中空玻璃作為效率高節能材料在建筑上已被廣泛使用。在其他行業(yè)如鐵路運輸、

制冷行業(yè)的用量也逐漸加大。全國大小中空玻璃企業(yè)600多家，其中引進(jìn)國外生產(chǎn)

線(xiàn)八十多條，2000年10月建設部出臺〈〈民用建筑節能管理規定〉〉，加速了中空

玻璃的普及應用，2001用量超過(guò)2000萬(wàn)平方米。為維護中空玻璃的市場(chǎng)形象使其健

康有續的發(fā)展，其產(chǎn)品質(zhì)量必須再上新臺階。

   當前我國中空玻璃市場(chǎng)比較混亂，部分廠(chǎng)家為降低成本偷工減料，生產(chǎn)管理控



制不嚴，使中空玻璃的使用壽命大大縮短，有些產(chǎn)品不到兩年就已經(jīng)進(jìn)水結霧了。

雖然目前還沒(méi)有對中空玻璃的有效使用時(shí)間做出明確規定（應不少于20年），但從

行業(yè)發(fā)展的角度出發(fā)，生產(chǎn)廠(chǎng)應采取各種措施確保中空玻璃有足夠長(cháng)的有效使用時(shí)

間，以滿(mǎn)足各種不同用途的需要。

   中空玻璃是兩片或兩片以上的玻璃中間用帶有干燥劑的間隔框隔開(kāi)周邊密封的玻

璃制品。影響中空玻璃有效使用時(shí)間的原因很多，如制造材料的性能、制造工藝及

控制、安裝方法等。本文就影響中空玻璃有效使用時(shí)間的各種因素進(jìn)行分析，并提

出延長(cháng)中空玻璃有效使用時(shí)間的一些相關(guān)措施。

    一．中空玻璃失效的主要原因

   中空玻璃失效的直接原因主要有兩種：一是間隔層內露點(diǎn)上升。當環(huán)境溫度降

低到使玻璃表面的溫度低于間隔層內的露點(diǎn)時(shí)，間隔層內的水汽便在玻璃內表面產(chǎn)

生結露或結霜（玻璃內表面溫度高于0℃時(shí)結露,低于0℃時(shí)結霜）。由于玻璃內表

面的結露或結霜，影響中空玻璃的透過(guò)度，并降低中空玻璃的隔熱效果（因水的傳

熱系數為0．5千卡/平方米·小時(shí)·℃，干燥空氣傳熱系數為0．021千卡/平方米·

小時(shí)·℃，隨著(zhù)空氣含水量的增加，傳熱系數加大，使中空玻璃間隔層的熱阻降低），

同時(shí)長(cháng)時(shí)間的結露會(huì )使玻璃的內表面發(fā)生霉變或析堿，產(chǎn)生白斑，嚴重影響玻璃的

外觀(guān)質(zhì)量；二是中空玻璃的炸裂，當中空玻璃在安裝使用過(guò)程中由于環(huán)境溫度的不

斷變化、日曬以及風(fēng)壓的作用使玻璃發(fā)生炸裂。玻璃炸裂后（既使較小的裂縫存在）

就會(huì )失去其密封性，在間隔層內出現結露、結霜從而喪失使用功能。

   有關(guān)方面曾對使用兩年后的中空玻璃失效情況進(jìn)行了調查，失效率為3—5%。各

種失效原因之比見(jiàn)表一。從表一中可以看出，失效原因中比例非常大的是露點(diǎn)上升（

中空玻璃內層結露），其次就是玻璃炸裂。這兩種原因構成了總失效的85%。

表一：

中空玻璃失效原因         內部結露        炸裂        其他

百分比%                      50%          35%         15%

    二．中空玻璃失效原因分析 1．露點(diǎn)上升的主要原因分析 中空玻璃的露點(diǎn)是指

密封于間隔層的空氣濕度達到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度。低于該溫度時(shí)間隔層中水蒸氣就會(huì )

