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中空玻璃具有良好的隔熱保溫性能

文章出處：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2014-09-09 11:33【大中小】

中空玻璃是由兩(liǎng)片（或兩(liǎng)片以上）玻璃構(gòu )成，中間用帶有乾燥劑的間隔框隔開(kāi)，周邊進(jìn)行密封的玻璃製品。由於中空玻璃具有良好的隔熱保溫性能，近幾年來(lái)在我國(guó)新建建築中廣(guǎng)泛使用。

　　中空玻璃在使用的整個(gè)壽命周期中要不斷受到外界環(huán)境腐蝕及外力作用，在使用一段時(shí)間後部分中空玻璃會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題，其中主要有兩(liǎng)種：一是中空玻璃密封性能失效（氣體洩漏），使中空玻璃產(chǎn)生露點(diǎn)，並失去保溫隔熱功能；二是中空玻璃炸裂及外片整體脫落，容易造成嚴(yán)重的安全隱患。特別是中空玻璃密封性能失效會(huì)導(dǎo )致其承載能力下降，在外力作用下，其外片更容易發(fā)生整體脫落。因此，研究中空玻璃承載性能的基本理論，了解中空玻璃在外載作用下的強(qiáng)度特徵及變形特徵，合理設(shè)計(jì)中空玻璃結(jié)構(gòu )尺寸，並提出一套中空玻璃中空層密封性能失效現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法，對(duì)指導(dǎo )中空玻璃工程應(yīng)用，降低中空玻璃失效概率，保證中空玻璃安全可靠使用有著重要意義。為此，本文根據(jù)中空玻璃結(jié)構(gòu )特點(diǎn)，分析了影響中空玻璃承載性能的各方面因素，提出了採用在中空玻璃面板中心施加集中荷載，通過(guò)觀(guān)測(cè)中空玻璃內(nèi)、外片變形量的大小或中空層的厚度變化來(lái)評(píng)價(jià)中空玻璃中空層的密封性能，並設(shè)計(jì)了一套配套的檢測(cè)裝置。

　　中空玻璃承載性能分析

　　影響中空玻璃承載性能的主要因素為中空玻璃強(qiáng)度、中空玻璃剛度及中空玻璃中空層密封性能。

　　1.中空玻璃的強(qiáng)度及剛度

　　中空玻璃強(qiáng)度是指中空玻璃抵抗外載作用的能力，剛度是指中空玻璃承載變形的能力。顯然，在玻璃材料給定後，比如普通平板玻璃或鋼化玻璃，那麼根據(jù)玻璃強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論，玻璃原片的斷裂強(qiáng)度就確定下來(lái)了。因此，要使中空玻璃承載能力提高，就必須在同載荷作用下使玻璃表面彎拉應(yīng)力更小，這就與中空玻璃原片尺寸（各原片的長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比與厚度）及中空層厚度有關(guān)。外載作用下直接分配到每片玻璃上的載荷大小決定著中空玻璃的承載能力。

　　由於中空玻璃是由兩(liǎng)片（或兩(liǎng)片以上）玻璃構(gòu )成，周邊密封形成一個(gè)密封的空氣層，中空玻璃在一面玻璃受到載荷作用時(shí)，受力面玻璃變形壓縮中空層氣體，氣體壓強(qiáng)增大，將部分載荷傳送給另一面玻璃，因此在氣體密封狀態(tài)下，中空玻璃是兩(liǎng)片玻璃共同承擔(dān)載荷，兩(liǎng)片玻璃同時(shí)變形。

　　2.中空層失效狀態(tài)下中空玻璃承載特性

　　在中空層氣體密封的情況下，氣體的傳遞作用能夠將一部分外荷載傳遞給另一片玻璃，但是當(dāng)氣體層洩漏時(shí)，中空層氣體則完全喪失了傳遞荷載的作用，此時(shí)，中空玻璃承受荷載完全由直接受力的那片玻璃承擔(dān)。

