国外中空玻璃标准的比较和我国中空玻璃标准修订的建议

　　摘要：本文主要讨论北美中空玻璃标准（简称HIGS）与原有的美国标准标、加拿大标准、欧标EN中空玻璃标准，以及和ISO国际标准草案之间的比较，在此基础之上，提出对我国中空玻璃标准修订的建议。

　　国外中空玻璃标准之间的比较

　　将原有国外标准和现行国外标准进行比较。对原有标准之间的比较，我们着重考察美国标准和加拿大标准，亦即：ASTM E773、E1887、E774和CAN/CGSB 12.8。现行标准，亦即统一后的标准，主要分为两大体系，北美标准ASTM E2188、E2189、E2190和欧标EN 1279, 1-6部分。最后，我们还将简单扼要地介绍一下正在制订中的中空玻璃的ISO国际标准，即DIS 20492 (标准草案)。但是，对上述标准的比较我们将有所侧重，分三个层次进行。北美标准与现行的国标GB11944-2002最为接近，且占有的资料较多，因此，着重介绍。接下来，将北美标准与欧标进行比较详尽的比较。国际标准ISO目前为草案阶段，预计明年实行，这里对此只进行概述。从顺序上看：首先是北美标准，然后是北美标准和欧洲标准，最后，ISO标准。

　　中空玻璃标准的基本内容

　　国外现行的和原有中空玻璃检测标准，尽管有一些区别，但一般来说，都包括：加速老化实验、化学雾化实验、样品规定、惰性气体的检测和检测的判定标准。亦即：

　　1) 加速气候老化实验

　　a) 高湿检测

　　b) 气候循环检测

　　2) 化学雾化实验

　　3) 样品规定

　　4) 检测判定标准

　　5) 氩气/惰性气体充气检测

　　各国中空玻璃标准除了含有上述检测的基本元素之外，欧标EN1279还包括：中空玻璃辅助材料的物理性能检测，一致性评估和生产控制和周期性检测。应该指出，后面这些内容虽然没有列入北美中空玻璃标准，但同样的内容，却规定却分别列在IGCC（美国中空玻璃认证委员会）和IGMA（北美中空玻璃制造商联盟，亦即北美中空玻璃协会）的认证要求中。

　　兹分别叙述。

　　高湿检测

　　该实验目的是，模拟自然界中水气进入中空玻璃的过程，迫使水气渗入中空玻璃的密封胶内并进入中空玻璃空气层内。

　　北美的各个标准之间的比较。相同之处：所使用的设备基本相同。区别：

　　CAN12.8中规定有温度循环,稳定淋水，在原有的ASTM和HIGS（统一后的ASTM标准）中没有循环,相对湿度不变；

　　按原有的ASTM和HIGS标准检测，时间比CAN12.8多50%；

　　lCAN12.8标准规定高湿和气候循环两项实验中，使用不同的样品；而原有的ASTM和统一后的ASTM标准中都规定使用同一样品。

　　具体比较见下表:

北美中空玻璃之间的标准高湿阶段

高湿检测	原有ASTM标准 ASTM E773、E1887、E774	加拿大标准 CAN 12.8	统一后标准 ASTM E2188、E2189、E2190
实验箱种类	全部淋水 （在气候检测中循环）	全部淋水 （该阶段循环）	全部淋水 （在气候检测中循环）
最高温度	60±30C	55±30C	60±30C
最低温度	（常温）	22±30C	（常温）
% RH	95±5%	不间断的淋水	95±5%
循环次数	无	224次	无
每次循环时间	无	180分	无
总时间	42天 （14[C]+14[B]+14[A]）	28天	42天 （14天 + 28天）

