20世紀(jì)80年代后期，我國玻璃幕墻的建設(shè)用量獲得了飛躍發(fā)展。隨著幕墻使用量的增多，幕墻工程質(zhì)量也越來越引起人們的重視，幕墻的耐老化性能即幕墻的使用壽命問題，已經(jīng)引起業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。
    影響幕墻壽命的因素有以下幾個(gè)方面：一是幕墻結(jié)構(gòu)件的壽命，也就是鋁合金型材的結(jié)構(gòu)失效與否，將直接影響到幕墻的安全性能，這方面的因素很多，如鋁合金的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、型材老化等原因；二是結(jié)構(gòu)粘接部位的壽命，主要是指粘接幕墻構(gòu)件與結(jié)構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu)膠失效，也影響整個(gè)幕墻的安全性能；三是幕墻單元件的壽命，主要指幕墻采用的玻璃單元的使用壽命問題。
    本文將分別就幕墻玻璃失效現(xiàn)象進(jìn)行分析，并重點(diǎn)論述產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。
    幕墻設(shè)計(jì)考慮的因素主要是從建筑美觀、實(shí)用的角度考慮，將幕墻的空氣滲透控制、雨水滲透控制、熱性能和幕墻表面的凝露阻抗作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)進(jìn)行控制，這些性能不僅包括了幕墻產(chǎn)品的隔熱性能，同時(shí)包括了幕墻的采光性能、外觀性能和安全性能。
    隨著對建筑外觀多樣化的需求越來越高，各種綜合配置的玻璃也被廣泛應(yīng)用到幕墻上來。但是隨之而來的是各種玻璃出現(xiàn)了過早失效的現(xiàn)象，給用戶、施工單位造成了各種困難。
    幕墻玻璃失效的形式多種多樣，歸納起來不外乎以下幾點(diǎn)：一是中空玻璃結(jié)露進(jìn)水失效，影響幕墻工程的視線和熱性能；二是玻璃炸裂，包括玻璃熱炸裂和鋼化玻璃自爆炸裂；三是鍍膜玻璃脫膜，造成建筑美感喪失。
    一、中空玻璃失效原因及解決措施
    中空玻璃產(chǎn)品失效的典型現(xiàn)象，是在中空玻璃間隔層內(nèi)部結(jié)露、進(jìn)水，這樣的產(chǎn)品不僅影響整個(gè)玻璃的外觀，還對整個(gè)玻璃的熱性能造成影響。
    造成這種現(xiàn)象的原因包括幾個(gè)方面：
    1.制作中空玻璃選用的原材料質(zhì)量的影響。對中空玻璃壽命產(chǎn)生影響的關(guān)鍵因素是密封膠的耐老化性能和干燥劑的吸附能力的大小，而決定因素是密封膠的性能。因?yàn)椴徽摳稍飫┑奈侥芰τ卸啻?，在中空玻璃的?nèi)部畢竟有一定量的限制，當(dāng)中空玻璃內(nèi)部的干燥劑*吸附飽和后，再好的干燥劑也不能再對水蒸氣吸附了，這時(shí)的中空玻璃也該失效了。只有當(dāng)密封膠的密封性能好，水氣滲透系數(shù)低時(shí)，進(jìn)入中空玻璃內(nèi)部的水蒸氣的量很少，而且一直保持這個(gè)狀態(tài)，僅用很少的干燥劑就能保證中空玻璃內(nèi)部氣體干燥，從而保證中空玻璃的效果。要保持密封膠長期不變，就必須要求密封膠有很好的耐老化性能，如果這些材料選用質(zhì)量不好，就將影響中空玻璃產(chǎn)品的壽命，在所有密封膠中，zui能夠體現(xiàn)對潮氣阻擋性能的密封膠是以丁基膠為基本原料的各種類型的密封膠，所以在幕墻標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定幕墻中空玻璃必須采用雙道密封是十分正確的決定。
