【門窗幕墻網】
20世紀初,美國哨兵在冬天值勤時發現,哨所窗戶玻璃所凝結的霧氣或霜阻擋了他們對周圍情況的監視,影響了他們的正常值勤。于是有人就考慮將兩片玻璃間隔一定的距離后將其四周密封制成了中空玻璃,解決了哨所窗戶玻璃結露或結霜的問題,并使得哨所的保溫和隔音性能得到了很大的提高,這就是最初的中空玻璃。
中空玻璃的發明初衷就是為了防止窗戶玻璃結露或結霜,影響視線;對于整幢建筑來說,門窗的面積占建筑面積的比例超過20%,玻璃在其中約占70%以上,而從節能角度來講,整個建筑的能耗中,通過門窗散熱能耗約占50%以上;那么提高中空玻璃的保溫性、耐久性,避免其功能失效對于建筑節能行業意義重大。
在中空玻璃構件中,間隔條、干燥劑、密封膠(或復合型材料)與玻璃形成了中空玻璃的邊部密封系統。中空玻璃的使用壽命與邊部密封系統的質量和中空玻璃的制作工藝有直接關系,同時也受安裝狀況、使用環境等因素影響。
國內有機構曾對使用兩年后的中空玻璃進行調查的數據顯示,中空玻璃的失效率為3%至5%,造成失效的原因:一是中空玻璃空氣層內露點上升,內部結露,占63%;二是中空玻璃炸裂,占26%;其他原因占11%。
因此,就數據而言,中空玻璃內部結露已經是中空玻璃失效的最主要原因了。
中空玻璃露點是指封閉于空氣層中的空氣濕度達到飽和狀態時的溫度。
當中空玻璃表面層溫度低于該溫度時,中空玻璃空氣層中的水汽便會在玻璃內表面結露或結霜(玻璃內表面溫度高于0℃時為結露,低于0℃時為結霜)。按GB/T11944-2012《中空玻璃》國家標準中規定,中空玻璃的露點為<-40℃,按照此規定,建筑用塑鋼中空玻璃窗在日常使用中應不會出現內層結露或結霜問題,出現這種現象的原因可歸結為內層空氣層露點上升。
中空玻璃空氣層露點上升主要是由于外界空氣中的水分子進入空氣層而又不被干燥劑吸收,而造成這一結果的原因有多個方面:
1.玻璃清洗不徹底。有水汽水珠,密封膠對玻璃的粘合力就會大大削弱,從而使中空玻璃密封效果差,導致中空玻璃邊部漏氣,加大外界水分進入的可能。
解決方案:因此合片之前必須對玻璃進行仔細觀察,杜絕液態水存在于玻璃上;因此合片之前必須對玻璃進行仔細觀察,杜絕液態水存在于玻璃上。
2.干燥劑的有效吸附能力低。對于干燥劑的要求是不但要吸附掉中空玻璃密封層空氣中的水汽,使得中空玻璃有合格的初露點,還要不斷地吸附通過膠層擴散到空氣中的水汽,繼續保持符合使用要求的露點。如果使用的是劣質干燥劑作為吸附劑,其原本吸水能力就比較差,很短時間就會吸附飽和,不能有效地吸附通過擴散進入空氣層中的水分子,就會導致水分子在空氣中聚集,中空玻璃的露點上升。
解決方案:選擇符合國家標準的傳統型中空玻璃用3A分子篩作為吸附劑。
3.干燥劑灌裝量的原因。中空玻璃分子篩灌裝量的標準是不低于鋁條長度的70%,有些廠家為了節約成本,或工人操作不當,灌裝量會低于70%,更有甚者,只灌2條鋁條邊,常常導致中空玻璃空氣層的水汽量超過所灌裝分子篩的剩余吸附量,這樣就會大大增加中空玻璃結露的可能。
解決方案:分子篩灌裝量必須要達到鋁條長度的70%以上。
4.分子篩灌裝后,合片時間長短的原因。中空玻璃制作時,裁切鋁條、灌裝分子篩是前道工序,涂布丁基膠、合片在后,中間會有時間差,如分子篩灌裝時間過長,或者隔夜再去合片,此時分子篩已通過鋁條呼吸孔吸附大量空氣中的水分,導致剩余吸附能力變的不足,從而增加中空玻璃結露的可能。
解決方案:從分子篩拆開包裝開始計算,要在30至45分鐘內完成分子篩灌裝-涂布丁基膠-合片-涂布外道密封膠等工藝流程;如到時間還是沒來得及合片打膠,應倒出鋁條內分子篩,并舍棄,重新灌裝新開封的分子篩。
5.鋁條或間隔條吸附孔過小。有些PVC材質的間隔條吸附孔偏小,分子篩即使灌裝量足夠,也無法快速吸附中空玻璃間隔層中的水汽,導致露點上升。
解決方案:選擇符合相關國家或行業標準氣孔通透性的間隔條是必要的。
