帶有特殊設(shè)計間隔層的中空玻璃:
通常采用特殊間設(shè)計的間隔層用來解決丁基膠的塑性移動或塑性變形的問題,改進(jìn)的中空玻璃間隔層示意圖見圖14。
由于間隔層高度增加,第一道密封膠能夠保持在玻璃和鋁條之間具有足夠的間隙,并達(dá)到連續(xù)阻擋潮氣進(jìn)入中空玻璃內(nèi)部的功能,也因為第一道密封膠增加了高度方向的長度,甚至在與玻璃接觸的厚度方向稍微增加,也能夠維持中空玻璃的耐久性能。此外,鋁條尺寸增加以及暖邊膠條波浪形結(jié)構(gòu)的密封膠中,還能夠增加干燥劑的數(shù)量,改進(jìn)中空玻璃的耐久性(見圖15)。
6、玻璃炸裂原因分析
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玻璃破裂削弱了建筑的舒適和安全,重新更換和安裝新的玻璃或者中空玻璃花費很高,這里將討論玻璃破碎的原因及評估最小數(shù)量。
玻璃破裂的特性取決于玻璃的品種,退火玻璃破損成尖的-邊部尖的/鋒利的,盡管這些可以保持在窗框里,取決于裝配的方法。當(dāng)加固玻璃破損,破裂成相對微笑的小塊(小方塊),通常會掉出窗框外部,防止破損圖案觀察。夾層玻璃破損將保持粘著,可以觀察破損的圖案,可以鑒別破損的原因。
玻璃破損的原因:
象我們看到的,玻璃具有象
玻璃纖維增強(qiáng)塑料一樣的高強(qiáng)度,然而,薄的玻璃由于看不見的小的缺陷存在,將降低應(yīng)力,象已經(jīng)知道的Griffith裂紋,能夠?qū)е聭?yīng)力集中允許裂紋傳播。大的可見缺陷也會降低玻璃的應(yīng)力。
退火玻璃破損的潛在原因如下:
均衡的負(fù)載;碰撞;邊部損害;差勁的裝配;位置損害;
熱應(yīng)力。
前面我們已經(jīng)闡述了硫化鎳導(dǎo)致玻璃自爆的機(jī)理,這里我們重點探討玻璃熱應(yīng)力炸裂的原因:
額外的熱應(yīng)力可以導(dǎo)致玻璃破碎,圖例說明,不同部分玻璃溫度差別引起玻璃板內(nèi)的熱應(yīng)力,舉例來說,在夏季,玻璃中心的溫度較玻璃邊部的溫度上升快,因為玻璃邊部裝配在窗框的內(nèi)部不能直接受到輻射熱,這部分玻璃面積可以忽略
太陽輻射,玻璃中心在太陽光照射時將吸收熱量導(dǎo)致溫度增加并膨脹,這樣玻璃邊部將承受玻璃中心膨脹產(chǎn)生帶來的拉應(yīng)力。玻璃邊部膨脹在下面公式給出:
L = x Lx ΔT
在這里: 是熱膨脹系數(shù);L是原始長度;ΔT是玻璃邊部與中心的溫度差。
誘導(dǎo)應(yīng)力由下式(公式3)給出:
= ( L / L ) x E 公式3
這里,E是Young’s模數(shù);
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一度溫度差的誘導(dǎo)應(yīng)力 x E, = 10 x 10-6 / 0C和 E = 70,000 MPa ( N/mm2 ) 一度溫度差引起的應(yīng)力大約是0.7 MPa ( N/mm2 )。當(dāng)應(yīng)力水平超過20MPa( N/mm2 )時,退火玻璃熱炸裂十分危險,玻璃中心與玻璃邊部溫度差達(dá)到30℃必然引起玻璃熱炸裂。如果玻璃的切割很差、操作損害或者裝配錯誤,炸裂將在更低的溫度下發(fā)生。
因為誘導(dǎo)應(yīng)力集中的作用,一般玻璃炸裂都是從不理想的玻璃邊部開始的,這些炸裂很容易鑒別,所有熱應(yīng)力炸裂的裂紋在起始點全部與玻璃端部垂直相交。圖例是典型的熱應(yīng)力炸裂的圖。玻璃邊部炸裂紋的數(shù)量取決于玻璃板的邊部是否損害(單個裂紋)或者切割干凈(超過一個裂紋)。一般來講,在玻璃安裝時,應(yīng)該控制玻璃邊部墊塊的