凝結成液態(tài)水。露點(diǎn)與空氣的相對濕度和空氣中的含水量之間的對應關(guān)系見(jiàn)表二。

表二：

相對濕度% (25℃）         露點(diǎn)（℃）             含水量g/m3

0.4                       -40                    0.12

1.0                       -32                    0.28

5                         -16                    1.27

20                          0                    4.84

30                          6                    7.23

40                         10                    9.37

50                         14                   12.05

60                         17                   14.05

70                         19                   16.21

80                         21                   20.06

   顯然水的含量越高，空氣的露點(diǎn)溫度也就越高。當玻璃內表面溫度低于間隔層

內空氣的露點(diǎn)時(shí)，空氣中的水就會(huì )在玻璃的內表面結露或結霜 （國家標準GB1194

——88《中空玻璃》中規定露點(diǎn)為-40℃）。中空玻璃的露點(diǎn)上升是由于外界的水

份進(jìn)入間隔層又不被干燥劑吸收造成的。下列幾種原因可導致中空玻璃的露點(diǎn)上升：

   （1）密封膠中存在機械雜質(zhì)或涂膠過(guò)程中擠壓不實(shí)而存在毛細小孔，在間隔層

內外壓差或濕度差的作用下，空氣中的水份進(jìn)入間隔層使中空玻璃間隔層中的水份

含量增加。

   （2）干燥劑的有效吸附能力低。中空玻璃干燥劑的有效吸附能力指的是干燥劑

被密封于間隔層之后所具有的吸附能力。它是分子篩的性能、空氣濕度、裝填量以

及在空氣中放置時(shí)間等的函數。干燥劑的作用有兩個(gè)，其一是吸附掉生產(chǎn)時(shí)密封于

間隔層中的水份，使得中空玻璃有合格的初始露點(diǎn)；其二是不斷地吸附從環(huán)境中通

過(guò)膠層擴散到間隔層中的水份，保證中空玻璃始終有符合使用要求的露點(diǎn)（檢驗中

稱(chēng)為較終露點(diǎn)既經(jīng)過(guò)高溫高濕和氣候循環(huán)試驗后測得的露點(diǎn)），因此要求干燥劑要

有較強的吸附能力。如果干燥劑的吸附能力差，不能有效的吸附通過(guò)擴散進(jìn)入間隔

層中的水份，就會(huì )導致水份在間隔層中聚集，使中空玻璃的露點(diǎn)上升。

    （3）生產(chǎn)時(shí)的環(huán)境濕度；如果生產(chǎn)車(chē)間的環(huán)境濕度非常大，就會(huì )消耗干燥劑的吸

附能力從而使干燥劑的剩余吸附能力降低，使得中空玻璃使用壽命縮短。（濕度應

控制在50%以下）

    （4）中空玻璃的生產(chǎn)工藝控制；如果分子篩在空氣中暴露時(shí)間較長(cháng)，其有效吸

附能力就會(huì )降低。另外混膠不勻（涂膠后不固化）或一次性混膠太多造成部分膠出

現固化（混合后的密封膠隨溫度升高固化速度加快，一般車(chē)間溫度應控制在20—25

℃，混膠后應在較短的時(shí)間內用完，從攪拌到涂膠完畢不應超過(guò)20分鐘）產(chǎn)生氣孔

并降低玻璃和密封膠之間的粘結強度。工藝上玻璃清洗不凈、雙道密封時(shí)丁基膠斷

條或角部密封不嚴等均可造成中空玻璃的質(zhì)量下降。

