中空玻璃变形问题分析.doc

节能·环保·创新·发展 中空玻璃变形问题分析 Deformation analysis of Insulating glass 吴从真 广东金刚玻璃科技股份有限公司 广东省汕头市 51 5063 摘要本文针对中空玻璃生产和使用过程中出现的变形问题进行了探讨。 Abstract This article mostly arialyzes about the defomation in production and using of[nsulating glass． 关键词中空玻璃荷载变形 Key words Insulating glass Load Deformation 1前言 随着我国建筑节能法规的实施，中空玻璃以其良好的隔热节能性成为持续热点，并受到建筑师们的青睐。 人们在关注中空玻璃优越性的同时，也注意到了其在工程使用中可能出现的变形问题，一定条件下中空玻璃会 呈现反射或透射影象失真，影响了建筑美感。如何采取有效措施尽量避免此类问题，值得思考。 2中空玻璃变形分析 中空玻璃出现变形是一个动态过程，情况比较复杂，中空玻璃生产环境与安装地的气压差、中空玻璃空气 层温度的变化、风荷载、框架系统的预应力、玻璃表面的光学变形等因素导致了玻璃的变形。 大气变化(大气压力、海拔、气温的变化)对中空玻璃施加的荷载影响不可忽视，据测算，lO毫巴的大气 压力变化、80米的海拔高度变化或3℃的气温差可在中空玻璃空气层产生IKPa的均匀荷裁(见图i、图2)。这 种因大气条件变化而施加的荷载与风荷载有本质的不同，它随着玻璃的变形而减小，因此大气荷载取决于幕墙 系统的挠曲。 高气温 pl PI 图l气温变化引起内部荷载 图2风荷载引起内部荷载 ·PB_大气压 Pa一风荷载△卜内部压力变化△T。，一内部温度的变化 中空玻璃的空气层内具有与生产现场大气压相同的气压，当中空玻璃屉终安装在高海拔地区时，中空玻璃 内部呈现正压而向外挠曲，出现大肚子的情况(见图3)，内外气压差超过玻璃的破坏强度时甚至导致玻璃破裂 2006’中国玻璃行业年会暨技术研讨会 221  节能·环保·创新·发展 或中空玻璃结构胶断裂等现象；当中空玻璃最终安装在较低海拔地区时，中空玻璃内部呈现负压而向内挠曲。 图3中空玻璃内部荷载引起玻璃变形 气温的改变也会影响中空玻璃空气层的压力。对于中空玻璃空气层，其压力、温度、体积的关系遵循克拉 伯龙方程，即PV=nRT，在气体质量一定的情况下，气压、体积之积与温度的比值为常数。中空玻璃空气层体积 变化近似视为等容变化，因此有：P。．P。钉。／To(查理定律)，其中Po为中空玻璃加工地的环境气压：P，为安装 现场中空玻璃的内部气压i T。为安装现场的气温；％为玻璃加工时的气温。中空玻璃加工时，空气层的压力P。 是生产环境温度T0下的压力，如果中空玻璃加工时的温度较低(如冬季)，玻璃安装在低纬度地区(如热带) 或是在炎热夏季，P。将增大，中空玻璃内部呈现正压而向外挠曲，这种情况对吸热玻璃尤其如此：如果中空玻 璃加工时的温度较高(如夏季)，玻璃安装在高纬度寒冷地区或是在严冬。P。将减小，中空玻璃内部呈现正压 而向内挠曲；温度的变化引起的中空玻璃内气体体积膨胀(导致玻璃向外挠曲)或收缩(玻璃向内挠曲)不可避 免，为尽量减小温差对玻璃变形的影响，有条件的厂家可对中空玻璃生产车间进行温度控制，避免空气层温度 的过大波动。 生产条件下中空玻璃处常压状态，作用于中空玻璃表面的静荷载为零，安装后中空玻璃最终将承受横向荷 载(风压)，此时外片玻璃向内弯曲，减少了空气层的体积。内部压力变大，而增大的内部压力又会传递到内 层玻璃并使内层玻璃变形，最终达到内外气压平衡，横向荷载由内外层玻璃共同承受。小规格玻璃具有较好的 刚性，增加玻璃的厚度可以增加刚性，而空气层越厚，玻璃厚度的变化对内部压力的影响也越小。 为解决中空玻璃异地运输安装时因两地气压差、温度差丽导致的玻璃变形闯题，通常使用呼吸管、毛细 管或调压阀，目的是不断调节中空玻璃空气层内的气压和外部大气压之间的差异，使之达到动态均衡。这种压 力平衡技术最常用于两种情况：中空玻璃生产和山地运输之间存在900米以上的海拔高度差；中空玻璃生产地 和工程安装地之间存在1500米以上的海拔高度差。国内也有在生产地在铝管外壁打通气孔或插入针头，到安 装地后再密封的简易方法。 呼吸管由金属制成，通常使用不锈钢或铝质材料，分为两种类型：粗孔呼吸管和毛细孔呼吸管。粗孔呼吸 管内径1．6ram，须在玻璃安装时内外压力平衡后密封．如果最后的密封环节处理不当，会对中空玻璃寿命造成 影响；对于充气中空玻璃，呼吸管在充完气必须及时密封，在安装时打开，气压平衡后再密封。充气中空玻璃 要尽可能地安装在海拔高的地方，此时惰性气体浓度