‘énergie, des économies de matériaux et une réduction des émissions de carbone dans les secteurs du verre, des profilés, des portes et fenêtres, des murs-rideaux et des transports. Deuxièmement, le verre isolant double/multi-chambres est le produit phare des structures d‘enceintes transparentes à haute efficacité énergétique et à faible consommation d‘énergie de mon pays, et présente un potentiel d‘amincissement. Troisièmement, le verre isolant mince central bénéficie d‘une large base industrielle, propice à la transformation et au développement de ce secteur. Quatrièmement, la fabrication de verre mince/ultra-mince de mon pays fournit les matériaux et la base industrielle. Le verre photovoltaïque à base de système sodocalcique et de verre de protection peut fournir des produits de base. La conversion par amincissement et la production de verre plat sont inégalées en termes de technologie et de production. Comparé aux creusets en verre industriel et architectural :

2 Vitrages isolants avec films centraux

Le vitrage isolant à film organique central (illustré à la figure 3) divise une chambre en deux ou plusieurs chambres de vitrage isolant. Un film organique non fonctionnel (film blanc) sépare uniquement la chambre pour limiter la convection, augmenter l‘épaisseur de la couche isolante et obtenir finesse et légèreté. Le film organique fonctionnel (film miroir thermique) confère des fonctions telles qu‘une faible émissivité et accroît les économies d‘énergie grâce au contrôle du rayonnement thermique. Fabriqué par Southwall Technologies aux États-Unis, le vitrage isolant à film organique central a été lancé en 1970 et est utilisé dans les bâtiments. Le vitrage isolant à film miroir thermique présente d‘excellentes propriétés thermiques, et Li Wu et d‘autres chercheurs ont mené des recherches à ce sujet. Le film central est un film thermoplastique qui se resserre par thermoplasticité lorsqu‘il est chauffé. La pose et l‘installation de la membrane nécessitent une intervention manuelle, ce qui augmente les coûts de production. He Xueping et d‘autres chercheurs ont étudié la conception du processus d‘assemblage clé du système de vitrage isolant à film central. La réduction du coût des matériaux membranaires, la réalisation de l‘installation automatique des membranes, la réduction du degré d‘intervention manuelle et les coûts de traitement correspondants deviendront les points clés du développement du verre isolant à film central.

3 Vitrages isolants composites en verre véritable

Le verre sous vide est un produit verrier composé de deux ou plusieurs plaques de verre séparées par des colonnes de support. La périphérie est scellée pour former une cavité, puis le vide est créé. Compte tenu de l‘équilibre entre le transfert thermique et les performances de la colonne de support, le nombre et la surface de ces dernières doivent être minimisés. Par conséquent, une colonne de faible section et de faible longueur est choisie sans affecter l‘aspect visuel. En théorie, le transfert thermique par convection et par conduction n‘a aucun rapport avec l‘épaisseur de la couche de vide. L‘épaisseur de la couche de vide est généralement comprise entre 0,15 et 0,25 mm. Au moins une plaque de verre sous vide est constituée de verre à faible émissivité afin d‘assurer une isolation efficace dans les trois principaux modes de transfert thermique : conduction thermique, convection et rayonnement thermique. Par conséquent, le verre sous vide est un produit en verre mince très performant. Seul le verre isolant composite sous vide peut exploiter pleinement les performances d‘isolation du verre isolant sous vide. Sa structure est illustrée à la figure 4. Bien qu‘il contienne une pièce de verre au centre du verre isolant, celle-ci est affectée par la pression atmosphérique après la mise sous vide et supporte la pression de la colonne de support, limitant ainsi l‘amincissement du verre isolant sous vide. Grâce à son rendement élevé et à ses performances en matière d‘économie d‘énergie, le verre sous vide réduit l‘épaisseur globale du verre isolant composite, obtenant ainsi l‘objectif d‘amincissement. La production de verre sous vide a considérablement progressé en Chine, mais le coût reste le principal frein à sa promotion. Au moins une pièce de verre sous vide est fabriquée en verre à faible émissivité afin d‘assurer une isolation efficace dans les trois principaux modes de transfert thermique : conduction thermique, convection et rayonnement thermique. Par conséquent, le verre sous vide est un produit en verre mince très performant. Seul le verre isolant composite sous vide peut exploiter pleinement les performances d‘isolation du verre sous vide. Sa structure est illustrée à la figure 4. Bien qu‘une pièce de verre soit placée au centre du verre creux, elle est affectée par la pression atmosphérique après la mise sous vide et supporte la pression de la colonne de support, limitant ainsi l‘amincissement du verre sous vide. Grâce à son rendement élevé et à ses performances en matière d‘économie d‘énergie, le verre sous vide réduit l‘épaisseur globale du verre creux composite, obtenant ainsi un amincissement optimal. La production de verre sous vide a considérablement progressé en Chine, mais son coût reste le principal frein à sa commercialisation.

4 Verre creux aérogel

L‘aérogel offre d‘excellentes performances d‘isolation thermique légère. Son intégration dans du verre creux permet d‘obtenir une faible épaisseur, une efficacité élevée et des économies d‘énergie. La valeur K du verre creux (6+12A+6) est de 2,8 W/m²K, celle du (6Low-E+12A+6) de 1,8 W/m²K et celle du (6+12aérogel+6) de 1,0 W/m²K. Une solution pratique pour intégrer l‘aérogel au milieu consiste à utiliser des particules d‘aérogel pour le remplissage, une solution relativement peu coûteuse. La différence d‘indice de réfraction entre l‘interface aérogel-particules et le verre, ainsi que la transparence de l‘aérogel lui-même, augmentent le trouble du vitrage isolant et affectent sa transparence. Réduire ce trouble et obtenir un composite à partir d‘une seule pièce d‘aérogel (plutôt que de particules) est une solution efficace pour améliorer la transparence. La structure transparente des façades de bâtiments (portes et fenêtres extérieures, murs-rideaux) présente des exigences élevées en matière de transparence et devrait être largement utilisée pour l‘éclairage. Cependant, il est nécessaire d‘étudier les effets de l‘accumulation de chaleur due au rayonnement solaire et des chocs thermiques et thermiques sur les propriétés mécaniques du vitrage isolant.

5 Résumé

L‘amincissement du vitrage isolant est une tendance de développement qui offre de multiples avantages, notamment en termes d‘économie de matériaux, d‘énergie et de carbone. En tant que stratégie de développement et de choix, le vitrage isolant à film mince intermédiaire bénéficie d‘une bonne industrialisation et d‘un excellent rapport coût-efficacité, ce qui en fait la voie de développement privilégiée. Le vitrage isolant à film mince intermédiaire et le vitrage isolant composite sous vide présentent une grande finesse, trouvent un certain champ d‘application dans les bâtiments neufs et présentent des avantages évidents pour remplacer le verre lors de la transformation énergétique des bâtiments existants. Le vitrage isolant aérogel devrait être utilisé dans les structures d‘éclairage.