EN 12793译文建筑用玻璃中空玻璃第3部分充气中空玻璃单元的初始类型测试气体泄漏速率要点.docx
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EN12793译文建筑用玻璃中空玻璃第3部分充气中空玻璃单元的初始类型测试气体泄漏速率要点
建筑用玻璃—中空玻璃单元
第3部分：
充气中空玻璃单元的初始类型测试；气体泄漏速率
1范围
1.1总则
本草案欧洲标准规定了充空气和其它气体的中空玻璃单元的特征和要求，该中空玻璃主要用于窗户，门，分隔，幕墙和屋顶。
根据相应试验方法的测量或计算机模型的计算机模拟，保证中空玻璃与健康，安全和节能有关的性能。
本文也提供了符合本EN产品的评价方法。
本草案欧洲标准还包括了一些对中空玻璃很重要的其它特征。
也包括标记环境。
本欧洲标准没有完全包括那些对边部没有紫外线保护的玻璃，例如结构密封玻璃系统。
对于这些情况，需遵循另外的标准。
为了给工厂足够的时间达到第2部分“充气中空玻璃单元初始型式测试”和第5部分“中空玻璃单元的认证测试”的要求，允许有一个过渡期，时间从现在到1998年底，对于已经存在的符合国际条例的产品，允许期投放本地市场。
过度期后，本标准的所有部分都必须应用。
本部分标准关系充气中空玻璃单元，本标准的目标是使单元获得足够的耐久性，并且重要的是确保在使用期限内，例如隔热和隔声等的性能没有明显的变化。
整个使用期内，气体输出/空气输入的平衡是很重要的，隔热和隔声可能会受到气体浓度的影响。
对1.2.2条中所列的气体，经验表明只要满足本标准的要求，结果肯定能达到。
1.2适用
1.2.1一般性适用
对于一般性适用，参考本标准第1部分，总则和尺寸公差，1.2条。
1.2.2特殊性适用
本部分标准的要求和测试方法直接适用于含有氩气（Ar）和/或六氟化硫（SF6）气体以及这些气体和空气的混合气体的中空玻璃单元。
对其它气体，它们的物理和化学性质，尤其是稳定性，和其它中空玻璃组成之间的作用，以及对隔热和隔声的影响，根据4.5条和附录A，这些都必须被指出。
由于度量的原因，密封性测试方法仅适用于每种气体体积组成超过15%的玻璃单元。
测量中空玻璃的密封性不是如此简单，不能期望每一个操作者都能够利用标准，而没有任何特殊知识，就能观察到正确的结果。
在气体分析方面有充分的训练，测试充气玻璃单元的经验以及适当的实验技巧都是必需的。
2参考标准
本欧洲标准综合了注明日期的或未注明日期的参考文献，以及来自其它发表物的条款。
这些参考资料在文中适当的地方都有引用，资料名称列举如下。
对于注明日期的文献，仅当其补充和修订被收编时，任何补充和修订都适用于本标准。
对于未注明日期的文献，其公开出版的最新版本适用于本标准。
prEN（WG）：
建筑用玻璃，中空玻璃单元
第1部分：
总则和尺寸公差
第2部分：
充气中空玻璃单元的型式测试
第6部分：
工厂生产控制
3定义
本部分标准采用下列定义
3.1组成：
采用本标准的第1部分3.2条所给的定义。
3.2充气中空玻璃单元：
含有氩气（Ar）和/或六氟化硫（SF6）气体以及这些气体和空气的混合气体的中空玻璃单元，能达到一定的耐久性和第4章的要求。
3.3气体浓度c：
空腔中气体的体积百分数。
ci：
气体i的浓度。
ci,0：
某种类型的中空玻璃中气体i的标称浓度，可作为测试隔声和计算或测试隔热以符合各自的Rw和U值的基础。
3.4气体泄漏：
在给定时间内从中空玻璃单元中泄漏的气体质量。
3.5气体泄漏速率Li：
气体i每年从充气中空玻璃中泄漏的比例，以每千分体积的所占的比例表示，用下式计算：
（10-3·a-1）
（1）
这里：
ci是气体浓度，用体积%表示，按5.4.4条所述分析所得；
mi是气体泄漏量，用μg/h表示，如5.4.3条规定；
ρ0是温度T0，压力P0时的气体密度，用g/dm3表示；
p密封单元时的绝对大气压力，用hPa表示；