    2.中空玻璃的加工制作工藝質(zhì)量存在缺陷。造成空氣中的水氣透過密封膠的縫隙進(jìn)入中空玻璃內(nèi)部，造成中空玻璃過早失效；為了避免中空玻璃出現(xiàn)過早失效現(xiàn)象，在制作過程中應(yīng)該嚴(yán)格控制中空玻璃的原材料，重點(diǎn)選擇水氣密封性能好的密封膠和吸水能力強(qiáng)的分子篩，嚴(yán)格控制中空玻璃的安裝工藝，正確選用合適的密封膠或者結(jié)構(gòu)膠對中空玻璃組件或者單元進(jìn)行密封和粘接。
    3.中空玻璃的安裝質(zhì)量及使用環(huán)境對中空玻璃壽命的影響。中空玻璃在安裝過程中應(yīng)該避免產(chǎn)生長久的機(jī)械應(yīng)力存在，對于墊塊、密封膠、耐候膠應(yīng)該正確使用，起結(jié)構(gòu)粘接作用的膠必須采用結(jié)構(gòu)膠，以保證具有足夠的粘接強(qiáng)度。而在兩塊玻璃接口位置，就必須采用耐候膠密封，以阻擋水氣與中空玻璃或者結(jié)構(gòu)件接觸，保證中空玻璃和結(jié)構(gòu)件具有長久的壽命。正確選用合適的密封膠或者結(jié)構(gòu)膠對中空玻璃組件或者單元進(jìn)行密封和粘接。
    二、玻璃炸裂原因及解決措施
    玻璃炸裂主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是玻璃的熱炸裂；另一方面是鋼化玻璃的炸裂。下面將分別論述玻璃熱炸裂的原因。造成玻璃的熱炸裂因素很多，主要受玻璃自身性能和外部環(huán)境條件的影響，一般來講，造成玻璃熱炸裂的主要因素有三個(gè)：
    1.玻璃的吸熱率。由于熱炸裂的機(jī)理是玻璃吸收陽光中的紅外輻照，自身溫度升高，與邊部的冷端之間形成溫度梯度，造成非均勻膨脹或受到約束，形成熱應(yīng)力，進(jìn)而使薄弱部位發(fā)生裂紋擴(kuò)展，玻璃邊部膨脹在下面公式給出：
    dL = a × L× dT 在這里：a是熱膨脹系數(shù)；L是原始長度；dT是玻璃邊部與中心的溫度差。
    誘導(dǎo)應(yīng)力由下式給出：s = （ dL / L ） × E 一度溫度差的誘導(dǎo)應(yīng)力a × E a=10×10-6/℃和E=70,000MPa（N/mm2） 一度溫度差引起的應(yīng)力大約是0.7 MPa （ N/mm2 ）。
    當(dāng)應(yīng)力水平超過20MPa（ N/mm2 ）時(shí)，普通退火浮法玻璃熱炸裂十分危險(xiǎn)，當(dāng)玻璃中心與玻璃邊部溫度差達(dá)到30℃時(shí)，將引起玻璃熱炸裂。
    不同部分玻璃溫度差別引起玻璃板內(nèi)的熱應(yīng)力，如果玻璃的邊部缺陷很多、操作過程出現(xiàn)損害或者裝配錯(cuò)誤，炸裂將在更低的溫度下發(fā)生。玻璃本身對紅外線的吸收率是一個(gè)關(guān)鍵因素，吸熱玻璃和鍍膜玻璃熱炸裂是十分普遍的現(xiàn)象。如果鍍膜，則玻璃本身需要經(jīng)過雙重的太陽能加熱，導(dǎo)致玻璃中心溫度與邊部溫度差過大，更容易產(chǎn)生熱炸裂。在設(shè)計(jì)吸熱玻璃、吸熱鍍膜玻璃工程時(shí)，一定根據(jù)使用環(huán)境來確定玻璃的品種和安裝位置如鍍膜玻璃透射率、玻璃的朝向、環(huán)境的溫度、玻璃與邊框以及墻體連接情況及墻體的導(dǎo)熱情況等，并盡可能將玻璃做強(qiáng)化或者熱增強(qiáng)處理，提高玻璃本身抵抗熱應(yīng)力的能力。
