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中空玻璃的密封結構在建筑中的應用

來源:杭州之江有機硅化工有限公司  作者:劉明  日期:2006-10-18
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    摘 要:中空玻璃的功能失效原因為:密封失敗、玻璃破損。其中密封失敗幾乎占了90%以上。本文從中空玻璃在建筑中應用時,從中空玻璃結構、密封膠的特性、環境因素對中空玻璃密封膠施加的影響,來綜合考慮各種中空玻璃的密封結構、密封膠在建筑中的應用。

  關鍵詞:
  在環境影響及結構穩定性綜合方面,硅酮膠的表現又極其優秀;而在環境溫度下的耐熱、耐冷性能方面,聚異丁烯膠、熱熔丁基膠顯示了較差的性能。


  了解了密封膠的性能特點后,我們將可以通過中空玻璃在建筑應用中的氣候、結構等方面的影響,來研究密封膠的變化。


  3、外界各種荷載對中空玻璃的影響
  在不考慮加工制作以及其它材料(如分子篩、玻璃品種等)的影響情況下,無論溫度、風荷載、地震荷載引起的變形荷載,對中空玻璃的影響均表現為使中空玻璃產生凹凸現象,很多文章中描述的泵現象(如下圖),使邊部密封膠變形。

  3.1溫度影響
  中空玻璃的中間空氣隔熱層空間如果不變,可用氣體性質方面的等容變化—查理定律來分析。 公式:Pt=Po(1+rt)
  Pt:空氣隔熱層的壓力
  Po:標準壓力(取0.1MPa)
  rt:1/273×Δt(℃)
  Δt:環境溫度與加工環境溫度之差
  以次來研究中空玻璃的受壓壓力既要考慮地區環境同時也要考慮加工環境溫度。我國地域遼闊不同地區環境有極大的差別。分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區。各個地區夏天太陽直射對于建筑表面溫度可達70℃左右,冬天嚴寒地區最低可到-30℃左右。

  例:20℃時生產的中空玻璃,而夏天使用表面溫度在70℃時,
  空氣隔熱層的壓力Pt=0.1MPa{1+(1/273)×50}=0.118MPa
  中空玻璃承受正壓0.118MPa-0.1MPa=0.018MPa


  3.2 風荷載、地震荷載的影響
  風荷載、地震荷載引起泵現象主要在建筑玻璃幕墻中產生,由于門窗固定玻璃邊緣嵌入較深,相對的影響較小。而在建筑玻璃幕墻應用中空玻璃時,尤其對隱框玻璃幕墻(包括邊支撐、點支撐、肋支撐結構)的中空玻璃,中空玻璃邊部密封膠要承載結構安全性,選擇硅酮結構密封膠進行中空玻璃的邊部密封,其粘結尺寸不能僅按GB/T 11944《中空玻璃》標準中規定的5~7mm的密封寬度,必須經過安全荷載設計。目前國家JGJ102-2003玻璃幕墻工程技術規范》沒有涉及該問題。大多數專家意見:膠縫設計:

  非抗震設計:Cs=wa/2000f1
   抗震設計:  Cs=(wa+0.5qE)/2000f1
   Cs:中空玻璃邊部硅酮結構密封膠粘結寬度(mm);

  W:作用在中空玻璃外片玻璃的風荷載設計值(KN/m²);

   qE: 作用在中空玻璃外片玻璃的地震荷載設計值((KN/m²);

   a:  玻璃短邊尺寸(mm)
  f1:  硅酮結構密封膠在風荷載或地震作用下的強度設計值,取0.2 N/m²


  影響中空玻璃內空腔的變形主要是作用在玻璃上的風荷載。在JGJ102的規范中規定:

  1) 直接承受風荷載作用的中空玻璃的單片玻璃:

     Wk1=1.1Wk×t1³/(t1³+ t2³)
  不直接承受風荷載作用的中空玻璃的單片玻璃:

     Wk2=Wk×t1³/(t1³+ t2³)
  則引起中空玻璃內空腔壓力變化:ΔWk= Wk1 -Wk2

    通過各種荷載對中空玻璃空間層的影響,不同結構撓度限值、玻璃特性等進行各種膨脹量計算。
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