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中空玻璃的密封结构在建筑中的应用

来源:杭州之江有机硅化工有限公司  作者:刘明  日期:2006-10-18
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    摘 要:中空玻璃的功能失效原因为:密封失败、玻璃破损。其中密封失败几乎占了90%以上。本文从中空玻璃在建筑中应用时,从中空玻璃结构、密封胶的特性、环境因素对中空玻璃密封胶施加的影响,来综合考虑各种中空玻璃的密封结构、密封胶在建筑中的应用。

  关键词:
  在环境影响及结构稳定性综合方面,硅酮胶的表现又极其优秀;而在环境温度下的耐热、耐冷性能方面,聚异丁烯胶、热熔丁基胶显示了较差的性能。


  了解了密封胶的性能特点后,我们将可以通过中空玻璃在建筑应用中的气候、结构等方面的影响,来研究密封胶的变化。


  3、外界各种荷载对中空玻璃的影响
  在不考虑加工制作以及其它材料(如分子筛、玻璃品种等)的影响情况下,无论温度、风荷载、地震荷载引起的变形荷载,对中空玻璃的影响均表现为使中空玻璃产生凹凸现象,很多文章中描述的泵现象(如下图),使边部密封胶变形。

  3.1温度影响
  中空玻璃的中间空气隔热层空间如果不变,可用气体性质方面的等容变化—查理定律来分析。 公式:Pt=Po(1+rt)
  Pt:空气隔热层的压力
  Po:标准压力(取0.1MPa)
  rt:1/273×Δt(℃)
  Δt:环境温度与加工环境温度之差
  以次来研究中空玻璃的受压压力既要考虑地区环境同时也要考虑加工环境温度。我国地域辽阔不同地区环境有极大的差别。分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区。各个地区夏天太阳直射对于建筑表面温度可达70℃左右,冬天严寒地区最低可到-30℃左右。

  例:20℃时生产的中空玻璃,而夏天使用表面温度在70℃时,
  空气隔热层的压力Pt=0.1MPa{1+(1/273)×50}=0.118MPa
  中空玻璃承受正压0.118MPa-0.1MPa=0.018MPa


  3.2 风荷载、地震荷载的影响
  风荷载、地震荷载引起泵现象主要在建筑玻璃幕墙中产生,由于门窗固定玻璃边缘嵌入较深,相对的影响较小。而在建筑玻璃幕墙应用中空玻璃时,尤其对隐框玻璃幕墙(包括边支撑、点支撑、肋支撑结构)的中空玻璃,中空玻璃边部密封胶要承载结构安全性,选择硅酮结构密封胶进行中空玻璃的边部密封,其粘结尺寸不能仅按GB/T 11944《中空玻璃》标准中规定的5~7mm的密封宽度,必须经过安全荷载设计。目前国家JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范》没有涉及该问题。大多数专家意见:胶缝设计:

  非抗震设计:Cs=wa/2000f1
   抗震设计:  Cs=(wa+0.5qE)/2000f1
   Cs:中空玻璃边部硅酮结构密封胶粘结宽度(mm);

  W:作用在中空玻璃外片玻璃的风荷载设计值(KN/m²);

   qE: 作用在中空玻璃外片玻璃的地震荷载设计值((KN/m²);

   a:  玻璃短边尺寸(mm)
  f1:  硅酮结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值,取0.2 N/m²


  影响中空玻璃内空腔的变形主要是作用在玻璃上的风荷载。在JGJ102的规范中规定:

  1) 直接承受风荷载作用的中空玻璃的单片玻璃:

     Wk1=1.1Wk×t1³/(t1³+ t2³)
  不直接承受风荷载作用的中空玻璃的单片玻璃:

     Wk2=Wk×t1³/(t1³+ t2³)
  则引起中空玻璃内空腔压力变化:ΔWk= Wk1 -Wk2

    通过各种荷载对中空玻璃空间层的影响,不同结构挠度限值、玻璃特性等进行各种膨胀量计算。
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