Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8260:2009 về Kính xây dựng - Kính hộp gắn kín cách nhiệt

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các sản phẩm kính hộp gắn kín cách nhiệt sử dụng trong lĩnh vực xây dựng.

Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 7737 : 2007, Kính xây dựng – Phương pháp xác định độ xuyên quang, độ phản quang, tổng năng lượng bức xạ nhiệt mặt trời truyền qua và độ xuyên bức xạ tử ngoại;

JIS R 3106 : 1998, Testing method on transmittance, reflectance and emittance of flat glasses and evaluation of solar heat gain coefficient (Phương pháp xác định độ xuyên quang, độ phản xạ, độ bức xạ của kính tấm và đánh giá hệ số khuếch đại nhiệt mặt trời);

JIS R 3107 : 1998, Evaluation on thermal resistance of flat glasses and thermal transmittance of glazing (Đánh giá hệ số cách nhiệt và hệ số truyền nhiệt của kính tấm).

Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau:

Kính hộp gắn kín cách nhiệt (sealed insulating glass)

Những sản phẩm kính được sản xuất bằng cách gắn kín, song song hai hay nhiều tấm kính với nhau tạo thành khoảng trống kín giữa các tấm kính. Khoảng trống này chứa không khí khô (hoặc các loại chất khí khác) có áp suất tương đương với áp suất không khí.

Điểm sương (dew point)

Nhiệt độ tại đó hơi nước bắt đầu ngưng tụ thành sương trên mặt bên trong của kính hộp.

Độ truyền nhiệt toàn phần (overall heat transfer), U

Khả năng truyền nhiệt từ mặt này tới mặt kia của kính hộp khi kính hộp được đặt trong môi trường chênh lệch nhiệt độ [W/K.m²].

Độ cách nhiệt toàn phần (overall heat transfer resistance), 1/U

Giá trị nghịch đảo của độ truyền nhiệt toàn phần [K.m²/W].

Hệ số ngăn chặn nhiệt mặt trời (solar heat removal coefficient), 1-g

Khả năng ngăn chặn nhiệt mặt trời truyền qua kính hộp.

Độ kín (sealling), K

Mức độ ngăn chặn sự thẩm thấu của độ ẩm không khí bên ngoài qua phần vật liệu gắn kết các tấm kính vào khoảng trống của sản phẩm kính hộp.

Yêu cầu kỹ thuật

Chất lượng kính được sử dụng để sản xuất kính hộp gắn kín cách nhiệt

Kính được sử dụng để chế tạo kính hộp phải phù hợp với yêu cầu sử dụng và phải đảm bảo chất lượng theo các tiêu chuẩn hiện hành.

VÍ DỤ: Khi sử dụng kính dán an toàn thì loại kính dán sử dụng phải đạt TCVN 7364-1÷6 : 2004.

Khuyết tật ngoại quan

Kính hộp gắn kín cách nhiệt khi thử theo 6.1 không được phép có vết bẩn, vết ố khác màu, nhựa dán…ở trên bề mặt của sản phẩm.

Kích thước và sai lệch kích thước cho phép

Chiều dài cạnh

Chiều dài cạnh và mức sai lệch cho phép của kính hộp gắn kín cách nhiệt được quy định trong Bảng 1.

Bảng 1 – Chiều dài danh nghĩa của cạnh và mức sai lệch cho phép

Đơn vị tính bằng milimét

Chiều dày

Chiều dày của kính hộp cách nhiệt gắn kín là tổng chiều dài của các tấm kính thành phần và lớp chất khí nằm giữa các tấm kính.

Chiều dày của kính hộp cách nhiệt gắn kín và sai lệch cho phép được quy định trong Bảng 2.

Bảng 2 – Chiều dày danh nghĩa và mức sai lệch cho phép

Đơn vị tính bằng milimét

Điểm sương

Điểm sương của kính hộp cách nhiệt gắn kín được xác định theo 6.3 không được cao hơn – 35 ^oC.

Độ kín

Yêu cầu kỹ thuật về độ kín của các loại kính hộp gắn kín cách nhiệt được chỉ ra ở Bảng 3.

Bảng 3 – Quy định về loại và độ kín của kính hộp

Độ cách nhiệt toàn phần, hệ số ngăn chặn nhiệt mặt trời

Các chỉ tiêu về độ cách nhiệt toàn phần, hệ số ngăn chặn nhiệt mặt trời cho từng loại sản phẩm kính hộp được quy định trong Bảng 4.