6.中空玻璃密封膠質量的原因。中空玻璃密封膠是防止中空玻璃結露的首要和關鍵,兩道密封膠應相適合,不能互溶或反應,否則易導致邊緣密封失效,水汽進入;還有二道密封膠質量不穩定,低分子物含量過高,在太陽光紫外線照射下,遷移揮發到中空玻璃空氣層內部;再由于環境溫度的變化,中空玻璃空氣層氣體始終處于熱脹或冷縮的狀態,使密封膠長期處于受力狀態,同時環境中的紫外線、水和潮氣的作用,都會加速密封膠的老化,從而加快水汽進入中空玻璃空氣層的速度,這些都會導致結露的發生。
解決方案:選擇符合相關國家或者行業標準的質量優異的密封膠,并且兩道密封膠應相互適合,不會產生互溶或反應。
7.密封膠擠壓不實或含有機械雜質。中空玻璃常規第一道是采用丁基膠涂布在鋁條、間隔條等型材上進行合片密封,第二道采用外道結構膠密封。實際生產過程中,如果密封膠中存在機械雜質,或涂膠過程中擠壓不實,導致膠體內部存在毛細管,并在間隔層內外壓差或濕度差的作用下,空氣中的水分進入空氣層,使中空玻璃間隔層中含水量增加,從而導致露點上升。
解決方案:在涂布密封膠時,注意察看是否擠壓不實,或膠中是否含有機械雜質,一旦發現,立即重新涂布或更換不含機械雜質的密封膠。
8.涂膠工藝的原因。涂膠過程中時常會發生漏涂、斷膠現象,和對封口的疏忽;外道密封膠未按合理的配比使兩組份混合充分,發生欠膠或多膠現象,導致兩道密封膠之間存在縫隙,引起漏氣;還在中空玻璃安裝使用一段時間后,受環境溫度變化、日曬風壓的作用,密封膠會形成裂紋(有時是極小的,肉眼都看不見)的存在,水汽就會慢慢地進入膠層內,導致露點上升,產生結露。
解決方案:嚴格檢查漏涂或斷膠現象,封口也需及時處理平整,外道密封膠應合理的配比使兩組份混合充分。
9.密封膠膠層厚度不夠。密封膠一般為均勻高分子聚合物,而聚合物又并不是絕對不透氣的,其兩側由于逸度差(壓差或濃度差)的存在,成了聚合物做等溫擴散的驅動力。對于中空玻璃的密封膠而言,主要擴散物就是空氣中水分的擴散,影響水分子擴散的因素主要是聚合物的水分滲透指數(GB/T11944-2012中空玻璃國家標準中的指數為I≤0.25),膠層厚度和空氣內外的水汽分壓差。膠層過薄,水汽就極易通過密封膠進入空氣層;水分擴散是中空玻璃露點上升和失效的主要原因。
解決方案:膠層厚度應嚴格按照國家標準GB/T11944-2012執行,涂布足夠厚度的密封膠。
10.中空玻璃停放期的緣故——剛剛制成的中空玻璃,夏天大約需要一周左右的停放期,冬天則需要兩周左右的停放期,以便兩道中空玻璃密封膠有充分的時間進行化學粘合,達到最佳密封狀態;如果停放時間過短,密封膠沒有充分的時間粘合,再經過搬運、震動、日曬、特別是雨淋,密封膠的密封效果就會大打折扣,導致水分子通過密封膠進入空氣層。
解決方案:剛做好的新中空玻璃要嚴格滿足停放期要求,再出廠。
11.分子篩保存原因——分子篩在開袋開桶后,未能及時用完的產品,沒有及時封口,或封口不嚴,導致外部空氣進入,部分分子篩吸入空氣中水分后失效,從而導致結露的可能。
解決方案:已開袋開桶沒有及時用完的分子篩,應及時密封,二次使用前,應先取最上面的產品做溫升試驗,溫升低于30℃的產品,應舍棄不能使用;或直接舍棄最上面1至2cm厚度的產品為好。
12.相溶性試驗——裝配中空玻璃時,應做相溶性試驗,要選擇與中空玻璃密封膠相溶的配套密封材料,而這些密封材料中,通常含有溶解丁基密封膠的增塑成分,會通過第二道密封膠遷移到第一道密封膠表面,導致第一道密封膠發生溶解變稀、流淌現象,這時中空玻璃已不密封,就會發生結露現象。
解決方案:裝配中空玻璃時,做好相溶性試驗,要選擇與中空玻璃密封膠相溶的配套密封材料。
13.合片方式的原因。大面積的中空玻璃,沒有采用立式合片及打膠,導致中空玻璃內凹或外凸現象,時間稍長,邊部變形會導致膠和玻璃產生脫離現象,水汽就會乘虛而入。
解決方案:盡量采取立式打膠方式來避免。
中空玻璃作為建筑節能的主要產品,提高其產品質量應是廣大中空玻璃生產廠家的關注重點。要通過原輔材選料、加工、制造、設備、工藝、環境等各個環節加以控制,來防止中空玻璃出現結露或其他質量問題,延長其使用壽命,減少維修更換費用,能帶來的不僅僅是經濟效益,還可以帶來更好的節約資源和能源的社會效益。
作者:王成 王勇 蘭海健