國家建材機械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 楊昊 劉曉丹

摘要：造成中空玻璃起霧結露的原因很多，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、設計施工三方面全面探討了中空玻璃起霧結露的原因，以及干燥劑的關鍵指標對中空玻璃起霧結露的影響作了分析，并指出在正確的操作工藝、合理的設計、合格的輔材選擇條件下，可避免中空玻璃出現(xiàn)起霧結露的質(zhì)量問題。

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

輔材質(zhì)量對中空玻璃起霧結露的影響

中空玻璃露點是指中空玻璃間隔層中空氣濕度達到飽和狀態(tài)時所需溫度。水氣含量越高，玻璃露點溫度也就越高。當玻璃內(nèi)表面溫度低于間隔層內(nèi)空氣露點時，空氣中的水氣就會在玻璃內(nèi)表面結露。

簡而言之，結露的條件是：空氣溫度高于結露玻璃表面的溫度，并且結露玻璃表面的溫度低于露點，三者結合為一點。究其原因無外乎是：輔材質(zhì)量、生產(chǎn)工藝、設計施工等方面，下面就對這些方面進行分析：

1.密封膠對中空玻璃起霧結露的影響

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，每年滲透進內(nèi)腔的水氣越少，干燥劑才能更好地發(fā)揮吸附價值，延遲玻璃的起霧結露時間。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，中空玻璃也會很快結露失效。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，中空玻璃會很快出現(xiàn)起霧結露。

2.間隔條對中空玻璃起霧結露的影響

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影響干燥劑的工作能力，如氣孔不透，將使其中干燥劑無法正常發(fā)揮吸水作用。同時，間隔條背部高頻焊接要保證焊縫緊密、無缺口，不然會加大水氣滲透風險。再次，間隔條應平直，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．干燥劑對中空玻璃起霧結露的影響

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,使之初始露點達到要求，隨后剩余吸附量不斷地吸附每年滲透進內(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。

目前中空玻璃用干燥劑執(zhí)行兩項標準：國家標準《3A分子篩》（GB/T 10504-2017）和行業(yè)標準《中空玻璃用干燥劑》（JC/T 2072-2011）。按照標準，將干燥劑分為了A類和B類。A類干燥劑：3A分子篩，有很好的深度有效吸水能力,通俗來講就是低濕度環(huán)境下3A分子篩對于水氣的吸附能力。B類干燥劑：以凹凸棒粘土為主體材料，但大部分B類干燥劑都摻雜了氯化鈣成分，以達到提升吸水能力的目的。氯化鈣吸水后會潮解、遷移，后會對中空玻璃金屬間隔條、丁基膠等產(chǎn)生化學腐蝕或電化學腐蝕。鋁間隔條被腐蝕后會背部開焊，會加速水氣滲透；氯化鈣穿過鋁間隔條氣孔，擴散到密封膠的表面上或玻璃表面上，會加速密封膠和Low-E膜的老化與氧化。多省地方標準和限制禁止文件中明令禁止使用這類氯化鈣產(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)腔的濕度和露點變化可分為三個階段：

第一階段(生產(chǎn)期)，干燥劑會消耗不到1%的吸附容量。合片時中空玻璃內(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，此時空氣的露點溫度較高。合片封膠后，干燥劑開始對內(nèi)腔中的空氣進行有效干燥，中空玻璃的露點開始迅速降低，這個階段一股持續(xù)24小時到48小時。

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、結構設計等因素的影響，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迅速上升，中空玻璃就很容易起霧、結露。

表1不同露點下空氣中的飽和含水量

由表1可以得知，中空玻璃內(nèi)腔空氣層的露點為0℃時，空氣中含水量約為4.84g/m3,如果3A分子篩發(fā)揮作用，使露點控制為-40℃時,那對應空氣含水量約為0.117g/m3,下降97.6%;露點為-60℃,進一步下降90.6%。

例如1㎡的6+9A+6中空玻璃（1m×1m），按照表2干燥劑填充量設定為100g，國家標準GB/T 10504-2017的靜態(tài)水吸附量16%計算，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，假設環(huán)境溫度25℃，相對濕度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，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。再假設一下，如果1㎡中空玻璃假設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)工藝對中空玻璃起霧結露的影響

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)都會影響中空玻璃的質(zhì)量。

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

填充干燥劑與合片之間的間隔時間太長；干燥劑包裝物破損；干燥劑填充量不足，如未按照JC/T 2071-2011《中空玻璃生產(chǎn)規(guī)程》規(guī)定的填充要求來執(zhí)行，也會引起中空玻璃起霧結露。

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引發(fā)丁基密封膠斷膠、露白，會增加水氣滲透，導致中空玻璃起霧結露。

設計施工對中空玻璃起霧結露的影響

很多設計和施工方面的不規(guī)范，也會對中空玻璃起霧結露產(chǎn)生影響，例如門窗鋁型材未設計排水口；安裝時產(chǎn)生預應力或破壞了密封結構造成中空玻璃漏氣；或者中空玻璃板面尺寸、應用設計不合理引起玻璃內(nèi)外腔壓不斷變化，造成玻璃密封失效等。

總結

通過以上分析可以看出，引發(fā)中空玻璃起霧結露的因素很多，在實際生產(chǎn)應用中，造成中空玻璃起霧結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)應用中遇到起霧結露問題，首先要清楚地了解起霧結露的機理；再者要明確問題出現(xiàn)在中空玻璃的哪一個環(huán)節(jié)，此時要逐一分析引發(fā)問題的材料和工藝，以及當時的環(huán)境條件、設計施工等因素；最后綜合分析后確認引發(fā)起霧結露的各項原因，制定改善策略，避免中空玻璃再次出現(xiàn)起霧結露的質(zhì)量問題。