中空玻璃質量影響因素分析

陳 悅 貴州省建材產品質量檢驗檢測院

1 前言

玻璃是一種無機非金屬材料，廣泛運用于現代建筑中，用來擋風透光。隨著現代建筑對居住舒適性及安全性等方面要求的不斷提高，玻璃不僅要滿足最基本的擋風透光要求，還要滿足安全、節能、環保和大型化等更高的要求，因此人們研發了不同種類、具有特定功能的玻璃并運用到現代建筑中。

鋼化玻璃就是一種具有特定功能的玻璃，它其實是一種預應力玻璃。為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身的抗風壓性、抗寒暑性、抗沖擊性。由于具有比普通平板玻璃更好的安全性能，公共建筑物的玻璃窗、玻璃門、玻璃屏障、玻璃隔斷、衛生間玻璃、樓梯護板玻璃等部位大多采用鋼化玻璃。

中空玻璃是由兩片或多片玻璃以有效支撐并均勻隔開，周邊粘結密封，使玻璃層間形成有干燥氣體空間的玻璃制品。相比于普通的建筑用鋼化玻璃，中空玻璃由于其隔聲、隔熱性能更好，被廣泛運用到建筑物的門、窗等部位。現在的中空玻璃通常采用鋼化玻璃制作，因此兼具了安全、節能等優點，有助于降低室內能耗，人們也能獲得更優質的生活環境。所以，鋼化玻璃質量的優劣也直接決定了中空玻璃的質量。我國在2004 年就由國家發展和改革委員會、建設部、國家質量監督檢驗檢疫總局、國家工商行政管理總局等部門聯合發布了《建筑安全玻璃管理規定》，規范了建筑用鋼化玻璃的生產、流通、使用和安裝管理，對提高建筑工程質量、保障人身和財產安全提供了依據，推動了鋼化玻璃及其組合加工制品的廣泛應用。目前，我國對中空玻璃及其原材料——鋼化玻璃、夾層玻璃等均實行強制性（3C）認證管理。

本文通過大量的數據分析了鋼化玻璃對中空玻璃質量高低影響的因素，樣本來源于貴州省的中空玻璃生產企業。

2 貴州省安全中空玻璃產業發展狀況

近年來，貴州省鋼化玻璃和中空玻璃生產企業數量增長較快。2016 年，全省生產鋼化玻璃和中空玻璃的企業有110 余家，2017 年增加到125 家，2018年增加到142家，2019年突破150家，2020年增至160家，截止到2021年7月，全省中空玻璃的企業已達到179家，并且仍在持續增長，見圖1。

圖1 貴州省中空玻璃生產企業數量變化圖

3 樣本檢測

3.1 樣本來源及檢測流程

本次檢測的中空玻璃樣本量為90 個，是在中空玻璃生產企業現場采集已完成加工的且生產流程卡片和標識完整的中空玻璃，以標識為5mm+xA+5mm的中空玻璃為主，標識中5mm 對應的是構成中空玻璃的兩片鋼化玻璃公稱厚度，xA中x對應的是玻璃之間的氣體層厚度。

根據國家標準，首先檢測中空玻璃的對應項目，然后將其拆解得到單片的鋼化玻璃，再進行鋼化玻璃的檢測。

3.2 檢測依據和項目

3.2.1 檢測依據

a) GB/T 11944—2012《中空玻璃》；

b) GB 15763.2—2005《建筑用安全玻璃 第2 部分：鋼化玻璃》。

3.2.2 檢測項目

a) 中空玻璃：邊部密封、膠層厚度、厚度偏差；

b) 鋼化玻璃：厚度偏差、碎片狀態。

4 數據分析

4.1 單項目檢測結果

4.1.1 中空玻璃邊部密封

GB/T 11944—2012《中空玻璃》對邊部密封的要求為：內道密封膠應均勻連續，外道密封膠應均勻整齊，與玻璃充分粘結，且不超出玻璃邊緣。90個樣本中，有14個符合標準要求，合格率為15.6%。

4.1.2 中空玻璃膠層厚度

GB/T 11944—2012《中空玻璃》對膠層厚度的要求為：中空玻璃外道密封膠寬度應≥5mm；內道丁基膠層寬度應≥3mm，特殊規格或有特殊要求的產品由供需雙方商定。共有42 個樣本符合標準要求，合格率為46.7%。

4.1.3 中空玻璃厚度偏差

GB/T 11944—2012《中空玻璃》對厚度的要求及檢測結果見表1，共有87 個樣本符合標準要求，合格率為96.7%。

表1 中空玻璃厚度檢測結果

4.1.4 鋼化玻璃厚度

GB 15763.2—2005《建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃》中鋼化玻璃厚度要求見表2。

表2 鋼化玻璃厚度標準要求

90 個樣本中公稱厚度有4.5mm、4.7mm、5mm 和6mm 等4 種類型，根據表2，我們將樣本分為“公稱厚度≥4mm，＜5mm”、“公稱厚度5mm”和“公稱厚度6mm”共3 種進行統計（見表3），共有42 個樣本符合標準要求，合格率為46.7%。

表3 鋼化玻璃厚度檢測結果

4.1.5 鋼化玻璃碎片狀態

對中空玻璃拆解后得到的鋼化玻璃進行碎片狀態檢測。GB 15763.2—2005《建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃》中對公稱厚度4mm～12mm的鋼化玻璃碎片狀態的要求為：最少允許碎片數40 片。我們同樣將樣本分為“公稱厚度≥4mm，＜5mm”、“公稱厚度5mm”和“公稱厚度6mm”共3 種進行統計（見表4），共有64個樣本符合標準要求，合格率為71.1%。