　　气候循环检测

　　该实验的目的是，模拟现实中气候循环的影响，实验条件包括高低温/湿度。

　　标准之间的比较。相同之处，所使用设备基本相同；差异：

　　原有的ASTM和HIGS标准中在气候循环中规定了UV部分，在CAN12.8中对此没有要求；

　　CAN12.8标准对气候循环和高湿阶段检测中使用不同组样品；

　　原有的ASTM和HIGS标准中规定使用同组样品；

　　CAN12.8标准的循环较ASTM标准多，320对252

　　原有的ASTM和统一后的ASTM标准的检测时间较长，63天对53.3天

　　具体比较见下表：

北美中空玻璃之间的标准

气候循环检测	原有ASTM标准 ASTM E773、E1887、E774	加拿大标准 CAN 12.8	统一后标准 ASTM E2188、E2189、E2190
实验箱种类	墙体安装样品	墙体安装样品	墙体安装样品
最高温度	57±30C	50±30C	60±30C
最低温度	30±30C	32±30C	29±30C
UV灯	F72T 12BL/HO	无	F72T 12BL/HO
UV强度	10W/m2	无	10W/m2
湿度	0.5小时淋水	5分钟淋水	1小时水雾
每次循环时间	6小时	4小时	6小时
循环次数	252	320	252
总时间	63天	35.3天	63天

　　化学雾化实验

　　该实验的目的是，确定中空玻璃的辅助材料是否向外释放气体，导致中空玻璃空腔内出现影响视觉的化学雾。

　　标准之间比较。基本区别：

　　所有三种检测标准都使用UV和高温；

　　原有的ASTM标准的紫外线强度比其他两个标准大，但是检测样品只有一个角受高温和UV照射，且UV灯不在检测箱内；

　　按HIGS标准和加拿大标准CAN 12.8，样品全部沉在检测箱内，完全暴露在UV和高温条件下；

　　加拿大标准CAN 12.8比HIGS和原有ASTM标准的温度高100C（600C对500C）；

　　原有ASTM和HIGS标准目测化学雾的检测标准比CAN12.8要严格（臂距对从灯箱起2米）。

　　具体比较见下表：

北美中空玻璃之间的标准化学雾化实验

化学雾化检测	原有ASTM标准 ASTM E773、E1887、E774	加拿大标准 CAN 12.8	统一后标准 ASTM E2188、E2189、E2190
实验箱种类	角受紫外线的照射	全部沉入箱内	全部沉入箱内
玻璃角部的温度	65±30C 只是在角部照射	60±30C	55±30C
玻璃的其他部位	最少240C	60±30C （全部沉入箱内）	55±30C
冷却盘温度	21±30C	22±30C	21±30C
冷却盘面积	0.016M2（127 X 127cm）	0.018M2（直径150cm）	0.018M2（直径150cm）
紫外线灯型号	Osram Ultra Vitalu 300W	Osram Ultra Vitalu 300W	Osram Ultra Vitalu 300W
UV灯输出强度	2.0mW/cm2/玻璃表面 2000µW/ cm2	0.4mW/cm2/ 300nm 400µW/ cm2	400µW/ cm2/ 355nm

　　样品规定

　　标准之间比较。无本质区别，结构和尺寸相同。但CAN12.8中规定的检测样品较多，且高湿和气候循环检测为不同组样品。

北美中空玻璃之间的标准样品规定

样品规定	原有ASTM标准 ASTM E773、E1887、E774	加拿大标准 CAN 12.8	统一后标准 ASTM E2188、E2189、E2190
宽	356 ± 6 mm	350 ± 5 mm	355 ± 6 mm
高	508 ± 6 mm	500 ± 5 mm	505 ± 6 mm
结构（双玻）	4/12/4	4/12/4	4/12/4
结构（三玻）	4/6/4/6/4	4/6/4/6/4	4/6/4/6/4
气候循环次数	6	4	6
高湿循环次数	6 （与气候循环为同组样品）	8 （与气候循环为不同组样品）	6 （与气候循环为同组样品）
雾化样品的片数	2	2	2

　　评价标准

　　标准之间的比较。基本区别：（1）露点：CAN12.8和统一后的ASTM标准规定的露点温度较低，-400C：-290C；（2）雾化评定：HIGS和ASTM标准规定的距离为臂距；CAN12.8规定为2米；（3）CAN和统一后ASTM标准规定的评定指标为单一值；（4）原有的ASTM标准评定指标为多个，C、B、A。

