國(guó)家建材機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心楊昊   劉曉丹

摘要：造成中空玻璃起霧結(jié)露的原因很多，其中干燥劑是最核心的一環(huán)。本文從輔材質(zhì)量、生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)施工三方面全面探討了中空玻璃起霧結(jié)露的原因，以及干燥劑的關(guān)鍵指標(biāo)對(duì)中空玻璃起霧結(jié)露的影響作了分析，并指出在正確的操作工藝、合理的設(shè)計(jì)、合格的輔材選擇條件下，可避免中空玻璃出現(xiàn)起霧結(jié)露的質(zhì)量問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，建筑節(jié)能的要求越來(lái)越嚴(yán)格，而中空玻璃作為門(mén)窗節(jié)能玻璃的首選，其質(zhì)量和壽命關(guān)乎建筑節(jié)能的效果和資源總消耗量，成為公眾日益關(guān)心的問(wèn)題。我國(guó)每年有近5億平方米中空玻璃應(yīng)用到建筑上，而中空玻璃質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)最多的就是起霧結(jié)露。由于中空玻璃起霧結(jié)露后致使腔內(nèi)水氣的反復(fù)冷凝與蒸發(fā)，不只阻礙視線，還會(huì)加速散熱，使其喪失保溫節(jié)能的效果，形成能源浪費(fèi)。隨著中空玻璃的廣泛應(yīng)用，全國(guó)每年就要花掉上百億元資金來(lái)更換中空玻璃，這種巨大的資源和能源浪費(fèi)將嚴(yán)重拖累碳達(dá)峰、碳中和的進(jìn)程。所以，為了避免更大的浪費(fèi)，順應(yīng)國(guó)家新發(fā)展理念，有必要深入分析一下中空玻璃起霧結(jié)露的原因。

輔材質(zhì)量對(duì)中空玻璃起霧結(jié)露的影響

中空玻璃露點(diǎn)是指中空玻璃間隔層中空氣濕度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所需溫度。水氣含量越高，玻璃露點(diǎn)溫度也就越高。當(dāng)玻璃內(nèi)表面溫度低于間隔層內(nèi)空氣露點(diǎn)時(shí)，空氣中的水氣就會(huì)在玻璃內(nèi)表面結(jié)露。

簡(jiǎn)而言之，結(jié)露的條件是：空氣溫度高于結(jié)露玻璃表面的溫度，并且結(jié)露玻璃表面的溫度低于露點(diǎn)，三者結(jié)合為一點(diǎn)。究其原因無(wú)外乎是：輔材質(zhì)量、生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)施工等方面，下面就對(duì)這些方面進(jìn)行分析：

1.密封膠對(duì)中空玻璃起霧結(jié)露的影響

密封膠主要作用是阻止外界空氣中的水氣向中空玻璃腔內(nèi)滲透。也就是密封膠的水氣滲透越小，每年滲透進(jìn)內(nèi)腔的水氣越少，干燥劑才能更好地發(fā)揮吸附價(jià)值，延遲玻璃的起霧結(jié)露時(shí)間。性能再好的干燥劑，如果密封膠的質(zhì)量不行，干燥劑吸附飽和后，中空玻璃也會(huì)很快結(jié)露失效。同理，再好的密封膠，也不能完全阻止水氣滲透，如果不使用3A分子篩或者使用質(zhì)量較差的干燥劑，中空玻璃會(huì)很快出現(xiàn)起霧結(jié)露。

2.間隔條對(duì)中空玻璃起霧結(jié)露的影響

間隔條是起著承載干燥劑和配合密封的作用。間隔條的氣孔透氣性會(huì)影響干燥劑的工作能力，如氣孔不透，將使其中干燥劑無(wú)法正常發(fā)揮吸水作用。同時(shí)，間隔條背部高頻焊接要保證焊縫緊密、無(wú)缺口，不然會(huì)加大水氣滲透風(fēng)險(xiǎn)。再次，間隔條應(yīng)平直，側(cè)邊弓形及波形彎曲度不大于0.2%，扭曲不大于0.5mm，不變形、角部保證側(cè)面平整，才能保障丁基膠密封寬度和密封效果。

