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建筑玻璃現階段發展趨勢及應用分析

來源:中國幕墻網收集整理  作者:劉軍  日期:2007-4-23
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  中空玻璃的影象失真能夠進行量化,密封中空玻璃在大氣溫度及壓力隨天氣變化時,很容易偏差1.5mm或者更多的距離,玻璃的尺寸小(大約300 m2),采用的玻璃厚(4-5mm以上),將不會彎曲較多。而大尺寸的中空玻璃(大約2m2以上),將帶有很大曲率半徑的偏斜,反而降低視覺失真的影響。


  不合適的安裝細將增加視覺失真現象,如不平的框,開啟部位的兩個邊部互相不平行等等,都將很容易扭曲大玻璃的光線,并扭曲反射的影象。在中空玻璃上的簡單物理影象失真是隨著一個玻璃的反射和間隔層內空氣壓力高或低造成的,與平面比較,反射和他們的影象失真在凹面將放大而在凸面將縮小。


  解決中空玻璃影象失真的一個很有效的辦法是采用毛細管技術。使用毛細管控制中空玻璃影象失真的幾個前提條件:


  A.當生產和運輸之間最大的高度差達到3000英尺或者更高的時候;

  B.當密封和安裝的高度差在1000,2000,2500和7500英尺的時候;

  C.當中空玻璃反射影象失真要求最小的時候;

  D.當需要采用大的空氣間隔尺寸(超過1英寸)的時候;


  采用毛細管技術可以通過Einstein’s 擴散時間方程式(公式2)計算潮氣通過毛細管進入中空玻璃內部的時間:


  這里:t =通過密封截面擴散進入到間隔層氣體重量的時間;

   dx =距離(mm)
   MW =氣體的分子重量 (g)
    = 粘性
     = 3.1416 etc
    k = Boltzmann’s常數
    T = 絕對溫度
  在設計使用毛細管的過程中,建議首先是計算預想的開口毛細管中空玻璃的壽命、使用毛細管代替呼吸管、盡可能使用現場密封的毛細管、如果需要使用開口毛細管,中空玻璃產品盡可能使用白玻(沒有熱吸收)而且安裝在干燥通風的場所、不要讓干燥劑的灰塵堵塞毛細管的尾端、確保毛細管與中空玻璃密封膠接觸部位得到良好的密封、在靠近與密封膠接觸端部彎曲毛細管、在毛細管的端部做防護,防止液體水進入毛細管、在高溫高濕實驗或者其他實驗測試毛細管的彎曲技術。


毛細管的種類及特點:


  小孔徑大約0.53mm,管的長度大約305mm,采用硬不銹鋼、軟(退火)不銹鋼或者鋁合金制作;特點是安裝簡單—簡單滑動毛細管通過角部進入中空玻璃間隔層;可以封口或者開口使用。使用毛細管具有系列優點:


  1.保持中空玻璃具有最小的影象失真;

  2.給中空玻璃邊部密封膠最小的密封壓力;

  3.保持足夠的空間層厚度,保證中空玻璃具有更高的隔熱性能;


  但是毛細管也有兩個缺點:


  1.允許一些水蒸氣進入中空玻璃內部;

  2.充氣中空玻璃不能使用

  毛細管的截面積是通常一些企業使用的呼吸管的1/36,但長度是呼吸管的4-6倍,這意味著毛細管具有更低的水氣傳送速度,同時由于通過毛細管的氣流極少,甚至可以認為帶有毛細管的中空玻璃完全可以抵消因為溫度和氣壓變化對中空玻璃的影響而不會對中空玻璃的質量造成很大的影響。


  由于海拔高度每增加610米,對中空玻璃來說,則在每一個邊部將增加很大的壓力。使用毛細管可以減輕這個壓力并能夠補償生產車間和使用地點之間的海拔差異。


  采用TruSeal技術公司的暖邊膠條使用毛細管制作中空玻璃的安裝程序:


  1. 使用尖利的軸或者是尖利的特氟龍密封塊將毛細管彎曲成90º;

 毛細管必須放置在距離膠條開始點1(25mm)的距離(參考9#);

 關鍵的是將毛細管的尾端放置在DuraSeal膠條內部至少1.5mm;

  2. 放置一片TruSeal技術公司的0.5mm厚度、6.35mm寬、12.7mm長的邊部密封條,中心部位包裹毛細管并沿著膠條的內表面平鋪;

  3. 在DuraSeal膠條的粘接表面輕輕地壓邊部密封膠條并去邊部密封膠的分離紙;

  4. 按照正常方式將中空玻璃合片并按照總體中空玻璃的公稱尺寸,正確壓合中空玻璃

  備注:在中空玻璃安裝到扇上時,暴露在外部的毛細管部分,管口應該在豎挺位置朝下安裝并不能與窗臺面積接觸,這是十分關鍵的因素!

