幕墻鍍膜玻璃顏色不均勻案例分析

朱明杰（上海建科檢驗有限公司，上海 201108）

隨著人類對居住環境舒適性的要求越來越高，建筑圍護結構從最初的穴居式、茅草屋、木架結構、石材圍護、玻璃門窗到而今的全玻璃幕墻結構，建筑圍護不再簡單的只追求安全、堅固、遮風擋雨等性能，更注重采光和對太陽光能量的合理利用和調控。

如今，不管是商務綜合體還是住宅，都趨于使用大面積通透的全玻璃幕墻。而普通透明玻璃因其幾乎無遮擋的太陽能透過性，夏季通過玻璃輻射入室內的熱量增加了室內空調制冷費用；冬季隨室外溫度降低，通過普通玻璃室內熱量又加速散失，與人類追求的冬暖夏涼的居室環境完全相悖。一種既能在夏季阻擋太陽熱能，又能在冬季減弱室內熱量散失的低輻射（LOW-E）鍍膜中空夾層玻璃，成功解決了建筑采光和節能難以兼顧的矛盾。鍍膜中空夾層玻璃生產技術發展了 20 余年，在國內中、高檔建筑玻璃市場上仍占據著主導地位。

而在低輻射鍍膜玻璃生產和使用過程中，也出現了很多質量問題。影響鍍膜玻璃產品質量的因素很多，如鍍膜玻璃陽光控制性、玻璃機械強度、膜層耐磨性、耐酸堿性、顏色均勻性等。其中，顏色均勻性問題，涉及到玻璃安裝上墻后實際使用中的整體外觀效果，對鍍膜玻璃生產和使用提出了更高的加工技術和安裝要求。下面通過引入工程實際中遇到的顏色均勻性問題，分析鍍膜玻璃產生色差的原因，采用試驗室和現場檢測法定量分析鍍膜玻璃色差值，并提出生產加工和使用中減小色差的措施。

1 項目概況

2016 年 12 月由國內知名科技研發公司自主開發建設的集成電路研發設計培訓基地在長江中游經濟區—武漢落戶。該項目總投資 5000 萬美元，規劃打造一座以武漢為中心的電子信息產業園，進行行業急需的世界級 IP 產品和 CPU 核的研發，同時還將進一步加強面向本地化的軟件信息安全產品的開發力度，以期為全球市場提供服務。

本次投建的產業園項目總建筑面積 69176.43 m2，其中地上計容建筑面積 51434.35 m2。 1號試驗車間為 18 層的單元式玻璃幕墻，總高 91.2 m。幕墻面積為 30480 m2，主要采用 8 LOW-E＋12A＋8（mm）雙鋼化中空玻璃和6 LOW-E＋12A＋6（mm）雙彎鋼中空玻璃。本工程原計劃于 2019 年年底前完工并正式啟用。

2 問題描述

2019 年 8 月施工單位在幕墻玻璃安裝進程中，發現 1號試驗車間建筑已安裝上墻的 14 層（含）以上部分與 14層以下的幕墻玻璃存在明顯色差。幕墻玻璃安裝施工前，業主方曾與玻璃生產企業進行過選樣比對工作，選中偏淺藍的鋼化鍍膜中空玻璃作為標樣。標樣玻璃的厚度規格為8 LOW-E＋12A＋8（mm）。

施工單位認為 14 層以下已經安裝的幕墻玻璃與標樣顏色接近，但 14 層(含)以上的幕墻玻璃顏色偏深藍，幕墻外立面整體形象成漸變色，極度不協調，嚴重影響建筑外觀。

施工單位懷疑臨近交工期，工程進度加快，玻璃生產企業有偷工減料、以次充好、使用劣質浮法原片、調整鍍膜參數及更換鋼化生產線等嫌疑。而玻璃生產企業項目對接人一直堅持 14 層（含）以上幕墻玻璃和 14 層以下幕墻玻璃是采用同一原片生產企業的浮法原片，在同一鍍膜產線上完成鍍膜，按照標樣顏色實施鍍膜生產及深加工的。鑒于雙方爭執不下，施工單位特請第三方檢測機構通過技術手段對相關玻璃產品進行檢測鑒定。

3 原因分析

3.1 玻璃產品顏色不均勻性問題發生的可能性原因

常規的色差超標是指人眼目測觀察一片鍍膜玻璃的反射顏色同標準樣片或與同批次其他玻璃，對比發現有明顯的亮度和色度方面的差異。色差可以表現為一片玻璃的色差和一批玻璃的色差。國際上一般采用 CIELAB 色度空間值的色差值 △Eab* 定量說明這種色差的程度：