    （5）密封膠的水汽透過(guò)率和膠層寬度；水汽通過(guò)聚合物（密封膠一般均為高

分子聚合物）擴散進(jìn)入間隔層是中空玻璃失效的較主要原因。眾所周知任何聚合物

都不是不透氣的，用于中空玻璃的密封膠（通常為聚硫橡膠、硅橡膠、丁基膠

等）也是如此。對于這些高分子材料由于其兩側逸度差（壓差或濃度差）的存在，

為聚合物做等溫擴散提供了驅動(dòng)力。在逸度較高的一側聚合物分子因吸附氣體分子

進(jìn)入固體聚合物中，移動(dòng)并穿過(guò)聚合物鏈陣，從聚合物的另一側（逸度較低的一側）

釋放出來(lái)。對于中空玻璃的密封膠而言，主要擴散物就是空氣中的水份。

水份的擴散遵循如下關(guān)系式：                        

J = P / L×ΔP     

式（1）式中：

    J—擴散速率，指單位時(shí)間、單位面積上氣體通過(guò)一定厚度的聚合物的擴散量；        

    P—氣體滲透系數，是材料固有的一種物理性質(zhì)；        

        L—聚合物的厚度；       

      ΔP—聚合物兩側的氣體分壓差。     

   從上式可知，影響水蒸汽擴散的因素主要是聚合物的氣體滲透系數（氣密性）膠

層寬度和間隔層內外的水汽分壓差。
   （6）  復合丁基膠條的質(zhì)量   膠條式中空玻璃近幾年發(fā)展較快，國內現有生產(chǎn)

線(xiàn)30多條，產(chǎn)量近800萬(wàn)平方米。膠條與玻璃的粘結強度是決定中空玻璃壽命的主要

因素。   

    2．中空玻璃炸裂的原因：      

   導致中空玻璃炸裂有多種原因。有生產(chǎn)方面的、選材方面的、安裝運輸方面等。

玻璃炸裂的主要原因可以歸納為以下幾種：

   （1）生產(chǎn)時(shí)的環(huán)境溫度  生產(chǎn)中空玻璃時(shí)，密封于間隔層內的壓力是生產(chǎn)環(huán)境溫

度下的壓力。在使用過(guò)程中，往往是使用溫度和生產(chǎn)環(huán)境溫度相差非常大�？諝獾臒崦�

冷縮會(huì )使空氣的壓力發(fā)生變化，在夏季使用環(huán)境溫度一般都高于生產(chǎn)環(huán)境溫度，間隔

層中的空氣發(fā)生膨脹，產(chǎn)生正壓，特別是用吸熱玻璃制作的中空玻璃，玻璃的吸熱效

果很強，間隔層內空氣溫度更高，產(chǎn)生的正壓也就更大。當由于間隔層空氣膨脹引起

的壓力高于玻璃的破壞壓力時(shí)，玻璃便會(huì )發(fā)生炸裂。同樣在冬季時(shí)，生產(chǎn)溫度高于使

用時(shí)的環(huán)境溫度，間隔層內空氣收縮，而產(chǎn)生負壓，當玻璃面積非常大而間隔框又較小

時(shí)，兩片玻璃的中心部位有可能帖在一起形成類(lèi)似彩虹的斑點(diǎn)嚴重影響使用效果（此

缺點(diǎn)可以事后糾正但比較麻煩）。95年秋天北京曾發(fā)生過(guò)這一現象，經(jīng)查證得知中空

玻璃是在夏季生產(chǎn)的。當在風(fēng)雪載荷的聯(lián)合作用下，有可能使玻璃發(fā)生破裂。另外我

國地域遼闊如供需兩地氣壓相差非常大，也可使玻璃發(fā)生變形，這時(shí)就應在施工現場(chǎng)進(jìn)

行矯正。

   （2）  玻璃在生產(chǎn)時(shí)的變形        

   水平法生產(chǎn)中空玻璃時(shí)（目前手工或半手工生產(chǎn)幾乎全部是水平法），由于玻璃

下部受支撐的面積較少而且支撐多在中心部位，加之上片玻璃的重量全部加到下片玻

璃上，使下片玻璃向上彎曲，上片玻璃由于自重向下彎曲，結果造成中空玻璃的間隔

層變薄，玻璃安裝使用時(shí)就自然存在負壓使玻璃上產(chǎn)生預應力，面積非常大的中空玻璃

這種現象更為突出（變形嚴重時(shí)必須矯正）。由于玻璃上預應力的存在，減少了其抵

抗外力的能力，在外界因素變化非常大時(shí)容易發(fā)生破裂。

   （3）使用后產(chǎn)生“熱炸裂”                 