表4 鋼化玻璃碎片狀態檢測結果

4.1.6 檢測結果匯總

90 個樣本中，中空玻璃邊部密封合格率為15.6%，中空玻璃膠層厚度合格率為46.7%，中空玻璃厚度偏差合格率為96.7%，鋼化玻璃厚度合格率為46.7%，鋼化玻璃碎片狀態合格率為71.1%。

可以看到，不管是中空玻璃還是拆解后得到的鋼化玻璃，大部分檢測項目的合格率均不高。

4.2 結果分析

4.2.1 中空玻璃邊部密封

中空玻璃邊部密封的好壞與中空玻璃的露點性能及使用壽命密切相關，本次中空玻璃樣本邊部密封合格率僅為15.6%。GB/T 11944—2012《中空玻璃》附錄A 中規定：中空玻璃的預期使用壽命至少應為15 年。邊部密封不好的中空玻璃，露點不合格的可能性很大，在溫差較大的季節極易發生“起霧”現象，影響使用效果。

4.2.2 中空玻璃膠層厚度

中空玻璃膠層厚度主要體現生產企業加工工藝水平，本次中空玻璃樣本膠層厚度合格率為46.7%，說明生產企業的加工工藝水平還有待提高。

4.2.3 中空玻璃厚度偏差

中空玻璃厚度在鋼化玻璃厚度固定的情況下，可以通過調整其氣體層空腔厚度來保證合格率，本次中空玻璃樣本厚度偏差合格率為96.7%。在鋼化玻璃厚度合格率僅為46.7%的前提下，中空玻璃厚度偏差合格率高出了原材料鋼化玻璃厚度合格率50個百分點，說明企業通過對氣體層空腔厚度的調整來保證中空玻璃厚度的合格，是較為普遍的做法。

4.2.4 鋼化玻璃厚度

鋼化玻璃厚度通常取決于原片平板玻璃的厚度，鋼化玻璃生產企業通常是利用原片平板玻璃進行鋼化，并不會對玻璃厚度造成實質性的影響。本次的鋼化玻璃來自于拆解后的中空玻璃，厚度合格率為46.7%，且所有樣本的厚度偏差均為負偏差，最低的甚至達到-0.71mm。

由于本次鋼化玻璃的厚度公稱值是根據中空玻璃標識的規格型號確定，如標識為“5mm+xA+5mm”的中空玻璃，其使用的鋼化玻璃公稱厚度應為5mm，因此企業用來生產中空玻璃的原料鋼化玻璃厚度普遍較薄。

4.2.5 鋼化玻璃碎片狀態

鋼化玻璃的碎片狀態不合格，易導致其在碎裂后產生較大塊的碎片或者長條形碎片，從而造成人身傷害，存在安全隱患。本次由中空玻璃拆解而得的鋼化玻璃碎片狀態合格率為71.1%。

鋼化爐是鋼化玻璃企業的關鍵設備，在最初設計時對其可鋼化的玻璃最小厚度是有規定的。最小厚度不同，加熱溫度的控制、風柵、風機功率等工藝參數都有不同的設計。鋼化爐的工藝參數一定程度上決定了玻璃的鋼化效果以及最終成品的質量，是影響鋼化玻璃碎片狀態合格與否的關鍵因素。

4.3 檢測結果關聯性分析

中空玻璃邊部密封及膠層厚度均與生產工藝水平相關，中空玻璃厚度可以通過調整氣體層空腔厚度以保證其合格率，3個項目的關聯性不強。

下面重點來分析一下作為中空玻璃原料的鋼化玻璃，其厚度與碎片狀態結果之間的關聯性，見表5。

表5 鋼化玻璃厚度與碎片狀態檢測結果比較

可以看出，厚度合格時碎片狀態的合格率比厚度不合格時高出近23 個百分點，且對每一級公稱厚度來說，厚度合格時碎片狀態的合格率也均高于厚度不合格時的合格率。以公稱厚度5mm的鋼化玻璃為例，厚度合格的樣本碎片狀態合格率高出近20 個百分點。因此，原料鋼化玻璃的厚度和碎片狀態之間存在一定的關聯性。

5 影響因素分析

中空玻璃所使用的主要材料為鋼化玻璃，其質量好壞直接影響人們的使用體驗，質量問題嚴重的玻璃在極端情況下還會造成安全問題。這兩種玻璃出現問題最多的情況是在使用過程的中“自爆”，以及玻璃爆裂破碎后造成的安全隱患。鋼化玻璃國家標準中的碎片狀態項目就是反映這個問題的最主要指標。

我國在對鋼化玻璃進行的各地不同級別的監督抽查中發現，“碎片狀態”都是造成鋼化玻璃產品質量不合格的主要因素。GB/T 11944《中空玻璃》中雖然沒有直接對中空玻璃的碎片狀態作出要求，但在標準的材料章節對作為原料的鋼化玻璃明確了“應符合相應標準”的規定。

通過前文的分析，我們可以得出這樣一個結論，使用厚度偏薄的鋼化玻璃將會導致其碎片狀態不合格的幾率大幅增加。

因此，“碎片狀態”雖然只是鋼化玻璃的技術指標，但由于鋼化玻璃是中空玻璃的主要原材料，間接造成了“碎片狀態”是影響中空玻璃質量以及安全性能的關鍵指標的事實。

6 建議

6.1 強化質量意識

生產企業應不斷強化產品質量主體責任意識，在生產全過程中守住質量底線，誠實守信，對生產的產品進行準確標識，嚴防因過度降低成本而帶來的產品質量不合格的風險。

6.2 提升內部管理

生產企業還應采取自檢等內部控制的方式確保使用合格的原材料；在此基礎上，根據自身鋼化爐的工藝情況調整相關參數，嚴格按照國家現行標準要求和3C認證要求生產出合格的產品。