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内置百叶中空玻璃内吸问题研究

2018-08-31刘会涛

中国建筑金属结构·上半月 2018年6期

刘会涛

【摘要】本文通过分析内置遮阳中空玻璃制品发生变形的原因,提出了减少中空玻璃内吸现象的方法。通过对带均压管内置百叶中空玻璃的水气密封耐久性试验,验证了采用均压管来平衡中空玻璃内外压力差的方法的可行性。

【关键词】内置遮阳中空玻璃;均压管;玻璃变形

1. 背景

内置遮阳中空玻璃制品(简称内置遮阳中空玻璃)是指在中空玻璃内安装遮阳装置的制品。内部的遮阳装置可采用百叶帘、百折帘、蜂巢帘、卷轴帘和组合帘(见图1)。根据内置遮阳装置的操作方式的不同,可将内置遮阳中空玻璃制品分为手动操作、电动操作和固定遮阳。

内置百叶帘中空玻璃制品(简称内置百叶中空玻璃)是用途最广、市场占有率最高的一类内置遮阳中空玻璃,它是一种将百叶帘安装在中空玻璃内的兼顾保温和遮阳性能的新型节能玻璃制品。通常采用磁力控制闭合装置和升降装置来操作中空玻璃内的百叶翻转和升降,以调节内置百叶帘的角度和高度来控制进入室内的光线和辐射热,满足隔热和室内采光的需求。内置百叶中空玻璃具有保温、隔热、遮阳、采光、隔声、防尘、私密等多重优良性能。夏季白天可将百叶帘关闭以降低进入室内的太阳辐射热量,减轻室内空调负荷;冬季白天可调整百叶角度或帘片收拢,以充分采光和利用太阳辐射得热提高室内温度;上关闭百叶帘可以减少室内热量的散失,增加玻璃窗的保温性能。

2.内置百叶中空玻璃内吸问题原因及对策

2.1问题原因

作为一种新型的节能玻璃,在使用过程中,经常会遇到玻璃变形而导致的外凸和内吸现象。内置百叶中空玻璃在发生外凸时,会增大密封胶的拉力,长时间作用可能会导致密封失效,影响使用寿命;和外凸相比,当内置百叶中空玻璃发生内吸时,可能会将百叶夹持住,直接影响到遮阳装置的操作功能无法实现。根据修订的建筑工业行业标准《内置遮阳中空玻璃制品》JG/T255的规定“遮阳帘与两块相邻玻璃内表面的间隙之和不应小于4mm”,这即意味着,如果中空玻璃内吸尺寸超过4mm时,遮阳帘处于水平位置时就会和两片玻璃的内表面相接触,极端情况下,内吸的玻璃会影响内置百叶帘的翻转和伸展收回操作。

那么,是什么原因导致中空玻璃的内吸现象发生呢?经过分析得出以下原因是导致中空玻璃内吸的主要因素:

2.1.1钢化玻璃表面的变形

内置百叶中空玻璃用玻璃多为钢化玻璃。平板玻璃在钢化加工过程中,会使钢化玻璃出现一定的变形。根据国家标准《建筑用安全玻璃 第2部分:钢化玻璃》GB 15763.2-2005的规定“平面钢化玻璃的弯曲度,弓形时不应超过0.3%,波形时不应超过0.2%。如果中空玻璃合片时钢化玻璃的变形方向为内侧,则可能会导致内置百叶中空玻璃的内吸现象。

2.1.2生产的原因

内置百叶中空玻璃在加工过程中,通常是将一片玻璃平放,安装边框、底梁、间隔条和内置百叶帘后,将另一片玻璃合片后打胶。由于这个过程大多采用玻璃平放状态下卧式封胶的方式,上片玻璃在自重的作用下下凹,最终导致了中空玻璃发生内吸现象。

2.1.3大气压力变化引起的内吸

当内置百叶中空玻璃的安装使用地海拔低于生产地海拔时,由于低海拔会导致大气压力的升高,海拔差越大,大气压力升高越明显,从而出现中空玻璃内吸的现象,反之外凸。

2.1.4温度变化引起的变形

内置百叶中空玻璃安装后,腔体内的气体经受每天中午和晚上的温度变化,以及一年四季不同季节的温度变化。气体由于温度的变化发生热胀冷缩,会造成腔体内的气压发生变化,导致内吸或外凸现象的发生。夏天生产的内置百叶中空玻璃,到冬天时由于气温变低,会产生内吸现象。