　　北美中空玻璃之间的标准

　　评价标准

充氩气/惰性气体中空玻璃检测

　　标准之间的比较。原有的ASTM中空玻璃标准中没有中空玻璃充气检测内容，但加拿大中空玻璃标准CAN12.8中规定惰性气体初始水平检测和气候循环后检测。正在制订充气检测标准，将纳入HIGS标准中。现有的惰性气体检测标准ASTM E2269（气相色谱法），并正在制订氧气分析仪法和高压放电检测法的标准。此外，IGCC目前正在检测惰性气体的初始水平，采取自愿原则；加拿大建筑规范已承认统一后的ASTM标准，其规定的惰性气体检测条款与CAN12.8中相类似。

　　北美标准比较的小结：

　　从以上较为详细的比较不难看出，虽然说某些检测内容和规定，在某个标准中比较严格，但从总体来说，最终的统一标准HIGS，还是等同的，亦即等同于CAN12.8和原有的ASTM标准中的鉴定A。除了对标准内容比较之外，还进行了实际验证对比，亦即采用了四种不同密封胶系统进行对比检测，所有3个标准的检测结果，都显示共性。

　　与欧标CEN的比较

　　在介绍比较了北美中空玻璃标准之后，有必要对国际上另一中空玻璃标准体系EN1279（6个部分组成）做以介绍。

　　欧标EN 1279的标题为 “建筑玻璃”，中空玻璃”，6个部分组成。第1部分：概述、尺寸公差、系统描述原则；第2部分：水气渗透率的长期检测方法和要求；第3部分：惰性气体渗透率的长期检测方法和浓度公差的规定；第4部分：边部密封胶的物理特性的检测方法；第5部分：一致性的评价；第6部分：工厂的生产控制和定期检测。

　　EN1279第1部分：概述、尺寸公差和系统描述的原则规定

　　描述的内容包括：

　　中空玻璃内使用的材料、描述中空玻璃的规则和中空玻璃的尺寸公差。所描述的内容类似于美国IGCC的规定。

　　EN1279第2部分：水气渗透指数的长期检测方法和要求

　　检测内容及条件。内容：气候循环和高湿检测（无紫外线照射）。与CAN12.8、原有的ASTM和统一后的ASTM标准中的气候循环检测相类似。检测条件。气候循环：56个、4周时间、温度-180C—530C；高湿检测、高温580C，7周时间。两个实验中，均无紫外线照射。

　　评价指标。水气渗透指数 “I”≤0.2

　　渗透指数，“I”，定义为“在标准的老化实验后消耗掉的干燥能量”

　　式中： Tf – Ti,av: 检测中浸入的水气 　　Tc,av – Ti,av: 初始干燥能力

　　EN1279第3部分：惰性气体的长期渗透率的检测方法和要求、惰性气体浓度的公差

　　第3部分的主要内容包括：惰性气体渗透率（Li）和检测惰性气体的手段和方法。（1）体系中规定，惰性气体的年泄漏率< 1；（2）测试手段和方法：使用气相色谱法在温度200C条件下测试，按第2部分规定的气候循环检测样品，但时间较短，与DIN52993相类似。

　　En1279第3部分中给出的样品检测的步骤：1)

　　GC软件识别气体并加以量,2) 计算氩气渗出率 Li

　　公式

in·% a-1

　　式中：

　　Ci – 表示惰性气体浓度，%

　　Mi – 在一定时间内从充惰性气体中空玻璃内渗透出的气体质量，Kg/h（SI体系），μg/h

　　ρ0 –在温度T0气压P0条件下的惰性气体的密度，Kg/m3， μg/m3，=273K（00C），=1014 hPa

　　P – 中空玻璃密封时的绝对气压，Pa

　　P0 – 测定ρ0 时的气压，Pa

　　T – 中空玻璃密封时的温度，K

　　T0 – 测定ρ0 时的温度，K

　　Vint – 样品的空气层内的容积， a– 1年

　　EN1279第4部分：边部密封的物理性能的检测方法

　　与ASTM中空玻璃标准的一个重要区别在于，EN1279第4部分规定了对中空玻璃辅助材料的物理性能进行检测。包括：对边部密封材料的强度和密封材料的水气渗透率检测两大方面。