硬度,墊塊不能太硬,這樣容易加劇玻璃炸裂的危險。
對陽光控制玻璃玻璃來說,典型的代表是著色玻璃和鍍膜玻璃,在直接面對太陽光的輻射時,比普通浮法玻璃更易吸熱,從而增加玻璃熱炸裂的可能性。當(dāng)陽光控制玻璃被應(yīng)用在中空玻璃上時,這種可能性更加明顯。當(dāng)在中空玻璃的內(nèi)片采用LOW-E鍍膜和外片采用陽光控制玻璃時,這種組合進(jìn)一步增加了陽光控制玻璃的
表面溫度,同時增加了熱炸裂的可能性。所以在選用這樣類型的中空玻璃時,應(yīng)該建議所有玻璃全部采用鋼化處理或者做熱增強(qiáng)處理,以降低熱炸裂的可能。
而對中空玻璃來說,退火玻璃制作的中空玻璃將增加熱炸裂的危險,因為中空玻璃較單片玻璃加熱的速度快。玻璃的邊部間隔也具有影響,尤其是帶有鋁條間隔框的中空玻璃,鋁間隔框象一個
熱橋,在冬季,鋁條傳
導(dǎo)熱到外面玻璃邊部,當(dāng)太陽照射時減少中心到邊部的溫度差,暖邊間隔越來越被證明雖然他們提高整體中空玻璃的性能并減少凝露的危險,但是他們將增加熱炸裂的危險。
玻璃熱安全也受窗框設(shè)計的影響,重要的因素是從窗框到周圍建筑結(jié)構(gòu)的熱流以及窗框?qū)μ栞椛涞姆从场H绻翱虿牧系?a href='../../zsk/ct.asp?id=5311' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>導(dǎo)熱性能好,與周圍墻體直接接觸并具有良好的熱耦合,將導(dǎo)致玻璃邊部溫度降低,隨著玻璃中心溫度升高,將增加玻璃熱炸裂的危險。最明顯的例子是玻璃直接與
混凝土或者磚墻接觸,玻璃炸裂的可能性極大。窗框材料、顏色和設(shè)計將影響窗框的溫度上升并影響玻璃邊部的輻射反映,采用暗色的窗框材料將降低玻璃炸裂的危險。
房屋內(nèi)側(cè)的環(huán)境條件也會影響到通過玻璃吸收和損失的熱量。房屋內(nèi)部較暗的光線會反射輻射光,并限制屋內(nèi)空氣的流動,從而減少熱量的損失;房屋內(nèi)的結(jié)構(gòu)部分會將屋內(nèi)的輻射熱反射到玻璃上,而屋內(nèi)的輻射加熱器也會將更多的熱量輻射到玻璃上。
房屋外部的特征,如外部遮蔽等,也會影響玻璃的熱炸裂。例如玻璃外部的遮蔽能降低玻璃外表面的溫度,減少反射,從而增加在嚴(yán)寒地區(qū)玻璃表面的內(nèi)外溫差,增加玻璃熱炸裂的可能性。玻璃外部的遮蔽可包括房屋外部的陽臺、走道、附近的建筑或樹木等。建筑外部突出的
立柱隨著太陽光的移動,能成為一個緩慢移動的建筑外部遮蔽物,從而使得玻璃表面在不同時段內(nèi)產(chǎn)生較大的溫差,從而可能導(dǎo)致玻璃熱炸裂現(xiàn)象。
玻璃的正確安裝是非常必要的,正確的安裝能避免玻璃角部的破裂,并減少由于熱應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力而產(chǎn)生的玻璃破裂現(xiàn)象。玻璃在建筑中安裝時應(yīng)該被合理地支撐,同時與外部的結(jié)構(gòu)應(yīng)該有一定的間隙,以允許玻璃在受到外部的熱應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力時而具有一定的位移,同時避免玻璃與金屬物的接觸,特別是避免玻璃部分地和金屬接觸。
門窗和幕墻上的玻璃
墊片應(yīng)該能夠在外部的溫度不斷變化時,有一定的伸縮性,不會因此而對玻璃產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力。
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