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建筑玻璃现阶段发展趋势及应用分析 |
| 来源:建筑门窗配套件委员会专家组专家、美国创奇公司技术代表 作者:刘军 日期:2007-4-18 页面功能 【字体：大 中 小】【打印】【投稿】【评论】 |
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中空玻璃的影象失真能够进行量化，密封中空玻璃在大气温度及压力随天气变化时，很容易偏差1.5mm或者更多的距离，玻璃的尺寸小（大约300 m2），采用的玻璃厚（4-5mm以上），将不会弯曲较多。而大尺寸的中空玻璃（大约2m2以上），将带有很大曲率半径的偏斜，反而降低视觉失真的影响。
不合适的安装细将增加视觉失真现象，如不平的窗框，开启部位的两个边部互相不平行等等，都将很容易扭曲大玻璃的光线，并扭曲反射的影象。在中空玻璃上的简单物理影象失真是随着一个玻璃的反射和间隔层内空气压力高或低造成的，与平面比较，反射和他们的影象失真在凹面将放大而在凸面将缩小。
解决中空玻璃影象失真的一个很有效的办法是采用毛细管技术。使用毛细管控制中空玻璃影象失真的几个前提条件：
A.当生产和运输之间最大的高度差达到3000英尺或者更高的时候；
B.当密封和安装的高度差在1000，2000，2500和7500英尺的时候；
C.当中空玻璃反射影象失真要求最小的时候；
D.当需要采用大的空气间隔尺寸（超过1英寸）的时候；
采用毛细管技术可以通过Einstein’s 扩散时间方程式（公式2）计算潮气通过毛细管进入中空玻璃内部的时间：
这里：t =通过密封截面扩散进入到间隔层气体重量的时间；
dx =距离(mm)
MW =气体的分子重量 (g)
= 粘性
= 3.1416 etc
k = Boltzmann’s常数
T = 绝对温度
在设计使用毛细管的过程中，建议首先是计算预想的开口毛细管中空玻璃的寿命、使用毛细管代替呼吸管、尽可能使用现场密封的毛细管、如果需要使用开口毛细管，中空玻璃产品尽可能使用白玻（没有热吸收）而且安装在干燥通风的场所、不要让干燥剂的灰尘堵塞毛细管的尾端、确保毛细管与中空玻璃密封胶接触部位得到良好的密封、在靠近与密封胶接触端部弯曲毛细管、在毛细管的端部做防护，防止液体水进入毛细管、在高温高湿实验或者其他实验测试毛细管的弯曲技术。
毛细管的种类及特点：
小孔径大约0.53mm，管的长度大约305mm，采用硬不锈钢、软（退火）不锈钢或者铝合金制作；特点是安装简单—简单滑动毛细管通过角部进入中空玻璃间隔层；可以封口或者开口使用。使用毛细管具有系列优点：
1.保持中空玻璃具有最小的影象失真；
2.给中空玻璃边部密封胶最小的密封压力；
3.保持足够的空间层厚度，保证中空玻璃具有更高的隔热性能；
但是毛细管也有两个缺点：
1.允许一些水蒸气进入中空玻璃内部；
2.充气中空玻璃不能使用
毛细管的截面积是通常一些企业使用的呼吸管的1/36，但长度是呼吸管的4-6倍，这意味着毛细管具有更低的水气传送速度，同时由于通过毛细管的气流极少，甚至可以认为带有毛细管的中空玻璃完全可以抵消因为温度和气压变化对中空玻璃的影响而不会对中空玻璃的质量造成很大的影响。
由于海拔高度每增加610米，对中空玻璃来说，则在每一个边部将增加很大的压力。使用毛细管可以减轻这个压力并能够补偿生产车间和使用地点之间的海拔差异。
采用TruSeal技术公司的暖边胶条使用毛细管制作中空玻璃的安装程序：
1. 使用尖利的轴或者是尖利的特氟龙密封块将毛细管弯曲成90º；
毛细管必须放置在距离胶条开始点1（25mm）的距离（参考9#）；
关键的是将毛细管的尾端放置在DuraSeal胶条内部至少1.5mm；
2. 放置一片TruSeal技术公司的0.5mm厚度、6.35mm宽、12.7mm长的边部密封条，中心部位包裹毛细管并沿着胶条的内表面平铺；
