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1、中空玻璃內(nèi)層結(jié)露原因分析及控制措施河南省建筑科學(xué)研究院杜永恒潘玉勤馬校飛吳玉杰《節(jié)能技術(shù)》2010年7月第4期0引言我國的建筑能耗約占全國能源消耗總量的30%，目前我國建筑單元面積能耗仍是氣候相近的發(fā)達(dá)國家的2～3倍左右。北方寒冷地區(qū)建筑采暖能耗已占當(dāng)?shù)啬芎目偭?0%以上，而與此同時(shí)卻是全國由南及北空調(diào)逐步熱起來的浪潮。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(jié)能角度來講，整個(gè)建筑的能耗中，通過門窗散熱能耗約占50%以上，比例很高，特別是村鎮(zhèn)建筑中門窗的傳熱與
2、氣密性是整個(gè)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)最薄弱的環(huán)節(jié)。因此，降低建筑門窗的能耗，提高建筑門窗的保溫隔熱性、氣密性是我們面臨的緊迫任務(wù)。隨著建筑節(jié)能工作的深入，大量不節(jié)能的村鎮(zhèn)建筑外門窗也將采用中空玻璃，市場潛力巨大，這其中，中空玻璃使用量的日益增加，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(jié)能行業(yè)意義重大。據(jù)國內(nèi)對于使用兩年后的中空玻璃進(jìn)行調(diào)查，中空玻璃的失效率為3%～5%，造成失效的原因：一是中空玻璃空氣層內(nèi)露點(diǎn)上升，內(nèi)部結(jié)露，占63%；二是中空玻璃炸裂，占26%，這兩種原因構(gòu)成了總失效的89%，其余的占11
3、%。從圖1中可以看出，中空玻璃空氣層內(nèi)部結(jié)露問題突出，不僅影響其透視度，并降低中空玻璃的隔熱效果，必須引起高度重視，分析原因，采取一定的控制措施。1中空玻璃內(nèi)層結(jié)露原因分析結(jié)露的定義是表面溫度低于附近空氣露點(diǎn)時(shí)，結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)冷凝水的現(xiàn)象。結(jié)露的關(guān)鍵是濕空氣的露點(diǎn)溫度，中空玻璃的露點(diǎn)是指封閉于空氣層中的空氣濕度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度，當(dāng)面層溫度低于該溫度時(shí)，空氣層中的水汽便會在玻璃內(nèi)表面結(jié)露或結(jié)霜（玻璃內(nèi)表面溫度高于0℃時(shí)為結(jié)露，低于0℃時(shí)為結(jié)霜）。露點(diǎn)與空氣中的含濕量和相對濕度有一一對應(yīng)關(guān)系，含濕量溫度越高
4、，露點(diǎn)的溫度也越高。露點(diǎn)、相對濕度、含濕量對應(yīng)關(guān)系圖相對濕度%（25℃）0.41.0520304050607080露點(diǎn)（℃）-40-32-16061014171921含濕量（g/m3）0.120.281.274.847.239.3712.0514.0516.2120.06國家標(biāo)準(zhǔn)GB11944-2002《中空玻璃》規(guī)定，中空玻璃的露點(diǎn)為-40℃，按照此規(guī)定，建筑用塑鋼中空玻璃在日常使用中不會出現(xiàn)內(nèi)層結(jié)露或結(jié)霜問題，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可歸結(jié)為內(nèi)層空氣層露點(diǎn)上升。而中空玻璃空氣層露點(diǎn)上升的原因主要是外界的水分
5、進(jìn)入空氣層而有不被干燥劑吸收所造成的。具體來說，有以下三種原因可導(dǎo)致中空玻璃露點(diǎn)上升。1.1密封膠擠壓不實(shí)或含有機(jī)械雜質(zhì)中空玻璃與鋁管間隔體之間用兩道彈性密封膠粘接，第一道采用丁基橡膠密封，第二道采用結(jié)構(gòu)硅酮膠密封。實(shí)際生產(chǎn)過程中，如果密封膠中存在機(jī)械雜質(zhì)，或涂膠過程中擠壓不實(shí)，導(dǎo)致膠體內(nèi)部存在毛細(xì)管，并在間隔層內(nèi)外壓差或濕度差的作用下，空氣中的水分進(jìn)入空氣層，使中空玻璃間隔層中含水量增加。1.2水汽通過密封膠進(jìn)入間隔空氣層密封膠一般為均勻高分子聚合物，而聚合物又不是絕對不透氣的，其兩側(cè)由于逸度差（壓差或
6、濃度差）的存在，成了聚合物做等溫?cái)U(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力。對于中空玻璃的密封膠而言，主要擴(kuò)散物就是空氣中的水分，水分的擴(kuò)散遵循以下關(guān)系式??????????????????????J=P/L×ΔP??????（1）式中：J—擴(kuò)散速率，指單位時(shí)間單位面積上氣體通過一定厚度的聚合物的擴(kuò)散量；????????????P—?dú)怏w滲透系數(shù)，是材料固有的一種物理性質(zhì)；?????????L—聚合物的厚度；????????ΔP—聚合物兩側(cè)的氣體分壓差。從式（1）可知，影響水蒸氣擴(kuò)散的因素主要是聚合物的氣體滲透系數(shù)（氣密性）；膠層厚度和
7、空氣內(nèi)外的水汽分壓差。水分?jǐn)U散是中空玻璃失效的主要原因。1.3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單元在組裝過程中密封于空氣中的水氣，使得中空玻璃有合格的初露點(diǎn)，還要不斷地吸附通過膠層擴(kuò)散到空氣中的水氣，繼續(xù)保持符合使用要求的露點(diǎn)。如果干燥劑的吸附能力差，不能有效地吸附通過擴(kuò)散進(jìn)入空氣層中的水份，就會導(dǎo)致水份在空氣中聚集，水分壓提高，中空玻璃的露點(diǎn)上升。2避免內(nèi)層揭露的措施要想延長中空玻璃的使用壽命，必須嚴(yán)格控制中空玻璃露點(diǎn)上升，需從各個(gè)環(huán)節(jié)加以控制。2.1嚴(yán)格控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)的濕
8、度生產(chǎn)環(huán)節(jié)的濕度主要是影響干燥劑的有效吸附能力。剩余吸附能力是指中空玻璃密封后，干燥劑吸收空氣的水份，使之初始露點(diǎn)達(dá)到要求，干燥劑還具有吸附能力，這部分吸附能力稱之為剩余吸附能力或剩余吸附量。剩余吸附量的作用是不斷地吸附從周邊擴(kuò)散到空氣層中的水份。剩余吸附量的大小決定著對中空玻璃在使用過程中，通過擴(kuò)散進(jìn)入空氣層的水份吸附量的大小，也就決定著水份在空氣層中聚集速度的快慢，從而決定中空玻璃有效使用時(shí)間的長短。那么，中空玻璃生產(chǎn)車間
