中空玻璃內層結露原因分析及控制措施

【中玻網】0引言
　　
　　我國的建筑能耗約占全國能源消耗總量30%,目前我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發達國家的2～3倍左右。北方寒冷地區建筑采暖能耗已占當地能耗總量20%以上,而與此同時卻是全國由南及北空調逐步熱起來的浪潮。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,而從節能角度來講,整個建筑的能耗中,通過門窗散熱能耗約占50%,比例很高,特別是村鎮建筑中門窗的傳熱與氣密性是整個外圍護結構較薄弱的環節。因而,降低建筑門窗的能耗,提高建筑門窗保溫隔熱性、氣密性是我們面臨的緊迫任務。隨著建筑節能工作的深入,大量不節能的村鎮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,避免其功能失效對建筑節能行業意義重大。

　　據國內對使用兩年后的中空玻璃進行調查,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露點上升,內部結露(見圖2),占63%;二是中空玻璃炸裂,占26%,這兩種原因構成了總失效的89%,其余的只占11%。從圖1中可以看出,中空玻璃空氣層內部結露問題突出,不僅影響其透濕度,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中空玻璃內部結露原因分析
　　
　　結露的定義是表面溫度低于附近空氣露點溫度時,結構表面出現冷凝水的現象。結露的關鍵是濕空氣露點溫度,中空玻璃的露點是指密封于空氣層中的空氣濕度達到飽和狀態時的溫度,當面層溫度低于該溫度時,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)。露點與空氣中的含濕量和相對濕度有一一對應關系,含濕量越高,露點的溫度也越高。見表1。

　　國家標準GB11944-2002《中空玻璃》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。而中空玻璃空氣層露點上升的原因主要是由于外界的水分進入空氣層而又不被干燥劑吸收所造成的。具體來說,有以下三種原因可導致中空玻璃露點上升。
　　
　　1.1密封膠擠壓不實或含農業生產體系械雜質
　　
　　中空玻璃與鋁管間隔體之間用兩道彈性密封膠粘結,靠前道采用丁基橡膠密封,第二道采用結構硅酮膠密封。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,致使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。
　　
　　1.2水汽通過密封膠進入間隔空氣層
　　
　　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的水分,水分的擴散遵循以下關系式
　　
　　J=P/L·Δp(1)
　　
　　式中，J——擴散速率,指單位時間單位面積上氣體通過一定厚度的聚合物的擴散量;
　　
　　L——聚合物厚度;
　　
　　P——氣體滲透系數,是材料固有的一種物理性質;
　　
　　Δp——聚合物兩側的氣體分壓差。
　　
　　從式(1)可知,影響水蒸氣擴散的因素主要是聚合物的氣體滲透系數(氣密性);膠層厚度和空氣內外的水汽分壓差。水份擴散是中空玻璃失效的較主要原因。
　　
　　1.3干燥劑的有效吸附能力低
　　
　　對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分,使得中空玻璃有合格的初始露點,還要不斷地吸附通過膠層擴散到空氣層中的水分,繼續保持符合使用要求的露點。如果干燥劑的吸附能力差,不能有效地吸附通過擴散進入空氣層中的水份,就會導致水份在空氣中聚集,水分壓提高,中空玻璃的露點上升。