3. 在DuraSeal胶条的粘接表面轻轻地压边部密封胶条并去边部密封胶的分离纸；
4. 按照正常方式将中空玻璃合片并按照总体中空玻璃的公称尺寸，正确压合中空玻璃
备注：在中空玻璃安装到扇上时，暴露在外部的毛细管部分，管口应该在竖挺位置朝下安装并不能与窗台面积接触，这是十分关键的因素！
干燥剂对中空玻璃影象失真的影响：
我国中空玻璃制造企业使用的干燥剂型号有3A、4A和13X几个品种，更多的企业使用4A分子筛。13X和4A分子筛能够吸附氮气，将加剧中空玻璃的偏斜，例如：一盎司（28.3g）的13X和4A分子筛在25℃，标准大气压力下能够吸附超过10立方英寸（164cm3）的氮气。
在中空玻璃内部使用13X和4A的分子筛：
1.当温度下降时，吸收或者移动氮气；
2.当温度升高时，呼出或者释放氮气进入空气中；
因为空气中包括79%的氮气，13X和4A分子筛对玻璃偏斜的影响可能双倍于自然力量（温度和气压变化）造成的影响。下图12 显示13X分子筛对氮气的吸收，4A分子筛的作用类似，数据显示13X和4A分子筛加剧玻璃的偏斜：
理论上讲，3A分子筛可以归类于低偏斜中空玻璃专用干燥剂，中空玻璃采用3A型分子筛：
1.很少吸收氮气，将产生最小的偏斜；；
2.最小的视觉扭曲和产生哈哈镜现象；
3.对边部密封胶产生最小的密封压力；
4.中空玻璃空间层内最小的热性能损失；
5.较13X、4A分子筛提供更好的性能。
所以建议所有中空玻璃采用3A型分子筛作为中空玻璃的干燥剂。
5、控制无框装配中空玻璃
中空玻璃产品由于很好地改进建筑门窗洞口的隔热保温性能，已经被广泛地应用在住宅及办公建筑。从另外角度看，无框装配系统如点驳接（DPG）系统由于具有很好的设计性能，最近几年的建筑上被设计师广泛应用在幕墙上。
随着无框中空玻璃系统应用的增加，一个不容忽视的问题是中空玻璃的耐久性及中空玻璃第一道密封胶塑性流动（或者塑性变形）的紫外线阻抗及日常风荷载阻抗问题。
无框装配中空玻璃幕墙系统分类：
A)两边简单支撑系统（见图13左图），基本是属于竖隐横不隐的幕墙；
B)点驳接玻璃装配钻孔系统(DPG)（见图13中间图），是在玻璃的四角钻孔并采用驳接的装配系统；
C)点驳接剪切非钻孔系统(MPG)见图13右图，是在玻璃的四角切削1/4圆，并组合而成的驳接系统，这种装配要求的加工精度较高；
无框装配中空玻璃系统退化的机械原理：
幕墙在使用过程中，有一些因素将导致中空玻璃寿命降低，这些因素包括：紫外线辐射、高温、高湿（水）、温度变化和风变化的循环荷载等等。中空玻璃的第一道密封胶或/和第二道密封胶在这些因素影响下将逐年退化，此外对无框装配的中空玻璃，还应该考虑下面几点：
a)直接气候侵蚀特别是紫外线直接照射在中空玻璃边部；
b)钢化玻璃和热增强玻璃的表面失真；
c)由于缺乏窗扇的支撑，玻璃板边部由于风荷载造成玻璃边部窗扇出现较大的剪切变形；
对于玻璃边部直接侵蚀、室外暴露性能，经过多年实际使用的经验，使用硅酮结构胶做第二道密封胶，长期使用没有大的问题。
钢化玻璃和热增强玻璃由于具有高的机械强度，在许多玻璃DPG系统上使用。由于钢化玻璃表面质量较浮法玻璃低许多，经常导致中空玻璃失效。这样在实际生产过程中就需要增加第一道密封胶的厚度来与这些玻璃的表面进行充分粘接，但是第一道密封胶的厚度增加，通过第一道密封胶进入到中空玻璃内部的潮气的量也增加了，将影响中空玻璃的耐久性。
此外，当玻璃受到风荷载时，因为中空玻璃的两片玻璃同样弯曲，将在玻璃边部产生剪切变形。丁基胶具有由于具有极低的水气渗透特性，从防止水气渗透角度看是非常好的第一道密封材料，但是丁基胶会产生塑性流动或者塑性变形，即经常出现丁基胶移动进入中空玻璃内部，甚至在无框安装时，在日常风荷载变化时也产生移动。由于丁基胶是粘性材料，一旦出现移动，将破坏丁基胶做为第一道密封胶的作用，这样水气渗透将加速，中空玻璃寿命将降低。
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