Bảng 4 – Loại và các chỉ tiêu tương ứng về độ cách nhiệt toàn phần, hệ số ngăn chặn nhiệt mặt trời cho từng loại sản phẩm kính hộp

Phương pháp thử

Kiểm tra khuyết tật ngoại quan

Mẫu thử

Mẫu thử chính là sản phẩm kính hộp.

Cách tiến hành

Quan sát toàn bộ bề mặt sản phẩm kính hộp ở khoảng cách 1 m với nguồn sáng ở gần kính đặt ở phía đối diện với người kiểm tra.

Đánh giá kết quả thử nghiệm

Không được có vết bẩn hoặc vết ố khác màu, dính nhựa… ở trên bề mặt của sản phẩm kính hộp.

Kiểm tra kích thước

Mẫu thử

Mẫu thử chính là sản phẩm kính hộp.

Đo chiều dài, rộng

Dùng thước cuộn bằng kim loại có chiều dài nhỏ nhất là 1 m có độ chia tới 1 mm, đo chiều dài và chiều rộng của tấm kính tại các vị trí dọc theo một đường thẳng song song với cạnh của tấm kính cách đều mép của tấm kính một khoảng không lớn hơn 15 mm.

Kết quả là giá trị trung bình cộng của ít nhất ba lần đo, làm tròn số tới số thứ nhất sau dấu phẩy.

Đo chiều dày

Dùng thước đo chiều dày có độ chính xác tới 0,01 mm, các loại dụng cụ khác có độ chính xác tương đương hoặc cao hơn để đo chiều dày của kính hộp. Tiến hành đo quanh điểm giữa cạnh của sản phẩm, cách mép kính hộp khoảng 10 mm.

Kết quả là giá trị trung bình cộng của ít nhất ba lần đo, làm tròn số tới số thứ hai sau dấu phẩy.

Đo điểm sương

Mẫu thử

Mẫu thử là sản phẩm kính hộp được chế tạo theo công nghệ sản xuất kính hộp thành phẩm có kính thước như sau: (350 x 500 x d) mm, trong đó: d là chiều dày của sản phẩm định thử.

Số lượng mẫu cho một lần thử là sáu mẫu.

Thiết bị, dụng cụ

Bình hình hộp được làm từ đồng tấm có hình dạng và kích thước như trong Hình 1.

Nhiệt kế đo được nhiệt độ từ + 30 ^oC đến – 70 ^oC, có vạch chia độ đến 1 ^oC hoặc thiết bị có thể đo được nhiệt độ tương đương.

Tấm đồng A có kích thước (50 x 6 x 3) mm với bề mặt được làm nhẵn và đánh bóng để đảm bảo toàn bộ bề mặt mẫu thử tiếp xúc với bề mặt của tấm đồng khi tiến hành thử nghiệm. Tấm đồng được hàn ở vị trí trung tâm một mặt của bình thử như trong Hình 1.

CHÚ DẪN:

Chiều dài hộp a ~ 100 mm                     Chiều dày hộp t = 3 mm

Chiều rộng hộp b ~ 50 mm                    Chiều dày tấm đồng A là t’ = 3 mm

Chiều cao hộp h ~ 150 mm                    Kích thước tấm đồng A ~ 50 x 60 mm

Hình 1 – Mô tả thiết bị đo điểm sương

Cách tiến hành

a) Mẫu thử (5.3.1) được tiến hành thử nghiệm sau khi để ổn định tại nhiệt độ phòng thử nghiệm thời gian không ít hơn 24 h.

b) Lau sạch bề mặt mẫu bằng vải mỏng, mềm, sạch.

c) Đổ vào bình dung môi hữu cơ sao cho mức dung môi ngập tấm đồng A.

CHÚ THÍCH: Dung môi hữu cơ được lựa chọn là các chất lỏng có nhiệt độ đóng rắn thấp hơn âm 35 ^oC như axeton, etyl alcolhol…). Các chất lỏng này không có tác động gây hư hại cho kính hộp.

d) Làm ướt mặt A bằng dung môi hữu cơ (dung môi đã được lựa chọn để cho vào bình thử) dán mẫu kính vào mặt ngoài của tấm đồng A. Thả vào bình thử những miếng băng khô để làm lạnh từ từ dung môi tới khi nhiệt độ trong bình đạt nhiệt độ mà ta mong muốn thử nghiệm. Thời gian giữ mẫu ở nhiệt độ thử nghiệm phụ thuộc vào chiều dày của mẫu thử và được quy định ở Bảng 5.