3．干燥劑對(duì)中空玻璃起霧結(jié)露的影響

干燥劑是最核心的一環(huán)，直接作用就是吸收中空玻璃內(nèi)腔中的水氣,使之初始露點(diǎn)達(dá)到要求，隨后剩余吸附量不斷地吸附每年滲透進(jìn)內(nèi)腔中的水氣，它使空氣保持干燥，保證中空玻璃在服役期間持續(xù)保持合格的露點(diǎn)。

目前中空玻璃用干燥劑執(zhí)行兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《3A分子篩》（GB/T10504-2017）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《中空玻璃用干燥劑》（JC/T2072-2011）。按照標(biāo)準(zhǔn)，將干燥劑分為了A類(lèi)和B類(lèi)。A類(lèi)干燥劑：3A分子篩，有很好的深度有效吸水能力,通俗來(lái)講就是低濕度環(huán)境下3A分子篩對(duì)于水氣的吸附能力。B類(lèi)干燥劑：以凹凸棒粘土為主體材料，但大部分B類(lèi)干燥劑都摻雜了氯化鈣成分，以達(dá)到提升吸水能力的目的。氯化鈣吸水后會(huì)潮解、遷移，后會(huì)對(duì)中空玻璃金屬間隔條、丁基膠等產(chǎn)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕。鋁間隔條被腐蝕后會(huì)背部開(kāi)焊，會(huì)加速水氣滲透；氯化鈣穿過(guò)鋁間隔條氣孔，擴(kuò)散到密封膠的表面上或玻璃表面上，會(huì)加速密封膠和Low-E膜的老化與氧化。多省地方標(biāo)準(zhǔn)和限制禁止文件中明令禁止使用這類(lèi)氯化鈣產(chǎn)品。

干燥劑在中空玻璃不同階段的有效吸附是變化的，中空玻璃從制作到失效期間，按內(nèi)腔的濕度和露點(diǎn)變化可分為三個(gè)階段：

第一階段(生產(chǎn)期)，干燥劑會(huì)消耗不到1%的吸附容量。合片時(shí)中空玻璃內(nèi)腔空氣濕度與生產(chǎn)環(huán)境空氣濕度近似，一般在40%至70%RH之間，此時(shí)空氣的露點(diǎn)溫度較高。合片封膠后，干燥劑開(kāi)始對(duì)內(nèi)腔中的空氣進(jìn)行有效干燥，中空玻璃的露點(diǎn)開(kāi)始迅速降低，這個(gè)階段一股持續(xù)24小時(shí)到48小時(shí)。

第二階段(壽命期)，消耗99%的吸附容量。干燥劑持續(xù)吸附通過(guò)密封膠滲透到內(nèi)腔的水分，內(nèi)腔的濕度保持在0.5%RH左右，露點(diǎn)保持在-40~至60℃左右，一般在中空玻璃輔材質(zhì)量、中空玻璃生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等因素的影響，一般在15年到30年之間。

第三階段(失效期)，干燥劑不再吸附水分。干燥劑吸附達(dá)到飽和，不再吸收滲透到內(nèi)腔的水分，中空玻璃內(nèi)腔空氣層的濕度和露點(diǎn)迅速上升，中空玻璃就很容易起霧、結(jié)露。

表1不同露點(diǎn)下空氣中的飽和含水量

由表1可以得知，中空玻璃內(nèi)腔空氣層的露點(diǎn)為0℃時(shí)，空氣中含水量約為4.84g/m3,如果3A分子篩發(fā)揮作用，使露點(diǎn)控制為-40℃時(shí),那對(duì)應(yīng)空氣含水量約為0.117g/m3,下降97.6%;露點(diǎn)為-60℃,進(jìn)一步下降90.6%。

例如1㎡的6+9A+6中空玻璃（1m×1m），按照表2干燥劑填充量設(shè)定為100g，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10504-2017的靜態(tài)水吸附量16%計(jì)算，則3A分子篩的飽和吸附容量為:

16%×100g=16g

1㎡的6+9A+6中空玻璃內(nèi)腔體積為0.009m3，假設(shè)環(huán)境溫度25℃，相對(duì)濕度50%RH條件下，在中空玻璃合片后，內(nèi)腔中水分含量為:

0.009m3×23g/m3×50%=0.1035g

由此可見(jiàn)，僅需要消耗3A分子篩0.65%的吸附量即可完全吸收中空玻璃內(nèi)腔空氣層的水分，保證中空玻璃的充分干燥。再假設(shè)一下，如果1㎡中空玻璃假設(shè)密封膠的水分滲透率控制在每年0.27g/㎡·y，（16g-0.1035g）÷0.27g/㎡·y=58年，那么其他條件完善的情況下，使用3A分子篩可保證中空玻璃50年以上的使用壽命。

生產(chǎn)工藝對(duì)中空玻璃起霧結(jié)露的影響

中空玻璃的生產(chǎn)工藝是由清洗玻璃、制框、填充干燥劑、涂丁基密封膠、合片、涂第二道密封膠等環(huán)節(jié)組成。每一環(huán)節(jié)都會(huì)影響中空玻璃的質(zhì)量。

生產(chǎn)環(huán)境溫濕度控制不嚴(yán)格；玻璃原片清洗不徹底，表面粘上汗?jié)n、水漬及殘存水珠，導(dǎo)致玻璃原片不干燥；制框時(shí)折彎設(shè)備造成間隔條背部開(kāi)裂，增加水氣滲透等，都會(huì)引發(fā)中空玻璃起霧結(jié)露。

填充干燥劑與合片之間的間隔時(shí)間太長(zhǎng)；干燥劑包裝物破損；干燥劑填充量不足，如未按照J(rèn)C/T2071-2011《中空玻璃生產(chǎn)規(guī)程》規(guī)定的填充要求來(lái)執(zhí)行，也會(huì)引起中空玻璃起霧結(jié)露。

表2干燥劑填充量

丁基密封膠涂布要保證連續(xù)、均勻。涂布前應(yīng)檢查玻璃鋼化平整度與間隔框制作質(zhì)量。鋼化玻璃翹邊、間隔框接頭處毛刺、折彎鋁條角部外凸等因素都會(huì)引發(fā)丁基密封膠斷膠、露白，會(huì)增加水氣滲透，導(dǎo)致中空玻璃起霧結(jié)露。

設(shè)計(jì)施工對(duì)中空玻璃起霧結(jié)露的影響

很多設(shè)計(jì)和施工方面的不規(guī)范，也會(huì)對(duì)中空玻璃起霧結(jié)露產(chǎn)生影響，例如門(mén)窗鋁型材未設(shè)計(jì)排水口；安裝時(shí)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力或破壞了密封結(jié)構(gòu)造成中空玻璃漏氣；或者中空玻璃板面尺寸、應(yīng)用設(shè)計(jì)不合理引起玻璃內(nèi)外腔壓不斷變化，造成玻璃密封失效等。

總結(jié)

通過(guò)以上分析可以看出，引發(fā)中空玻璃起霧結(jié)露的因素很多，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，造成中空玻璃起霧結(jié)露的原因可能是一種因素，也可能是多種因素疊加引起。所以在中空玻璃生產(chǎn)應(yīng)用中遇到起霧結(jié)露問(wèn)題，首先要清楚地了解起霧結(jié)露的機(jī)理；再者要明確問(wèn)題出現(xiàn)在中空玻璃的哪一個(gè)環(huán)節(jié)，此時(shí)要逐一分析引發(fā)問(wèn)題的材料和工藝，以及當(dāng)時(shí)的環(huán)境條件、設(shè)計(jì)施工等因素；最后綜合分析后確認(rèn)引發(fā)起霧結(jié)露的各項(xiàng)原因，制定改善策略，避免中空玻璃再次出現(xiàn)起霧結(jié)露的質(zhì)量問(wèn)題。