2.2解决对策

既然内置百叶中空玻璃的内吸变形是难以避免的,那么在设计时,就应采取有效的措施来减小玻璃变形对百叶操作造成的影响。如控制钢化玻璃热处理过程中的平整度;玻璃合片时,使凸面向外;使用均压管以平衡内置百叶中空玻璃的内外压力差等。

均压管,也称呼吸管、毛细管,是内置遮阳中空玻璃制品边部安装的用于平衡中空玻璃内部与外部气压的细管。标准中规定均压管由不锈钢材料制作,长度不小于300mm,内径不大于0.51mm。

由于均压管使中空玻璃内外连通,对于中空玻璃的水气密封耐久性能来说,是一个严峻的考验。针对此问题,中国建筑科学研究院有限公司建筑幕墙门窗技术中心对两个厂家生产的样品进行了试验,以验证内置百叶中空玻璃使用均压管的可行性。

3.带均压管内置百叶中空玻璃水气密封耐久性试验

3.1 试验目的

验证安装均压管后,内置百叶中空玻璃的水气密封耐久性能。

3.2 试验要求和依据

根据GB/T 11944-2012规定的要求和试验方法进行试验,试验后内置百叶中空玻璃的水分渗透指数I≤0.25,平均值Iav≤0.20。

3.3试样要求

对两组试件进行验证,每组均为尺寸510mm×360mm×(5+19A+5)mm

的内置百叶中空玻璃,数量为15块,共30块。试样均须设置均压管,且试验中均压管处于与外部环境连通状态,不允许密封处理。

第1组试样均压管安装信息:均压管外径约0.8mm,内径0.4mm,均压管处于短边,距一角90mm,外露144mm。

第2组试样均压管安装信息:均压管外径约0.8mm,内径0.4mm,均压管处于长边,距一角68mm,外露116mm。

3.4 试验方法及步骤

3.4.1 首先将两组试样在规定条件下放置24h后进行露点试验,若检测全部合格,则继续进行水气密封耐久性试验。

3.4.2 按露点温度由高到低的顺序将15块试样按下面的顺序编号(若露点温度均等于或低于-60℃,则随机编号),两组试件分别进行试验编号。

a)编号7、8、9、10 进行干燥剂初始水分含量的测定;

b)编号4、5、6、11、12进行水气密封耐久性试验和干燥剂最终水分含量测定;

c)编号1、15进行干燥剂标准水分含量的测定;

d)编号2、3、13、14为备用试样。

3.4.3 进行4块试样的干燥剂初始水分含量测定,和2块试样干燥剂标准水分含量的测定。

3.4.4 进行水气密封耐久性第1阶段试验(高低温度循环试验):56个循环,每12h为一个温度循环(共28天),温度从-18℃±2℃~53℃±1℃,升降温速度为14℃/h±2℃/h,试验后观察中空腔內水气状态。

3.4.5 进行水气密封耐久性第2阶段试验(恒温恒湿试验):温度在58℃±1℃、相对湿度大于95%的环境温度保持7周(共49天),试验后观察中空腔内水气状态。

3.4.6 水气密封耐久性试验后,测定干燥剂最终水分含量,并计算水分渗透指数。

3.5 试验设备

试验设备有中空玻璃露点仪,气候循环试验箱,电子天平,箱式电阻炉。

3.6 试验过程照片

露点试验见图2,干燥剂初始水分含量及干燥剂标准水分含量测定见图3、图4、图5和图6,加速耐久性试验见图7。

3.7 试验结果

4. 结果分析与总结

根据以上已经完成的检验结果,并依据GB/T 11944-2012的要求,两种试验各5块试样经加速耐久性试验后水分渗透指数I≤0.25,平均值Iav≤0.20。内置百叶中空玻璃的水气密封耐久性试验均未出现水气凝结现象,且水分渗透符合标准规定。

试验验证表明,在内置百叶中空玻璃上采用加装均压管的方法,以平衡中空玻璃内外空气的压力差,避免中空玻璃的内吸变形,是完全可行的。

(作者单位:中国建筑科学研究院有限公司)

【中图分类号】TU382

【文献标识码】A

【文章编号】1671-3362(2018)06-0054-03