p0测定ρ0的大气压力，用hPa表示；
T密封单元时的温度，用K表示；
T0测定ρ0的温度，用K表示；
Vint根据5.4.1测量的样片内部体积，用mm3表示；
a一年。
4要求
4.1总要求
除了下面所列的要求外，其它要求参考本标准第1部分，总则和尺寸公差，第2部分，充气中空玻璃单元的型式测试。
4.2露点
依照本标准第2部分，充气中空玻璃单元的型式测试。
4.3透湿指数
依照本标准第2部分，充气中空玻璃单元的型式测试。
4.4气候试验后与气体泄漏有关的行为
依照本标准第2部分，充气中空玻璃单元的型式测试6.2.2条，循环数量减为28个，58℃恒温时间进仅4周。
4.5气体泄漏速率
按照第5条测量，Ar，SF6和空气的泄漏速率Li必须为
Li＜10×10-3·a-1
（2）
对浓度高于15%的Ar和SF6气体以及空气，必须测量气体泄漏速率。
若密封胶为聚硫胶、聚氨酯、硅胶或聚异丁烯胶，可用测量氩气的泄漏速率代替SF6和空气的泄漏速率。
对其它气体，泄漏速率限值取决于对中空玻璃耐久性的保证，以及保证使用期限内诸如隔热和隔声等性能没有明显变化（参见附录A）。
4.6气体浓度的限值
对本型式试验，根据4.5条气体泄漏速率Li的测试样片必须与气体浓度ci测试样片用同一方法制造，氩气或SF6气的气体浓度ci，用%表示，要符合下式：
ci=ci,0（+10%,-5%）（3）
产品的气体浓度限值见本标准第6部分，附录B1。
5测试
5.1测试原理
在本测试中，样片经历4.4条规定的气候循环后，测量其20℃的气体泄漏。
为了测量气体泄漏，单元要放在一个不漏气的容器中，一定时间后，测量从单元中漏出的气体量。
本测量完成后，单元被打开，分析气体浓度并计算气体泄漏速率。
5.2装置
使用下面的装置。
5.2.1气候暴露设备
气候暴露测试设备如本标准第2部分，充气中空玻璃单元型式测试所述。
5.2.2气体泄漏测量容器
测量气体泄漏的是一个可控温的容器，可以水平密封，能够放置测试单元并尽可能不要产生应力，以使当单元的边部区域暴露于净化气体循环中时，容器中剩余体积尽可能小。
对于至少有一面外层使用了有机材料的多层玻璃单元，必须确保测量值包括通过该层扩散的气体量。
从外部渗入容器的环境空气量，或从容器泄漏出去的每个组分气体量，都必须通过一个空白试验测量，该空白试验使用的是同样片尺寸相近的单片玻璃。
如果测量过程中，被测量的气体量不超过从样片泄漏气体量的10%，则容器必须要有足够的密封性。
容器还必须能够进出规定的气体和气体样品。
5.2.3气体分析仪器
气体分析仪器必须能够：
a）分析浓度为50molppm的气体组分，这些组分对玻璃单元的绝缘功能是必需的；
b）测量气体体积百分数，最大为100%，误差为±3%（绝对误差）。
两项任务不必用同一个仪器执行。
5.2.4气体取样器
一个从玻璃单元采取气体样品的仪器，必须保证不会由于空气的进入、气体分离或诸如此类的现象而产生错误结果。
5.3试样
5.3.1样片的制备
宽度：
352±2mm
长度：
502±2mm
玻璃厚度：
每片4mm（公称值）
间隔：
12mm（公称值）
除非另外同意，单元的设计，包括干燥剂和气体的类型和数量，都必须与正常产品的制造一样（除了测量空气损失率，允许100%的空气）。
单元密封后，测试样片的板面必须是平的。
密封过程中，温度T，用K表示，绝对压力p，用hPa表示，都必须测量，分别精确到1K和3hPa。
5.3.2样片数量
准备6片样片，气候暴露后，至少有2片要进行5.4条描述的测试。
气候暴露前，建议对更多的样片进行充气。
测量气体泄漏用另外的样片，进行气候暴露前，这些样片充气密封后最少有4周，不要多于7周。
5.3.3构造和外观
检查样片的下列项目和/或缺陷：
a）中空玻璃单元的构造
b）破坏的边
c）边部裂纹
d）破裂
e）空腔内部的斑点
f）玻璃片的叠差
g）其它可见缺陷
