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【建筑节能技术交流】门窗中空玻璃腔体内起雾分析
日期: 2021-06-29
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中空玻璃窗户起雾结露

  首先,我们都知道,中空玻璃本身固有特性之一就是“密封耐久性”,这个质量特性的好坏直接决定了中空玻璃的“寿命”。我们所看到的某一块玻璃“起雾”了,往往是发生在中空玻璃腔体中间层的“起雾”,这种中空玻璃内部的“起雾”现象往往具有偶发性,一般不会大批量系统性的发生,否则,有人可要摊上大事儿了,因为这种“起雾”是中空玻璃致命性的缺陷,发生这种现象的同时也就意味着这些玻璃“寿命”到头了,该换新的了。按照GB/T 11944-2012的中空玻璃国家标准要求,中空玻璃的预期使用寿命至少要达到15年。那么我们就来认识一下,这种缺陷是如何产生的。

【建筑节能技术交流】门窗中空玻璃腔体内起雾分析

图1

【建筑节能技术交流】门窗中空玻璃腔体内起雾分析

图2

  1.发生机理(中空玻璃失效模型分析)。

  如图1为中空玻璃的结构示意图。有玻璃、间隔条和分子筛、主密封丁基胶、次密封胶等组成。主密封胶发挥着阻止水气渗透进中空腔体内的主要作用,分子筛起到吸附进入到腔体内的水气的作用,知道这些,我们就很容易理解中空玻璃的失效模型了。这其实就是一个密封能力和水气吸附能力之间相互PK的动态平衡:中空玻璃腔体内理论上是必须完全密封和干燥的,但是实际的产品总会有一些水气通过边部密封系统浸入,但没关系,因为我们还有分子筛将其吸收。但是,如果密封不良,侵入的水气越来越多,造成分子筛不堪重负,最后因“吸饱”而“溃败”,带来的结果就是中空腔体内相对湿度陡增,露点上升,当腔体内露点温度升到腔体内玻璃表面温度一致之后,便开始慢慢起雾,这时平衡被彻底打破(见图2),从而导致玻璃腔体内部起雾、甚至流水、积水,玻璃失去了通透的外观,也丧失了根本的密封特性,热工性能也受到影响,中空玻璃失效。门窗或幕墙玻璃出现这样的现象,客户难免会产生抱怨,带来投诉和理赔。而最终的解决方法也只能是更换新的中空玻璃。

  2.玻璃是否会发生“起雾”缺陷的检测方法。

  对于这么重要的质量特性,中空玻璃的密封耐久性能我们该如何检测呢?根据中空国家标准GB/T 11944《中空玻璃》要求,玻璃要求按批次进行露点测试(见图3 ),以确定中空玻璃腔体的密封干燥程度。标准要求,中空玻璃的结露点要低于零下40摄氏度。也就是说在中空玻璃腔体内表面温度低到零下40度时也不会发生腔体内起雾或结霜,这样的中空玻璃才具备合格的密封和吸湿能力。露点测试是测量中空玻璃密封体系与吸湿功能相互作用的最终结果是否满足要求,只对测试样品的当时状态进行判定,对于该中空玻璃接下来多久可能会失效无法给出明确判断。如果结合标准GB/T 11944中另一个测试项目,即中空玻璃水气密封耐久性的测试,则更能清晰的判断中空玻璃对于“动态寿命”的保证能力。按照标准要求,中空玻璃水分渗透指数I≤0.25,平均值Iav≤0.20。水分渗透指数计算公式如下:

【建筑节能技术交流】门窗中空玻璃腔体内起雾分析  公式1

  Tf 为分子筛测试最终水分含量

  Ti 为分子筛测试初始水分含量

  Tc 为分子筛测试标准水分含量

【建筑节能技术交流】门窗中空玻璃腔体内起雾分析

图3

  在该测试过程中,我们即测量了分子筛的吸收水分量,可以对分子筛的吸湿能力做一个直观判断,也能通过分子筛在测试周期之后的吸湿量变化,判断中空玻璃边部密封系统渗透水气的量,即对中空玻璃密封性能进行判断。所以,结合两个测试,我们可以判断出中空玻璃动态质量状态和判定玻璃“寿命”趋向。

  3.原因分析及预防。

  看来这种“起雾”现象的根源决定于密封质量和分子筛的吸湿能力,所以产生的原因也是多方面的,主要包括以下几方面:

  1)主密封胶丁基胶的密封效果不良。丁基胶涂敷需要具备连续性,丁基胶不能出现断胶、弹开等断点现象(尤其注意避免钢化玻璃翘角与间隔条折弯后角部侧面突起的共同作用所导致的边角翘起、丁基胶弹开等影响密封性能的缺陷);丁基胶粘结可靠性,丁基胶需要与玻璃基体形成有效粘结,加工过程要避免丁基胶表面粘上汗渍、水迹及其它污迹,玻璃表面不干燥或不洁净等;冬季温度过低,合片板压不足造成丁基压合不充分等,都会带来对丁基胶粘结可靠性的不利影响;或者由于二道密封胶参有白矿油导致丁基熔融也会影响丁基粘结可靠性。丁基胶的有效粘结宽度保证,及保证丁基胶在间隔条单侧单边大于2.7g/m的涂敷量,并控制好有效合片板压,将丁基胶的有效粘结宽度控制在不小于3mm的水平。

  2)分子筛的吸湿能力不足:控制好3A分子筛的罐装量,建议12A间隔条罐装量1X1米大于35g。可以采用现场抽查罐装量及设定罐装机参数的方法进行控制。对分子筛温升能力进行监测,建议现场使用小桶密封良好的分子筛,开封后的分子筛每班生产前进行温升测试。建议温升指标大于30℃,并且结合分子筛酸碱度测试方法进行控制。灌好分子筛的间隔条建议在60min内完成合片(即便是在常温常湿的合片环境下)。

  3)间隔条质量影响因素。中空玻璃的间隔条本身也发挥着必要的气密性作用,尤其一些暖边间隔条所复合的高气密性箔膜,能够非常有效的阻止水气及惰性气体等的渗透,同时其连接件的填充锁紧装置也发挥了很好的密封保证能力。这种间隔条折弯及插角(需要专用的插角键,具备优秀的饱满填充效果和锁紧牢度以确保气密性)连接后,在角部都能保证侧面平整,可以有效增加角部丁基胶密封宽度和密封效果,并且降低玻璃厚度偏差。

  4)玻璃安装等外力破坏因素。这些因素也是多方面的,例如安装过程打钉击穿密封系统导致漏气,或边部夹压点力度过大导致局部边部变形;或者玻璃的“呼吸效应”诱发边部密封老化失效;或者玻璃边部风压荷载或其它外力作用导致的变形及老化等。

  作者:温格润节能门窗有限公司 林广利

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