毛细管和呼吸管在中空玻璃中的作用

通常，中空玻璃生产和安装的两地之间都处于相同和十分相近的纬度范围内，在其它条件相同地条件下，中空玻璃空气层内的压强与外部的压强始终相同。但是当中空玻璃在低纬度如海平面制作然后在在较高纬度安装时，如果我们仍然简单地假定中空玻璃内地压强与两地之间地外部压强仍然相同，就不能解释为什么中空玻璃的两片玻璃会向外挠曲、玻璃视觉变形、甚至中空玻璃出现炸裂等一系列问题。之所以如此，是因为制作中空玻璃时中空玻璃内外的压强较之在安装在纬度高的地方时的压强要大的缘故。如果压强差过大，大到超过玻璃自身的强度的的话，中空玻璃就可能出现炸裂和/或中空玻璃的结构胶断裂等现象，从而导致中空玻璃的密封过早失败。解决这一问题的传统方法是在中空玻璃的密封边部安装呼吸管或毛细管。呼吸管和毛细管的作用是随着高度的变化来不断调节中空玻璃空气层内的压强和外部的大气压之间的差，使之达到动态均衡。以前，人们采用的办法是，凡是中空玻璃窗在运输中的高度超过海拔5000英尺（约等于1524公尺）时，均采用安装呼吸管的办法（见表1）。

表1 呼吸管与毛细管比较
呼吸管毛细管内孔径大（0.125”）的铝管内孔径小（0.010－0.020”）的不锈钢管3－6”长12”长压强均衡后呼吸管必须封口不需封口

    切记，采用内孔径大的“呼吸管”在最后安装时需要封口，以防止中空玻璃密封过早失败。这种作法的缺点是，中空玻璃窗的密封结构整体性能取决于当地的门窗安装人员，而不是掌握在中空玻璃窗户的生产人员手里。因此，无论中空玻璃的制作质量如何好，但只要安装后最后没有对呼吸管封口，就会出现问题。解决问题的方法之一，是用毛细管替代呼吸管。从表1可见，与呼吸管相比，毛细管的内孔径更小（约呼吸管的1/10左右），管更长，从而即使不对毛细管封口，也可保证中空玻璃在高纬度安装后的整体性能。尽管如此，目前为止，没有实验室数据来支持这一种说法（作法）。事实上，对安装毛细管抑或呼吸管的中空玻璃的耐久性和寿命多少，北美中空玻璃行业内仍然存在争论；即使安装毛细管的中空玻璃通过ASTM773/774检测标准，也不意味着实际密封寿命可达到5年。

    对呼吸管和毛细管的评估

    由于使用氩气充中空玻璃，人们不得不对高度极限问题重新进行认真地考虑。外部的空气要通过呼吸管与中空玻璃内的气体进行交换,结果，中空玻璃安装后的几个月内，其中的惰性气体浓度就大大地降低。当内充氩气地中空玻璃窗往高山运输时，为了使内充氩气的中空玻璃尽可能地安装在纬度高的地方，而不减少中空玻璃的密封整体性，应尽可能地不使用呼吸管。业已证明，使用丁基胶和硅酮胶双道密封结构的中空玻璃的耐久性具有卓越的结构整体性。在大多数情况下，玻璃自身的强度成为中空玻璃最高纬度极限的因素。高度极限的两种不同的情况:中空玻璃可安装的海拔高度极限和中空玻璃运输中的高度极限。 

    中空玻璃可安装的海拔高度极限 

    在纬度高的地方安装中空玻璃的极限需考虑最坏两种情况：夏季的炎热（热空气）、玻璃强度的老化，以及长期的荷载。这种长期的荷载使高纬度的中空玻璃与一般条件下风荷载下的中空玻璃相比，其强度减少50％。从表2中可见，在某些情况下，可根据普通玻璃和钢化玻璃之间的强度差来决定玻璃使用的纬度极限。如果可能的话，应采用充氩气的钢化玻璃的中空玻璃取代安装呼吸管的内含空气的普通玻璃的中空玻璃。在高纬度地方，所有密封的中空玻璃都会向外挠曲。向外挠曲在多大程度上导致中空玻璃的视线变形，是主观的。解决这一问题的办法是在中空玻璃上安装呼吸管。

表2 中空窗可安装的海拔高度极限表 （米）
短边长度玻 璃 厚 度2.2mm3.3mm3.9mm5.7mmmm普通玻璃普通玻璃钢化玻璃普通玻璃钢化玻璃普通玻璃钢化玻璃30512201524152412201220122012204061524152421341524152412201220457182915242439152418291220122050821341829274415242134122012206102439213430491829243915241524762304927443049213430491829213491430493049304927443049213427441067304930493049304930492744304912193049304930493049304930493049

    中空玻璃在山地运输的高度极限 

    在这种情况下，运货卡车载着中空玻璃通过山路上下行驶时，气压变化的时间相对较短，这时由于车上的中空玻璃表面强度很大，因此炸裂的危险很小。如果中空玻璃安装在窗框内，玻璃可自由的向外挠曲，当运到低纬度时玻璃又回到正常位置。如果运输的仅仅是中空玻璃（这时玻璃之间彼此仅仅挨在一起），玻璃向外挠曲使得玻璃之间彼此接触相互“磨擦”。在这种情况下，应采用特殊包装以保证中空玻璃之间有足够的空间向外挠曲，避免炸裂。

表3 中空玻璃运输中的高度极限（米）
短边长度　玻璃厚度　　mm2.2mm3.0mm3.9mm5.7mm30518291829152412204062134213418291220457243921342134122050827442439213415246103049274424391829762304930493049243991430493049304930491067304930493049304912193049304930493049

    使用表2和表3来确定中空玻璃的高度极限仅需要查两个值:玻璃的厚度和中空玻璃的短边长度。这里不需要使用中空玻璃的长边长度，如分析 20 x 20 英寸（≈51mm X51mm）的中空玻璃与分析20 x 40英寸(≈51mm X102mm) 和20 x 60英寸(≈51mm X 153mm的中空玻璃等等都是相同的。从表中读者可以看到常用的中空玻璃规格使用的纬度的高度比过去人们所想象的要高得多。

来源:杭州机电网