Bảng 5 – Thời gian quy định tiến hành thử

e) Lấy mẫu ra khỏi vị trí dán mẫu, lau sạch bề mặt mẫu, quan sát phía bên trong mẫu xem tình trạng đọng sương của mẫu bằng đèn tụ sáng. Thời gian lấy mẫu ra và quan sát tiến hành trong 30 s.

f) Đánh giá kết quả thử nghiệm

Tại nhiệt độ thử nghiệm nếu mặt trong của tấm kính tiếp xúc với bề mặt tấm đồng A không xuất hiện sương là đạt yêu cầu.

Phương pháp gia tốc thử độ kín

Mẫu thử

Mẫu thử là mẫu kính hộp sau khi đã được sản xuất từ hai tuần trở lên.

Mẫu thử là mẫu kính hộp đã tiến hành xác định điểm sương theo 5.3 và đạt yêu cầu của 4.4.

Số lượng mẫu thử là sáu mẫu.

Cách tiến hành

a) Phương pháp thử đối với loại I (theo quy định trong Bảng 3).

Tiến hành thử theo 5.4.3 với thời gian là 7 ngày, tiếp đó thử theo 5.4.4 với thời gian là 12 chu kỳ và cuối cùng là thử điểm sương theo 5.3.

b) Phương pháp thử đối với loại II (theo quy định trong Bảng 3)

Mẫu thử ở mục a) tiếp tục được thử theo 5.4.3 với thời gian là 7 ngày, tiếp đó thử theo 5.4.4 với thời gian là 12 chu kỳ và cuối cùng là thử điểm sương theo 5.3.

c) Phương pháp thử đối với loại III (theo quy định trong Bảng 3).

Mẫu thử ở mục b) tiếp tục được thử theo 5.4.3 với thời gian là 28 ngày, tiếp đó thử theo 5.4.4 với thời gian là 48 chu kỳ và cuối cùng thử điểm sương theo 5.3.

Thử độ kín theo tác động của độ ẩm và ánh sáng

Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị thử được chỉ ra ở Hình 2 với các điều kiện như sau:

a) Nhiệt độ ổn định: (55 ± 3) ^oC.

b) Độ ẩm ổn định: 95 %.

d) Đèn chiếu sáng tia cực tím ultraviolet FL 40 BL.

CHÚ THÍCH:

FL là đèn ống thẳng

40 hay 40s là công suất của đèn 40 W.

S là độ dày của bóng đèn.

BL là độ phát xạ chính của đèn gần vùng cực tím (ánh sáng có bước sóng từ 315 nm đến 400 nm)

Đơn vị tính bằng milimét

Hình 2 – Cách bố trí đèn chiếu sáng thử độ kín theo tác động của độ ẩm và ánh sáng

CHÚ THÍCH:

- Ghi lại chính xác nhiệt độ và độ ẩm khi tiến hành thử nghiệm.

- Tiến hành thay đèn của thiết bị thử nghiệm sau khi đã tiến hành thử nghiệm khoảng 5 150 h.

Cách tiến hành

Mẫu thử chuẩn bị theo 5.4.1 được lắp đặt vào thiết bị và tiến hành thử nghiệm theo yêu cầu của 5.4.2.

Thử độ kín theo tác động của chu kỳ nhiệt

Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị thử là một bình kín hay tủ khí hậu.

Cách tiến hành

Đưa mẫu đã được chuẩn bị theo 5.4.1 vào bình thử nghiệm hay tủ khí hậu, hạ nhiệt độ từ nhiệt độ phòng xuống ( - 20 ± 3 ) ^oC trong thời gian 1 h và lưu lại đó 1 h. Sau đó trong vòng 2 h nâng lại nhiệt độ tới (50 ± 3) ^oC và lưu nhiệt độ này ở 1 h. Trong vòng 1 h hạ nhiệt độ tới nhiệt độ phòng 23 ^oC. Quá trình này là một chu kỳ thử có thời gian là 6 h. Quá trình thử được lặp lại cho tới khi đủ số chu kỳ yêu cầu.