测试仅对那些按照通常用于制造试验中空玻璃的方法制造的样片上进行。
5.4测试程序
5.4.1样片内部体积的确定
测量两相对间隔框之间净距离s1和s2，精确到1mm。
测量样片四边中部玻璃内表面间的距离，精确到0.1mm，计算平均值，以此确定玻璃内表面之间的净距离s3。
内部体积Vint，用mm3表示，是s1、s2和s3的乘积。
5.4.2气候暴露
根据4.4，取4片制备后放置时间部长于1周的样片进行气候暴露试验。
气候暴露一旦完成，样片必须存储以使其稳定，存储时边部没有空气流动23±2℃，温度为，相对湿度为50±5%，至少存放4周，不要超过7周，直到按5.4.3所述测量气体泄漏为止。
5.4.3测量气体泄漏
气候暴露后，在23±1℃，至少测量2片样片的气体泄漏，将样片放在容器中，直到将其拿出，按5.2.3用气体分析仪器，定量测定从单元中泄漏的气体量，用μg/h表示。
气体泄漏量要多次重复测量，直到取得足够恒定的值为止。
若最后4次测量的标准偏差小于0.25μg/h，并且最后一次测量值高于紧接其前的一次测量值，则认为取得了足够恒定的测量值，对于诸如N2、O2、Ar和CO2等天然气体，最后4次测量的间隔时间至少为1天（见附录C）。
5.4.4气体分析
按5.2.3所述，用气体分析仪器，确定对单元绝缘功能必需的气体组成的体积百分数。
如必要，最后一次气体泄漏测量之后，从单元空腔中采取本分析用气体样品。
5.5计算
按照3.5条，计算气体泄漏速率Li。
6气相色谱确定气体泄漏量
下面描述的试验程序是按第5条测量气体密封性的方法之一，也可用其它方法。
本试验程序适合于板面由有机材料制成的充气中空玻璃单元。
确定气体泄漏量，用μg/h表示，以根据第5条计算气体泄漏速率L，用10-3·a-1表示。
6.1方法原理
测试样片或其边部被密封在一个容器中，该容器的内体积要稍大于测试单元的外体积。
在给定时间内从单元泄漏出的气体通过氦气流运送到一个带导热或电子捕获器的气相色谱仪中，从而确定泄漏气体量。
6.2设备
6.2.1全密封容器
图1的容器由以下组成：
a）金属底部
（1）；
b）铜衬片
（2）；
c）泡沫塑料垫子（3），3mm厚，大小视样片而定；
d）金属盖子（4）；
e）紧固螺钉（5）。
底部的内面是平的，尺寸约为360mm×510mm。
全密封容器的尺寸和样片的尺寸要相配，以使样片安装好后容器内剩余的体积尽可能小。
底部内高度为22mm，四壁也许由突缘以安装样片，但该突缘不能阻断样片边部的气流。
容器壁上钻有两个孔，用于安净化气的进出管。
底部也许会有一个环形槽，用于保护气体的流动。
6.2.2环状容器
环状容器（图2）有一个金属框架和两个罩子，罩子由自粘合的金属片或涂有密封胶的金属片制成。
框架上钻有两个孔，用于安净化气的进出管。
环状容器的尺寸和样片的尺寸要相配，以使样片安装好后容器内剩余的体积尽可能小。
6.2.3冷却器
冷却由金属管组成，内充有吸附剂，弯成U形或螺旋形。
需要有两个内交换容器，一个充氮气，一个充95℃的水。
选用的吸收剂要使被测量的气体在液氮温度时能被吸收，在热水温度时能突然释放。
6.2.4气相色谱仪
用商用气相色谱仪（GC），含有斜率校正器，热导仪或电子捕获器以及带记录仪的积分仪。
承载气体为氦气。
图1全封闭容器
图2环状容器
图3气体管路图
6.2.5连接样品
按照气体管路图（图3），管子、阀门和调节器都必须达到最高气体密封要求，测试期间氦气的泄漏速率可能不会超过10-6l.hPa.sec-1。
6.2.6溶剂
推荐使用酒精或异丙醇清洁测试样片表面。
6.2.7净化气体
用纯度达99.999%体积分数的氦气。
6.2.8校正气体
如果校正器有接近1ml的体积，推荐使用占相关气体体积1%的氦气，相关气体可以为氮气、氧气、氩气和六氟化硫气体。
6.3测试样片的准备
按照5.3准备样片，去除多余的密封胶残留、标签和其它附属物，以免影响气体交换。