　　边部密封的强度的实验条件是，高温、浸水和紫外线照射。具体说来，初试固化后，7天的600C条件高温，7天的的浸水和4天的紫外线照射。密封胶的渗透实验包括，水气渗透率（MVTR）和气体渗透率两方面。对边部密封胶的强度规定为，边部密封的物理沾接强度必须位于应力-张力直线之上，亦即，位于左图的斜线0.5Mpa-50%的上端。对密封胶的规定是，渗透率≤密封胶的初始渗透率。

　　EN1279第5部分：一致性的评价

　　一直性的评价要求，中空玻璃的CE标识认证，必须满足欧共体建筑建筑产品指令(CPD)。包括，工厂生产控制计划、工厂样品抽样检查、初次检验、第3方检验（如果必要的话）、第3方监督（如果必要的话）和标志和标识。

　　EN1279第6部分：工厂生产控制和定期检测

　　包括两大项内容：生产控制要和定期检测。

　　生产控制要求包括：组织、建立质量体系和实施ISO 9000或类似于ISO9001的管理体系。组织的内容包括：授权相应人员来预防问题的发生并建立档案记载、安排一个专人负责和定期管理检查；建立质量体系包括：专人负责、建立档案、校准检测设备和建立质量合同。定期检测分强制和可选择两部分。强制检测内容包括：密封性、水气渗透率、惰性气体渗透率和化学雾化（检测化学雾化的方法有3种，分别为CAN12.8、原有的ASTM方法和辐射墙方法，可从中央任选其一）；选择性的检测内容包括：密封胶混合、密封胶硬度、密封胶的粘接性能、挥发性检测、空腔间隔条的焊接紧固性和干燥剂的干燥能力。

　　欧洲标准和北美中空玻璃标准的比较

对二者之间的区别可概括如下：

	ASTM E2188,89,90	EN1279
密封性能	初始露点和老化实验后的露点温度≤-400C	第2部分,水气渗透指数， I<0.2	赞成EN标准认为，水气渗透指数是定量分析方法，露点检测是性能判定
气候循环加速老化实验	中空玻璃内外片挠曲度不一致	第2部分,中空玻璃内外片挠曲度一致,对称	ASTM标准：接近实际使用条件;EN标准：便于反应出中空玻璃的加工质量
密封胶的力学性能和水气/惰性气体渗透率检测	没有规定。但在其他ASTM标准中分别对GC和无损检测方法进行规定。	第3部分和第6部分中进行规定。气相色谱法 GC	气相色谱法（ASTM E2269）

　　欧洲标准和北美标准比较的小结

　　HIGS（统一后的北美中空标准）等同于CAN12.8和原有的ASTM标准中的评定标准A。

　　中空玻璃的初始惰性气体浓度和泄漏检测的标准，虽然没有包括在HIGS中，但也业已制定出或正在制订当中，如ASTM E2269《使用气项色谱法测定中空玻璃中氩气浓度的标准检测方法》已经实施，而《使用氩气惰性气体分析仪测定中空玻璃氩气浓度的标准检测方法》的ASTM标准草案也已通过三稿。欧标CEN中，有些检测内容和方法类似于HIGS，但强调了对中空玻璃辅助材料的检测；此外，还包括了认证方面的要求：即一致性和对生产控制。但是，对紫外线检测几乎没有规定。

　　中空玻璃的ISO标准DIS 20492（4个部分）

　　目的。制订中空玻璃国际标准的主导思想，是融合不同国家使用的各种不同检测方法之间的差别，制订国际性的标准。

　　由前面的论述不难看出，虽然欧标和北美标准之间，在主要的检测内容基本是相同的，但差异还是很明显的。此外，在制订国际标准中还必须考虑，（1）不同地区的市场和产品的要求是不同的；（2）各国或地区对节能产品的奖励规模、看法和应用的方法也是不同的；（3）如果只采用一个标准的话，则意味着众多的产品都排除在市场之外；（4）欧洲要求所有中空玻璃产品都必需有CE标识因此。因此，作为第1个ISO国际中空玻璃标准的制订，必须满足以下要求：从全球市场角度出发，有效地满足建筑规范和市场的需要；反应出各个国家内的科技进步水平；不扭曲市场机制；对公平竞争没有反作用；在国家或地区之间存在不同需求和利益时，不能对某些国家或地区给予特殊关照；承认其他国家或地区可能存在的不同需要和利益；标准的制定应以中空玻璃的内在性能为基础，而不是以人为设计为主。