    2.玻璃的板面尺寸。尺寸越大，受熱膨脹后的變形也越大，形成的約束反力也越大，相應(yīng)地造成更大熱應(yīng)力，增加了熱炸裂的幾率。同時(shí)板面尺寸越大，越容易受到其它荷載的更大疊加效應(yīng)。所以在追求大板面玻璃的裝飾效果的同時(shí)，應(yīng)對風(fēng)荷載、熱應(yīng)力、邊框變形、自重、裝配應(yīng)力等綜合影響作全面考慮。
    3.尺寸玻璃邊部的加工質(zhì)量。因?yàn)檎T導(dǎo)應(yīng)力集中的作用，一般玻璃炸裂都是從不理想的玻璃邊部開始的。這些炸裂容易鑒別是因?yàn)樗麄冊趽p害的地點(diǎn)與玻璃邊部垂直相交。玻璃邊部炸裂紋的數(shù)量取決于玻璃板的邊部缺陷的嚴(yán)重程度和玻璃墊塊的硬度。墊塊太軟，容易造成玻璃位移，而太硬將對脆弱的玻璃邊部造成損害，導(dǎo)致玻璃熱炸裂，在加工安裝時(shí)將玻璃邊部進(jìn)行精磨，并剔除有嚴(yán)重缺陷的玻璃。
    鋼化玻璃炸裂能夠?qū)е落摶Ａд训耐獠吭虬ㄘ?fù)載、碰撞、焊滴、不適當(dāng)?shù)拈g隙和邊部損害都可以導(dǎo)致強(qiáng)化玻璃破損，盡管因?yàn)殇摶ＡУ膽?yīng)力高，破損的危險(xiǎn)低。帶有干凈切割邊部的鋼化玻璃在正常環(huán)境條件下，不會(huì)發(fā)生熱應(yīng)力破損，因?yàn)樗麄円蟛Ａе行暮瓦叢康臏囟炔钸_(dá)到90℃～150℃，而導(dǎo)致鋼化玻璃破損的內(nèi)在因素包括鋼化玻璃邊部缺陷等應(yīng)力集中區(qū)域、鋼化玻璃內(nèi)部應(yīng)力過大和鋼化玻璃內(nèi)部存在硫化鎳雜質(zhì)。
    前兩種因素是由于鋼化玻璃加工過程中工藝控制原因?qū)е碌?，硫化鎳的因素在原片玻璃制作過程產(chǎn)生。玻璃內(nèi)部可能包含硫化鎳雜質(zhì)，以小水晶狀態(tài)存在，在一般情況下，不會(huì)造成玻璃破損，但是由于鋼化玻璃重新加熱，改變了硫化鎳雜質(zhì)的相態(tài)，硫化鎳的高溫α態(tài)在玻璃急冷時(shí)被凍結(jié)，他們在恢復(fù)到β態(tài)可能需要幾年的時(shí)間，由于低溫β態(tài)的硫化鎳雜質(zhì)將產(chǎn)生體積增大，在玻璃內(nèi)部產(chǎn)生局部的應(yīng)力集中，這時(shí)鋼化玻璃自爆將發(fā)生。zui典型的引起鋼化玻璃自爆的時(shí)間是產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的4～5年。
    為了減少鋼化玻璃在建筑上自爆的可能，一方面需要在加工制作過程中，嚴(yán)格控制玻璃的磨邊精度、嚴(yán)格控制鋼化工藝，在滿足鋼化玻璃質(zhì)量要求的情況下盡可能降低鋼化玻璃的內(nèi)部應(yīng)力，嚴(yán)格挑選原片玻璃，將硫化鎳晶體排除在鋼化過程之外，zui后是將鋼化玻璃做熱浸處理，雖然這樣會(huì)導(dǎo)致鋼化玻璃的成本增加，但是可以消除鋼化玻璃在幕墻上自爆的危險(xiǎn)并延長幕墻的使用壽命。經(jīng)過各方面的努力，zui終的幕墻產(chǎn)品的使用壽命是可以控制并得到應(yīng)該得到的壽命的，讓我們一起努力，為我國建筑裝飾幕墻行業(yè)的發(fā)展做貢獻(xiàn)！