Đánh giá kết quả thử nghiệm

Sau khi tiến hành thử nghiệm theo 5.4.2 nếu cả sáu mẫu có điểm sương không lớn hơn âm 30 ^oC thì mẫu thử đạt yêu cầu đặt ra của 4.5.

Hình 3 – Mô tả chu kỳ nhiệt

Xác định độ cách nhiệt toàn phần

Độ cách nhiệt toàn phần của kính hộp cách nhiệt, 1/U

Độ cách nhiệt toàn phần của kính hộp cách nhiệt gắn kín (1/U), tính bằng [K.m²/W], không bao gồm phần kín quy định theo Bảng 4 được tính theo công thức (1) kết quả được làm tròn số đến số thứ hai sau dấu phẩy.

= R_e + R + R_i            (1)

trong đó:

R là độ cách nhiệt của lớp không khí;

R_e là độ cách nhiệt của tấm kính phía ngoài (được hiểu là cabin hay phòng);

R_i là độ cách nhiệt tấm kính phía trong.

CHÚ THÍCH: Phần kín được coi là phần biên của kính hộp nơi khoảng rỗng thực ra là không tồn tại, đó là phần khung được gắn với kính thành phần bằng keo dán.

Xác định độ cách nhiệt cả lớp không khí, R

Xác định độ cách nhiệt của lớp không khí, R, tính bằng  [K.m²/W], theo công thức có liên quan tới chiều dày của kính hộp và độ bức xạ nhiệt của kính thành phần.

a) Trường hợp khoảng trống của kính hộp có chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 12 mm thì R được tính như sau:

      (2)

trong đó

s là chiều dày của lớp chất khí trong kính hộp, tính bằng milimét (mm) (s là chiều dày của kính hộp đo theo 5.2.3 trừ đi chiều dày danh nghĩa của tấm kính thành phần);

ε₁; ε₂ là hệ số bức xạ của tấm kính thứ nhất và thứ hai tới lớp chất khí nằm giữa kính;

d là tổng chiều dày danh nghĩa của tấm kính thành phần, tính bằng milimét (mm).

CHÚ THÍCH:

* Hiệu chỉnh hệ số bức xạ ε_­1, ε₂ của bề mặt kính tới lớp chất khí được tính theo 5.2 của JIS R 3107 : 1998, đo bức xạ vuông góc với bề mặt kính tấm theo Điều 7 của JIS R 3106 : 1998;

* Đối với kính nổi, kính cán vân hoa, kính kéo, kính màu hấp thụ nhiệt thì ε₁ = ε₂ = 0,837 và ε_s = 0,72.

* Đối với kính hộp có hai lớp chất khí thì R [K.m²/W] được tính theo công thức sau:

              (3)

trong đó:

và         

trong đó:

s_e, s_i là chiều dày của các lớp chất khí của kính hộp, tính bằng milimét, được đo theo 5.6.2 trừ đi tổng chiều dày danh nghĩa của lớp kính thành phần rồi chia thành s_e, s_i theo tỷ lệ tương ứng với chiều dày danh nghĩa của các lớp khí);

ε_e1, ε_e2, ε_i1; ε_i2 là hệ số bức xạ của kính tấm tới các lớp chất khí của kính hộp (tính tương tự như trong trường hợp có 1 lớp chất khí).

b) Trường hợp khoảng trống của kính hộp có chiều dày danh nghĩa lớn hơn hoặc bằng 12 mm với kính hộp có một lớp chất khí thì công thức tính R (công thức 2) phải thay số hạng đầu tiên với độ dẫn nhiệt được tính theo 4.3 và 5.3 của JIS R 3107 : 1998 như sau:

* Độ truyền nhiệt U_g, tính bằng [W/m².K], của lớp chất khí khi có chiều dày s được tính bằng công thức:

                 (4)

trong đó:

s là chiều dày của lớp chất khí trong kính hộp, tính bằng mét (m);

là độ dẫn nhiệt của lớp chất khí chứa trong kính hộp, tính bằng [W/m².K];

D_l là hệ số đối lưu của chất khí trong kính hộp;

Nếu N_u ≤ 1 thì D_l = 1;

Nếu N_u > 1 thì D_l = N_u;

* Tính chuẩn số Nusselt: N_u

N_u = A. (G_r. P_r)ⁿ                         (5)

trong đó:

Nếu N_u ≤ 1 thì tính toán có thể bỏ qua;

A, n là giá trị của góc nghiêng và hướng của nhiệt truyền tới khoảng không chứa chất khí.