國標 GB/T 18915.2—2013《鍍膜玻璃 第2部分：低輻射鍍膜玻璃》就規定了低輻射鍍膜玻璃的 △Eab*≤2.5 為合格。

一般鍍膜玻璃產生色差的原因可能有兩種：一是浮法玻璃原片差異。不同廠家或不同浮法線生產的的浮法原片，所用原材料和配比及加工工藝條件的變化都會導致原片厚度和透光率不同，進而導致原片顏色差異；或者原片存儲時間長，存儲環境不達標，導致原片表面發霉或與包裝材料之間發生反應，產生紙紋，退火時表面沾油、水等，浮法原片的品級不達標，不僅會使原片產生顏色不均勻性，鍍膜后膜層與原片附著力差，會演化成更嚴重的色差。二是膜層差異。低輻射鍍膜玻璃是采用真空磁控濺射法在建筑級浮法玻璃原片上濺射一層或多層金屬或金屬化合物，降低玻璃表面輻射率，獲得陽光控制性能的鍍膜玻璃產品，滿足現代建筑綠色節能的需求。鍍膜生產過程中陰極磁場大小、靶材材質和靶材純度、靶材和玻璃表面溫度、靶材濺射率、真空濺射室氣體濃度和氣體分布、陰極靶材與陽極玻璃坯之間間距及膜層結構等因素均會影響膜層厚度的均勻性，膜層厚度決定了鍍膜玻璃的可見光透射比和顏色的均勻性。

另外，鋼化、熱彎等深加工過程中鋼化應力不均產生應力斑點或斑紋等，在鍍膜后顏色不均勻性更易于呈現。

3.2 針對本項目中所使用的玻璃產品存在顏色不均勻性問題的試驗驗證分析

為確認幕墻玻璃的顏色均勻性，施工單位于 2019 年 9月聯系到上海建科檢驗公司玻璃組（以下簡稱玻璃組），委托檢測工程師對該項目存在色差問題的幕墻玻璃進行檢測評估。玻璃組針對本項目，制定了試驗室送檢和現場檢測方案。

按照方案，施工單位分別將尺寸為 300×300(mm)的標樣、已安裝上墻(14 層以上)拆卸下來的 1650×704(mm)、1250×901(mm)現場樣，共計3塊，配置均是 8 LOW-E＋12A＋8（mm）的玻璃送至上海建科檢驗有限公司(以下簡稱檢驗公司)玻璃試驗室進行鍍膜玻璃顏色均勻性的檢測。

玻璃組接到客戶委托，按照國標GB/T 18091—2015《玻璃幕墻光熱性能》、GB/T 18915.1—2013《鍍膜玻璃第1部分：陽光控制鍍膜玻璃》、GB/T 18915.2—2013 中低輻射鍍膜玻璃顏色均勻性檢測方法，考量送檢試樣數量和批次不滿足標準要求，玻璃組檢測工程師制定了特定的檢測方案，分別對三塊試樣進行了三組檢測：以標樣為基準，測試另兩塊試樣的色差；以 1650 mm×704(mm)為基準，測試1250 mm×901(mm)的色差。且均取每片試樣的中心部位100 mm×100 mm 的區域為測試區域，如圖 1 所示，提供實際檢測結果，如表 1、表 2 所示。

圖1 測試區域

表1 送檢試樣玻璃色差計算結果

表2 送檢試樣玻璃色差計算結果

按照標準 GB/T 18915.2—2013 中“低輻射鍍膜玻璃室外面的反射色差 △Eab＊ 不應大于 2.5”的規定，兩塊現場樣與標樣的色差值均不符合 GB/T 18915.2-2013。

工程送檢樣品的試驗室檢測結果證實了施工單位的猜測，玻璃組檢測工程師到施工工地對其他存在色差問題的幕墻玻璃實施現場檢測。工地實際勘驗后檢測人員進一步了解到存在爭議且需要確認的玻璃配置是 8 LOW-E＋12A＋8（mm），有標樣樣品（送檢那塊 300 mm×300 mm的試樣）、在武漢市某產業園工地內已安裝上墻的樣品(14 層及以上的絕大部分幕墻玻璃已敲碎更換中)和在武漢市某玻璃門窗廠房內堆放的未安裝的樣品 3 種。