   在使用吸熱玻璃和鍍膜玻璃為原片制作中空玻璃時(shí)，由于在玻璃的兩點(diǎn)間存在的溫

度差非常大而產(chǎn)生熱沖擊導致玻璃不破壞。值得一提的是熱帶地方較少發(fā)生熱炸裂 。 

   (4)安裝時(shí)玻璃上產(chǎn)生預應力                               

   玻璃在安裝時(shí)框架不平或彈性密封膠條質(zhì)量不佳使玻璃發(fā)生彎曲變形從而產(chǎn)生預應

力，由于玻璃預應力的存在降低了其抗風(fēng)壓強度，甚至發(fā)生破裂。

   （5）包裝運輸不當使玻璃炸裂      

        中空玻璃不同于其它玻璃，中空玻璃在受到壓力時(shí)是單片受力，如果襯墊不平

較易造成中空玻璃炸裂。另外在生產(chǎn)中玻璃磨邊質(zhì)量不好或在運輸中玻璃邊部由于碰撞

產(chǎn)生微小裂口而在安裝前又不易被發(fā)現（由于周邊涂膠）安裝后受外力影響裂紋增長(cháng)而

使玻璃破裂。

   （6） 密封膠質(zhì)量不佳      

    制作中空玻璃的密封膠要求在高、低溫狀態(tài)下均有較好的彈性，既與玻璃同步伸縮，

不致使玻璃產(chǎn)生非常大應力。另外要求中空玻璃密封膠要有較少的農業(yè)生產(chǎn)體系揮發(fā)物（小于1．5%），

以防止密封膠收縮過(guò)大產(chǎn)生破裂。  

   三．延長(cháng)中空玻璃使用時(shí)間的措施    要想延長(cháng)中空玻璃的有效使用時(shí)間，必須從各

個(gè)環(huán)節加以控制，如生產(chǎn)工藝條件、原材料選擇、安裝運輸等。

   1． 嚴格控制生產(chǎn)環(huán)境的濕度 生產(chǎn)環(huán)境的濕度主要是影響干燥劑的有效吸附能力和

剩余吸附能力。剩余吸附能力是指中空玻璃密封后。干燥劑吸收間隔層的水份，使之初

始露點(diǎn)達到要求，除此之外干燥劑還具有吸附能力，此部分吸附能力稱(chēng)之為剩余吸附能

力，定量地說(shuō)，它等于有效吸附能力減去干燥劑吸附密封于間隔層內空氣中的水份消耗

的吸附能力 。 剩余吸附能力的作用是不斷地吸附從周邊擴散到間隔層中的水份。剩余

吸附量的大小決定著(zhù)對中空玻璃在使用過(guò)程中，通過(guò)擴散進(jìn)入間隔層的水份吸附量的大

小，也就決定著(zhù)水份在間隔層中聚集速度的快慢，從而決定著(zhù)中空玻璃的有效使用時(shí)間

的長(cháng)短。 中空玻璃生產(chǎn)濕度大時(shí)，首先密封于間隔層中的水份多，消耗干燥劑的吸附能

力就大其剩余吸附能力就小。從表二中可以看出，空氣的濕度越大其含水量就越高，環(huán)