样片表面必须用溶剂清洁，密封胶不能与溶剂接触。
6.4试验程序
6.4.1仪器的连接
按照气体管路图（图3）连接仪器。
6.4.2样片的安装
测试样片安装时，要使样片边部能完全被清洁。
要用合适的密封胶，比如丁基橡胶，将两个净化气进出口密封，以使气流在进出口处停止。
a）全密封容器。
底部和金属片的接触面要用高真空润滑油润滑。
将一片没有缺陷的金属片放在测试样片的密封面上，再将垫子放在金属片中间，以使盖子盖上后，在全密封容器密封期间，金属片是平的，并且降低剩余体积。
b）环形容器。
样片和框架之间的空隙用盖子盖住，并用罩子压紧，至少重叠15mm。
6.4.3温度
通过控制室温或将带样片的容器放在水浴槽中，使气体泄漏的测量温度为20℃±1℃。
环形容器必须放在水浴中，并且完全覆盖。
6.4.4校正
保持时间、分离行为和气相色谱的灵敏度每天都必须调整，以获得可靠的定性和定量结果。
使用一个固定体积的校正器，如1ml，将校正气体直接引入分析系统中。
积分球探测器中信号的评价要求有足够的对波峰的分辨能力，因此必须调整参数，以满足该要求。
气体如氮气、氧气、氩气和SF6等在校正气体中所占的体积比例与其在被测气体中所占比例要相同，以使校正过程中参数能被控制。
6.4.5测量气体泄漏
对定量分析气体样品，热导探测仪的灵敏度通常是足够的，直接用该法时，须应用下面的步骤对气体进行浓集。
—通过保持一定时间在容器中浓集：
终止净化并关闭容器。
—通过冷却在冷却器中浓集：
在液氮温度下用合适的吸附剂吸附气体样品或净化气体。
测量包括6个步骤：
第1步：
用净化气体净化测试样片和容器之间的容积（图4）
图4净化。
阀门位置（a）（见图3）
第2步：
用校正气体校正探测系统：
通过校正器（图5）取一定量的气体，比如1ml，通过冷却使其富集（图6），释放后，分离，分析（图7）。
控制分辨力和峰形，确定每种气体的校正因子。
图5往校正器中充校正气体。
阀门位置（b）（见图3）
图6冷却使校正气体浓集
阀门位置（c）（见图3）
图7释放被吸附的气体，分离，探测
阀门位置（d）（见图3）
第3步：
通过冷却、富集、释放、分离、探测净化气中的杂质气体，检查净化气体和管路系统（图8）。
图8冷却使杂质气体浓集
阀门位置（e）（见图3）
第4步：
保持一定时间使气体样品浓集（图9），用净化气体净化气体样品，通过冷却使其浓集（图10），接下来再净化一次（图4）。
图9保持一定时间使气体样品浓集
阀门位置（f）（见图3）
图10冷却使气体样品浓集
阀门位置（g）（见图3）
第5步：
加热冷却器，使气体样品释放出来，并分离探测它（见图7），通过第2和第3步对气体泄漏作定量评价。
第6步：
重复第4和第5步，直到取得足够恒定的常数值，此外，每天重复第2和第3步。
若最后4次测量的标准偏差小于0.25μg/h，并且最后一次测量值高于紧接其前的一次测量值，则认为取得了足够恒定的测量值，对于诸如N2、O2、Ar和CO2等天然气体，最后4次测量的间隔时间至少为1天（见附录C）。
测量气体泄漏的条件：
—净化时间：
5h到3天；
—保持时间：
达20h；
—冷却时间：
30min；
—净化气流：
自由净化时约50ml/min，冷却富集时约100ml/min。
6.4.6空白试验
系统的密封性要时常通过空白试验进行控制。
将一片尺寸同测试样片几乎相同的玻璃片安装在容器中，按照6.5.5描述进行测量。
6.4.7结果输出
气体泄漏量mi，用μg/h表示，必须利用被测量的体积计算，体积用μl/h表示，与温度和压力有关。
7精度
在涉及4个实验室的一个交互实验中，同一个产品有4-8个单元按照4.4条进行气候暴露，之后根据5.4.3和6条测定气体泄漏量。
所有单个值的标准偏差为20%。
8充气中空玻璃单元型式试验报告：
气体泄漏速率，根据prEN……-3
试验室：
日期：
………………………
名称：
………………………试验报告编号：