　　顯然，此時(shí)的中空玻璃承受荷載能力將會(huì)明顯下降。

　　通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量中空玻璃（規(guī)格為6mm＋12mm＋6mm，尺寸為1000mmⅹ1000mm）在6kPa均布荷載作用下中空層在密封和洩漏情況下內(nèi)片玻璃（非承載一面）沿中線(xiàn )上的撓度值。此圖表明了在中空層氣體密封條件下內(nèi)片玻璃的撓度明顯大於洩漏狀態(tài)下的撓度，洩漏後中空氣體層失去傳載能力，內(nèi)片不受力，幾乎沒有變形。

　　3.環(huán)境溫、壓差對(duì)中空玻璃承載性能的影響

　　即使不受外荷載作用，由於中空玻璃的生產(chǎn)地域環(huán)境與使用地域環(huán)境存在差別，也會(huì)導(dǎo )致中空玻璃中空層氣體的膨脹或收縮（見(jiàn)圖2），直接導(dǎo )致兩(liǎng)片玻璃原片產(chǎn)生變形和附加應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使兩(liǎng)片玻璃相互磕碰在一起，甚至導(dǎo )致玻璃破裂。

　　中空層失效在線(xiàn )檢測(cè)方法及裝置

　　由分析可知，中空玻璃在中空層密封性能失效後改變了其承載性能，為此，提出了通過(guò)在玻璃板中心施加集中力方法並觀(guān)測(cè)中空玻璃內(nèi)外片變形或中空層厚度變化，來(lái)識別中空層是否密封。

　　為達(dá)到在線(xiàn )檢測(cè)中空玻璃中空層密封性能，檢測(cè)裝置主要包括施力裝置和中空玻璃變形觀(guān)測(cè)裝置。

　　（a）是現(xiàn)場(chǎng)給幕牆或門(mén)窗中空玻璃施加集中力裝置構(gòu )成示意圖，其中施力裝置採用螺旋加力方式。這個(gè)檢測(cè)裝置中設(shè)一用於跨設(shè)安裝在幕牆附框上的有足夠剛度的導(dǎo )杆，在導(dǎo )杆兩(liǎng)端各設(shè)有一掛鈎，掛鈎可在導(dǎo )杆上自由移動(dòng)。掛鈎上裝設(shè)吸盤(pán)，導(dǎo )杆的中段配置有螺旋加力器，螺旋加力器上的螺紋杆與導(dǎo )杆垂直，螺紋杆前端設(shè)一柔性墊片，尾端連接施力螺旋手柄，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)施力手柄推動(dòng)螺紋杆前進(jìn)；螺紋杆中段放置力傳感器用以獲取施力大小。

　　（b）是另一種現(xiàn)場(chǎng)給幕牆中空玻璃施加集中力裝置構(gòu )成示意圖，其中加力裝置採用砝碼加力的方式。這個(gè)檢測(cè)裝置中設(shè)一連杆，連杆由兩(liǎng)部分組成，為拉杆和壓杆，拉杆和壓杆的一端用鉸鏈連接，使兩(liǎng)桿可以相互旋轉(zhuǎn)並得到不同的角度。拉杆的另一端設(shè)有掛鈎與一真空吸盤(pán)連接可吸固在玻璃上，在連杆的鉸鏈處設(shè)有一掛鈎，掛鈎和掛繩一端連接，在掛繩另一端也設(shè)有掛鈎，掛鈎上可放置砝碼。調(diào)節(jié)拉壓杆的角度，使壓杆與檢測(cè)玻璃平面相垂直，增減砝碼可得到給玻璃施加的不同的集中力。

　　通過(guò)給使用中的中空玻璃一面施加集中力，同時(shí)記錄中空玻璃內(nèi)外片中心的撓度值（最大撓度）或中空層厚度，中空玻璃變形可採用位移傳感器觀(guān)測(cè)，中空層厚度可採用空氣層厚度觀(guān)測(cè)裝置測(cè)量。

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