境濕度由40%增加到80%時(shí)，空氣中的水份含量提高一倍。其次是環(huán)境濕度對干燥劑的吸

附速率有很大影響。在不同的濕度下，干燥劑的吸附量與時(shí)間的關(guān)系如圖二所示（目前

多數廠(chǎng)家用3A分之篩），濕度越大，干燥劑的吸附速率越快，生產(chǎn)過(guò)程中干燥劑暴露于

空氣中的一段時(shí)間內，干燥劑消耗的吸附能力與環(huán)境濕度成正相關(guān)關(guān)系，干燥劑的剩余

吸附量隨著(zhù)濕度的升高而減少，因此濕度對中空玻璃的有效使用時(shí)間的影響致關(guān)重要。

要延長(cháng)中空玻璃的有效使用時(shí)間，就必須使生產(chǎn)環(huán)境的濕度控制的低一些。

   2． 減少水份通過(guò)聚合物的擴散

   （1）  選擇低滲透系數的密封膠     

   選擇氣體滲透系數低的中空玻璃密封膠是減少氣體擴散速度的有效措施之一。中空玻

璃生產(chǎn)常用的密封膠有：丁基橡膠、聚硫橡膠和硅橡膠等。它們的氣體滲透系數為：丁

基橡膠1—1．5g/m2·d·cm，聚硫橡膠7—8g/m2·d·cm，硅橡膠10—15g/m2·d·cm。

可見(jiàn)丁基橡膠的氣體滲透系數較小，所以雙道密封的中空玻璃由于使用了丁基橡膠，其

有效使用期要明顯好于單道密封的中空玻璃。單道密封的中空玻璃（在我國逐步淘汰）

的密封膠要采用聚硫膠而不宜采用硅橡膠。 需要注意的是在用中空玻璃做玻璃幕墻時(shí)，

其雙道密封的外層膠必須用硅酮橡膠，因為聚硫膠和幕墻施工時(shí)所用密封膠發(fā)生緩慢化

學(xué)反應，容易造成工程事故，應特別注意，必要時(shí)可向有關(guān)方面咨詢(xún)。

   （2）合理的膠層厚度     

    從式一中可以看出氣體通過(guò)聚合物擴散的量與膠層厚度成反比。膠層越厚其擴散量

越小，所以國家標準中規定：使用雙道密封膠時(shí)其外層膠的膠層厚度為5—7mm，使用單

道密封膠時(shí)膠層厚度為8—12mm，保證膠層厚度也是減少水汽擴散的重要一戶(hù)環(huán)。在生產(chǎn)

時(shí)一定要保證膠層厚度和厚度的均勻性，特別保證角部密封的嚴密性。

    （3）減少中空玻璃膠層的內外濕度差     

    式一中氣體的擴散量與中空玻璃內外的水汽分壓差成正比，作為中空玻璃其間隔層

的濕度（水汽分壓）越低越好，要減少ΔP，只有減少外部環(huán)境的濕度（或水汽分壓），

這可以采用在安裝框上開(kāi)排水孔，使沿玻璃表面流到框架內部的積水能迅速排出，從而

保證玻璃周邊干燥，以延長(cháng)中空玻璃的有效使用時(shí)間。 

    （4）合理設計和選材  設計時(shí)要充分考慮玻璃的“熱炸裂”現象，注意防止不要在

同一片玻璃的表面或斷面產(chǎn)生過(guò)大的溫度差。為避免“熱炸裂”可根據使用地的氣象情

況，選用經(jīng)強化處理過(guò)的吸熱玻璃或透光率較高的鍍膜玻璃。在建筑物的東側一直到南

側，如果使用吸熱玻璃和加絲平板玻璃時(shí)，一定要進(jìn)行這項校核。校核應當分兩個(gè)階段

進(jìn)行，既定性校核和定量校核，把由于溫度差產(chǎn)生的熱應力限制在容許的范圍內。為保

險起見(jiàn)，中空玻璃廠(chǎng)家在接到此類(lèi)定單時(shí)，應向用戶(hù)說(shuō)明可能發(fā)生“熱炸裂”的有關(guān)原

由，分清責任，以避免事后發(fā)生糾紛。

    （5）  選擇適當吸附速率的干燥劑并盡量縮短工藝時(shí)間     對于手工或半手工生

產(chǎn)的中空玻璃，干燥劑灌注過(guò)程是不密封的，干燥劑暴露于空氣之中，會(huì )很快從空氣中

吸附水份，如果干燥劑的吸附速率較低，在同樣的時(shí)間內干燥劑的吸附量會(huì )很小，損失

的有效吸附能力也就小。同樣縮短工藝時(shí)間也是為了減少吸附能力的損失。

    （6）  安裝時(shí)避免中空玻璃上產(chǎn)生預應力 安裝玻璃的框架要平整，與玻璃接觸的

周邊密封材料要有良好的彈性，使玻璃不產(chǎn)生任何變形。

    四．結束語(yǔ)

    通過(guò)選料加工制造包裝運輸和安裝等各個(gè)環(huán)節加以控制，就能夠防止中空玻璃過(guò)早

失效，延長(cháng)其使用時(shí)間，減少維修費用，這不僅能帶來(lái)經(jīng)濟效益，同時(shí)可以獲得更好的

社會(huì )效益和企業(yè)信譽(yù)。以上資料僅供參考，不妥之處歡迎指正。