………………………
地址：
………………………
………………………
………………………
………………………
公司：
生产单位：
名称：
………………………名称：
………………………
地址：
………………………地址：
………………………
………………………………………………
………………………………………………
………………………………………………
类型描述：
中空玻璃单元类型：
合同名称：
………………………
类型描述，文件编号：
………………………
生产日期：
………………………
温度T（K）：
………………………
大气压p（hPa）：
………………………
公称气体浓度ci,0：
………………………
透湿性初始型式试验结果：
根据prEN……-2的透湿指数：
见试验报告第…………号，日期………………
气体泄漏速率的初始型式试验结果：
气体泄漏量：
样片编号
内部体积
（mm3）
气体类型
气体浓度
（μg/h）
气体泄漏量mi
（%）
是否经历气候暴露（划掉不适用的）
1
是/否
2
是/否
3
是/否
4
是/否
5
是/否
6
是/否
评价：
试验方法（划掉不适用的）：
a）根据第6条：
全密封容器/环状容器
b）附录中描述的其它方法
气候暴露后气体泄漏速率：
样片编号
气体泄漏速率Li
（10-3.a-1）
Li限值＜10×10-3.a-1
气体泄漏速率试验结论（划掉不适用的）：
该型式单元可接收/不可接收
附录A（规范）
其他气体的测定要求
A.1气体的稳定性及与中空玻璃成分的互相反应
若不能够证明气体的稳定性对所要求的应用是足够的，则必须对其稳定性进行研究评估。
同样的，气体与中空玻璃成分的反应也必须进行研究评估。
例如：
氪气。
氪气的化学反应在某些方面类似于氩气，没有必要进行特殊的研究。
A.2关于空气进口的耐久性
要求：
Lair＜10×10-3.a-1或（4）
LAr＜10×10-3.a-1（5）
例如：
氪气：
见上面
A.3对隔热和隔声的影响
对大多数中空玻璃单元，U-值和对声音衰减起作用的单片数目取决于气体浓度，都是可以计算或测量的。
最大的气体泄漏速率和允许偏离标称浓度的负偏差（见本标准第6部分，工厂生产控制）可以通过标称气体浓度和25年后气体浓度的U-值相差来确定，两者相差最多0.1W/（m2.K）。
计算25年后气体浓度须作以下假设，假设刚刚生产的中空玻璃有允许偏离标称浓度的最大负偏差，并假设25年中允许的最大气体泄漏速率保持不变。
声音衰减用类似的方法考虑。
例如：
氪气。
氪气对声音衰减的影响与其对隔热的影响比较是很小的，因此必须考虑后者。
附录B（资料）
关于隔热和隔声的人为老化和自然老化之间的关系
确定安装在建筑物窗户上10年的中空玻璃气体泄漏速率。
测量值比同样结构单元经过DIN52293老化后测量的值要小10倍。
人工老化与本标准4.4条描述的老化在关于气体泄漏速率上没有明显的差异。
根据这个经验，可以假设，某种类型的中空玻璃，按照本标准经过人工老化后气体泄漏速率＜10×10-3.a-1，若安装在建筑上超过25年，相对气体损失＜5%。
对于本估计，为了安全起见，可以假设建筑物上气体泄漏速率每10年增加1倍。
对于一个典型单元，氩气标称浓度值cAr,0=90%，真正的浓度可能为85%（见4.6），则25年后气体浓度高于80%，假如充填100%的氩气可以使U-值提高0.4W/（m2.K），从cAr,0=90%计算的衰减结果为
＜0.04W/（m2.K）
为便于正式评估，U-值（德国）修约至
0.1W/（m2.K）
声音衰减可以采取类似的措施，可以预见符合本标准要求的中空玻璃单元不会有明显的变化（Rw修约至接近1db，可重复性更差）。
附录C（资料）
气体泄漏速率测量中确定常数的例子
图11或接受系列4到7，或接受系列5到8
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