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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(huán)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(huán)境影響及結構穩(wěn)定性綜合方面,硅酮膠的表現(xiàn)又極其優(yōu)秀;而在環(huán)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(xiàn)為使中空玻璃產(chǎn)生凹凸現(xiàn)象,很多文章中描述的泵現(xiàn)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)
 。衪:空氣隔熱層的壓力
 。衞:標準壓力(取0.1MPa)
 。騮:1/273×Δt(℃)
  Δt:環(huán)境溫度與加工環(huán)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(qū)環(huán)境同時也要考慮加工環(huán)境溫度。我國地域遼闊不同地區(qū)環(huán)境有極大的差別。分為嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)。各個地區(qū)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(qū)最低可到-30℃左右。

  例:20℃時生產(chǎn)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(xiàn)象主要在建筑玻璃幕墻中產(chǎn)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(guī)定的5~7mm的密封寬度,必須經(jīng)過安全荷載設計。目前國家JGJ102-2003玻璃幕墻工程技術規(guī)范》沒有涉及該問題。大多數(shù)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(guī)范中規(guī)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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