* Trong trường hợp khoảng chứa chất khí thẳng đứng và hướng của nhiệt truyền tới theo phương nằm ngang thì A = 0,033; n = 0,38

* Trong trường hợp khoảng chứa chất khí nằm ngang và hướng của nhiệt truyền tới theo phương thẳng đứng từ dưới lên thì A = 0,16; n = 0,28.

* Trong trường hợp khoảng chứa chất khí nằm xiên một góc 45 ^o (so với phương truyền nhiệt tới) và hướng của nhiệt truyền tới từ dưới lên thì A = 0,10; n = 0,31.

Đặc biệt lượng nhiệt truyền tới khoảng trống chứa chất khí có hướng đi từ trên xuống dưới thì thay N_u = 1.

G_r là chuẩn số Grashoff được tính toán như sau:

G_r =                              (6)

P_r là chuẩn số Prandtl được tính như sau:

P_r =                                              (7)

trong hai công thức trên (6) và (7) thì:

ΔT là chênh lệch nhiệt độ hai bề mặt của khoảng không chứa chất khí;

Ρ là tỷ trọng của chất khí, tính bằng kg/m³;

µ là độ nhớt động học của chất khí, tính bằng [N.s/m² = kg/(m.s)];

C là nhiệt dung riêng của chất khí, tính bằng [J/kg.K];

T’_m là nhiệt độ trung bình của khoảng trống chứa chất khí (K).

Những giá trị của các thông số này được chỉ ra ở Bảng 6.

Bảng 6 – Thông số của các chất khí để tính toán

Xác định R_e và R_i

R_e và R_i được tính bằng công thức sau:

R_e =          (8)

R_i =            (9)

trong đó: ε₁ và ε₂ là hệ số phát xạ của tấm kính phía ngoài và tấm kính phía trong (phòng hoặc cabin) tới lớp không khí nằm giữa kính hộp.

Thay giá trị R từ công thức (2) với R_e và R_i từ công thức (8) và (9) vào công thức (1) ta xác định được giá trị hệ số cách nhiệt toàn phần của kính hộp.

Xác định hệ số ngăn chặn nhiệt mặt trời của kính hộp

Hệ số ngăn chặn nhiệt mặt trời của kính hộp được tính theo công thức sau

E = 1- g                                                                        (10)

trong đó: g là tổng năng lượng mặt trời truyền qua kính được xác định theo 4.4.3 của TCVN 7737 : 2007.

Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải có đầy đủ các thông tin như sau:

- Tên và loại mẫu;

- Tên cơ quan gửi mẫu;

- Các chỉ tiêu đã tiến hành thử nghiệm và kết quả thử nghiệm bao gồm những chỉ tiêu như sau: khuyết tật ngoại quan, kích thước và sai lệch kích thước, điểm sương, độ cách nhiệt toàn phần, hệ số ngăn chặn nhiệt mặt trời, độ kín của lớp gắn;

- Ngày và người tiến hành thử nghiệm;

- Viện dẫn tiêu chuẩn này.

Ghi nhãn, bao gói, bảo quản và vận chuyển

Ghi nhãn

Trên mỗi kiện kính hộp được ghi nhãn với nội dung như sau:

- Tên cơ sở sản xuất;

- Tên và loại sản phẩm;

- Kích thước và số lượng sản phẩm trên một đơn vị bao gói:

- Ngày, tháng, năm sản xuất.

Bao gói

Kính hộp cách nhiệt gắn kín được đóng gói trong các kiện chuyên dùng theo từng loại có cùng kích thước, có cùng vật liệu mềm đệm lót, trên các kiện kính phải có dấu hiệu cẩn thận đề phòng dễ vỡ.

Bảo quản

Kính hộp cách nhiệt gắn kín được bảo quản nơi khô ráo có mái che.

Vận chuyển

Kính hộp cách nhiệt gắn kín đã được đóng kiện được vận chuyển bằng những phương tiện vận chuyển chuyên dụng sắp xếp chặt chẽ và có gông đảm bảo an toàn trong suốt quá trình vận chuyển