在武漢市某產業園工地內，從施工單位確認的東立面8層未更換的玻璃中隨機抽取1塊，尺寸為 1246×913（mm），編號為 1-1；從武漢市某玻璃門窗廠房內未安裝的玻璃中隨機抽取 5 塊，尺寸和數量分別為 1194×1161.5（mm）2 塊、1244×910.5（mm）2 塊、1244×1161.5（mm）1 塊，編號分別為 2-1、2-2、2-3、2-4、2-5；加上現場施工單位提供的 300×300（mm）的標樣，編號為 0；共計 7 塊玻璃，作為檢測的樣品進行現場檢測。

檢測人員參照標準 GB/T 18915.2—2013，對現場抽取的樣品及標樣進行了現場檢測，檢測色差為中空玻璃外側反射色差。照明與觀測條件：采用 10° 視場標準照明體 D65，漫射照明/垂直接受，玻璃試樣的背面用黑色絨布遮擋，測試過程背景保持一致。分三組展開測試：以 0 號試樣為基準，分別測試 5 塊未安裝試樣（2-1～2-5）和安裝上墻拆卸下來的試樣（1-1）的色差；以1-1試樣為基準，測試 5 塊未安裝試樣(2-1～2-5)的色差。從分光測色儀中讀取每一組每一塊測試樣的L＊、a＊、b＊值，計算色差值，結果見表 3～表 5。

表3 未安裝玻璃與標樣的色差計算結果

表4 安裝上墻玻璃與標樣的色差計算結果

表5 安裝上墻玻璃與未安裝的玻璃的色差計算結果

按照標準 GB/T 18915.2—2013 中“低輻射鍍膜玻璃室外面的反射色差 △Eab＊≤2.5”的規定，從項目 8 層東立面取下的玻璃與標樣色差滿足標準要求，5 塊未安裝試樣與標樣的色差值均不符合 GB/T 18915.2—2013 的要求。

結合試驗室送檢檢測結果和現場樣(8 層東立面已上墻玻璃拆卸下來的和未安裝上墻的樣品)檢測結果：已上墻的 8 LOW-E＋12A＋8（mm）雙鋼化中空玻璃中，8 層玻璃樣品與14層(含)以上幕墻玻璃樣品之間的色差不符合GB/T 18915.2—2013；14 層(含)以上幕墻玻璃樣品與標樣之間的色差不符合 GB/T 18915.2—2013；從武漢市某玻璃門窗廠房內未安裝的玻璃中隨機抽取的 5 塊 8 LOW-E＋12A＋8（mm）雙鋼化中空玻璃與標樣之間的色差不符合 GB/T 18915.2—2013。

4 解決措施

4.1 針對本項目問題的具體措施

根據試驗室送檢和現場勘檢結果，鑒于本項目所用幕墻鍍膜玻璃存在的色差問題，影響了工程進度，嚴重拖延了工期，增加了項目安裝和拆卸成本。建議施工單位向玻璃生產企業索求更換存在色差問題的玻璃。

在補樣生產中，施工單位應派專人駐廠，確認浮法玻璃原片來源，查驗玻璃原片品級，督促玻璃生產企業調整鍍膜產線工藝生產參數，做到在生產線上隨時監測鍍膜玻璃產品的L＊、a＊、b＊值。在玻璃生產企業成品區對待出貨成品進行色差檢測。

4.2 針對該問題的預防措施

玻璃生產企業應高度重視鍍膜玻璃色差問題。生產時應嚴格把控玻璃生產車間溫濕度環境和整潔度，減少玻璃產品的污染；嚴格把控鍍膜玻璃原片質量，采用鍍膜級玻璃原片，從源頭上減少色差的發生；確保鋼化、鍍膜等深加工工藝中每一臺設備運行良好和參數設置準確，在生產線上設置小樣片的顏色測試，隨時監測小樣片的顏色與標樣顏色進行比對，發現問題及時調整，減小不合格產品的大批量生產，降低成本損耗；對每批次產品做好出廠前的性能檢測檢查工作，以防存在問題的產品流入市場。

玻璃施工單位在采購玻璃時，應綜合考察生產廠商的生產車間環境、生產設備等深加工生產能力和產品質量信譽；有必要在采購協議中注明原片廠家，在交接玻璃產品時對每批次產品進行抽樣檢測，發現問題及時反饋，及時處理，減少不必要的安裝拆卸成本和工期延誤。

各地政府市場監管部門等應定期對玻璃深加工企業的產品進行抽樣監督檢查，對不合格生產企業實行一定的懲罰，管控玻璃產品質量，規范市場秩序，提高行業品質。

應有如資質齊全、檢測規范，檢測能力強，市場認可度高的第三方權威檢測機構，以公平、公正、標準、準確的原則對玻璃生產企業送檢的或施工現場的鍍膜玻璃產品實施檢測，采用有效的檢測方法，實事求是，做好第三方技術把關。