　　ISO中空玻璃标准DIS 20492，“建筑玻璃，中空玻璃”，由4部分组成，（1）第1部分：气候循环检测：边部密封的耐久性能；（2）第2部分：化学雾化检测；（3）第3部分：惰性气体浓度及渗透率监测；（4）第4部分：边缘密封材料的物理性能的检测方法。

　　虽然该标准的文件格式类似于EN1279标准，但是在综合北美中空玻璃标准HIGS和欧标CEN 1279基础之上制订的。将ISO标准和ASTM标准和CEN标准比较我们发现：第1部分：气候循环检测：边部密封的耐久性能，是将ASTM 2188和 EN1279-2结合的结果；类似地，第2部分和第3部分分别是将ASTM2189和EN1279-6及附录C结合，和将CAN 12.8中的3.6.3节和EN1279-3结合的结果。第4部分边缘密封材料的物理性能的检测方法，全部采纳了EN1279-4。此外值得一提的是，虽然ISO国际标准是HIGS和CEN两个体系结合起来的产物，但去掉对了EN标准中生产控制和一致性的规定，以增加其他内容。

　　我国中空玻璃标准的思考

　　目前,我国中空玻璃国家标准正在修订中，其指导方针是保证新标准的科学性和先进性。从科学性出发，要使新标准反映出我国的地理气候情况。实际情况是，幅员辽阔、温差非常大、既有大陆性气候，又有海洋性气候，有的地区干燥，但另一些地区却常年潮湿，紫外线照射强等特点。因此，标准修改中应该考虑这些内容。此外，目前的两大中空玻璃标准体系是在经过大量实验、通过对各国中空玻璃标准比对的基础上制订的，因此，具有一定的先进性。虽然EN标准和HIGS标准，分别代表北美和欧洲两大标准体系，但更应该视为代表我们这个时代的先进水平，更何况两个标准目前也正在统一为国际标准。因此，我们修订标准不需要对所有检测内容重新做大量的检测和验证，应该采用拿来主义，在分析取舍的基础上，为己所用。比如，ISO中空玻璃的国际标准中包括的对惰性气体的初始浓度和惰性气体泄漏的检测，不但反映出节能趋势的要求，而且还有助于延长中空玻璃的寿命，更可成为提高质量控制水平的手段。因此，修改的标准中有必要增加该项内容。

　　欧标中的对分子筛的干燥能力在加速老化实验后的检测，是一种比较先进的方法，将以前的通过-400C霜点的定性分析改为计量分析，更有助于准确预测不同结构和配置中空玻璃的密封寿命。因此，新标准中似乎也应该反映这一思路和做法。

　　但是，修订后的标准不能是对欧洲标准和北美标准的全盘接受，还必须从我们的实际出发。比如，欧洲标准中没有对中空玻璃化学挥发气体检测，既没有单独的紫外线检测，也没有在加速老化实验中装置紫外线灯，但对我国来说，在一些地区的夏季，UV的照射还是十分强烈的，从地理位置上看，其纬度与美国的南方地区十分接近，因此，我们的标准中在保留化学挥发气体的紫外线检测之外，在加速老化实验中似乎还需增加UV照射装置。另外，欧标EN1279的第5部分还规定了对辅助材料物理性能的检测，对此，无论是北美中空玻璃标准和国际标准ISO DIS20492都没列入，在北美，将其作为认证内容，留给中空玻璃认证机构负责。我们认为，对中空玻璃辅助材料物理性能的检测，对提高中空玻璃质量来说，是十分重要的，对此，我们过去重视得不够。但是，是否将其列为主要检测内容，还是作为生产控制内容列为标准的附录，似乎还有待进一步讨来论达到共识。