  干燥劑對中空玻璃影象失真的影響:


  我國中空玻璃制造企業使用的干燥劑型號有3A、4A和13X幾個品種,更多的企業使用4A分子篩。13X和4A分子篩能夠吸附氮氣,將加劇中空玻璃的偏斜,例如:一盎司(28.3g)的13X和4A分子篩在25℃,標準大氣壓力下能夠吸附超過10立方英寸(164cm3)的氮氣。

  在中空玻璃內部使用13X和4A的分子篩:


  1.當溫度下降時,吸收或者移動氮氣;


  2.當溫度升高時,呼出或者釋放氮氣進入空氣中;


  因為空氣中包括79%的氮氣,13X和4A分子篩對玻璃偏斜的影響可能雙倍于自然力量(溫度和氣壓變化)造成的影響。下圖12 顯示13X分子篩對氮氣的吸收,4A分子篩的作用類似,數據顯示13X和4A分子篩加劇玻璃的偏斜:


  理論上講,3A分子篩可以歸類于低偏斜中空玻璃專用干燥劑,中空玻璃采用3A型分子篩:


  1.很少吸收氮氣,將產生最小的偏斜;;

  2.最小的視覺扭曲和產生哈哈鏡現象;

  3.對邊部密封膠產生最小的密封壓力;

  4.中空玻璃空間層內最小的熱性能損失;

  5.較13X、4A分子篩提供更好的性能。


  所以建議所有中空玻璃采用3A型分子篩作為中空玻璃的干燥劑。


  5、控制無框裝配中空玻璃

  中空玻璃產品由于很好地改進建筑門窗洞口的隔熱保溫性能,已經被廣泛地應用在住宅及辦公建筑。從另外角度看,無框裝配系統如點駁接(DPG)系統由于具有很好的設計性能,最近幾年的建筑上被設計師廣泛應用在幕墻上。


  隨著無框中空玻璃系統應用的增加,一個不容忽視的問題是中空玻璃的耐久性及中空玻璃第一道密封膠塑性流動(或者塑性變形)的紫外線阻抗及日常風荷載阻抗問題。

  無框裝配中空玻璃幕墻系統分類:


  A)兩邊簡單支撐系統(見圖13左圖),基本是屬于豎隱橫不隱的幕墻;

  B)點駁接玻璃裝配鉆孔系統(DPG)(見圖13中間圖),是在玻璃的四角鉆孔并采用駁接的裝配系統;

  C)點駁接剪切非鉆孔系統(MPG)見圖13右圖,是在玻璃的四角切削1/4圓,并組合而成的駁接系統,這種裝配要求的加工精度較高;


  無框裝配中空玻璃系統退化的機械原理:


  幕墻在使用過程中,有一些因素將導致中空玻璃壽命降低,這些因素包括:紫外線輻射、高溫、高濕(水)、溫度變化和風變化的循環荷載等等。中空玻璃的第一道密封膠或/和第二道密封膠在這些因素影響下將逐年退化,此外對無框裝配的中空玻璃,還應該考慮下面幾點:


  a)直接氣候侵蝕特別是紫外線直接照射在中空玻璃邊部;

  b)鋼化玻璃和熱增強玻璃的表面失真;

  c)由于缺乏窗扇的支撐,玻璃板邊部由于風荷載造成玻璃邊部窗扇出現較大的剪切變形;


  對于玻璃邊部直接侵蝕、室外暴露性能,經過多年實際使用的經驗,使用硅酮結構膠做第二道密封膠,長期使用沒有大的問題。


  鋼化玻璃和熱增強玻璃由于具有高的機械強度,在許多玻璃DPG系統上使用。由于鋼化玻璃表面質量較浮法玻璃低許多,經常導致中空玻璃失效。這樣在實際生產過程中就需要增加第一道密封膠的厚度來與這些玻璃的表面進行充分粘接,但是第一道密封膠的厚度增加,通過第一道密封膠進入到中空玻璃內部的潮氣的量也增加了,將影響中空玻璃的耐久性。


  此外,當玻璃受到風荷載時,因為中空玻璃的兩片玻璃同樣彎曲,將在玻璃邊部產生剪切變形。丁基膠具有由于具有極低的水氣滲透特性,從防止水氣滲透角度看是非常好的第一道密封材料,但是丁基膠會產生塑性流動或者塑性變形,即經常出現丁基膠移動進入中空玻璃內部,甚至在無框安裝時,在日常風荷載變化時也產生移動。由于丁基膠是粘性材料,一旦出現移動,將破壞丁基膠做為第一道密封膠的作用,這樣水氣滲透將加速,中空玻璃壽命將降低。

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