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深加工玻璃培训教材 内容提要 安全玻璃的定义中空玻璃的基础知识及计算节能标准的要求玻璃的性能计算 建筑安全玻璃 安全玻璃定义 建筑安全玻璃管理规定 第二条 安全玻璃定义 是指符合现行国家标准的钢化玻璃 夹层玻璃及由钢化玻璃或夹层玻璃组合加工而成的其他玻璃制品 如安全中空玻璃等 单片半钢化玻璃 热增强玻璃 单片夹丝玻璃不属于安全玻璃 第三条规定包括的部门 国内所有从事建筑安全玻璃生产 进口 销售和建筑物建设 设计 安装 施工 监理单位 应执行本规定要求 第六条 应用位置规定 建筑物需要以玻璃作为建筑材料的下列部位必须使用安全玻璃 一 7层及7层以上建筑物外开窗 二 面积大于1 5m2的窗玻璃或玻璃底边离最终装修面小于500mm的落地窗 三 幕墙 全玻幕除外 四 倾斜装配窗 各类天棚 含天窗 采光 吊顶 五 观光电梯及其外围护 六 室内隔断 浴室围护和屏风 七 楼梯 阳台 平台走廊的栏板和中庭内拦板 八 用于承受行人行走的地面板 九 水族馆和游泳池的观察窗 观察孔 十 公共建筑物的出入口 门厅等部位 十一 易遭受撞击 冲击而造成人体伤害的其他部位 第十一项是指 建筑玻璃应用技术规程 JGJll3和 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102所称的部位 第七条 认证规定 安全玻璃生产企业应取得国家指定的强制性产品认证机构颁发的强制性产品认证证书 未取得认证的企业生产的建筑安全玻璃不得出厂 销售和在其他经营性活动中使用 设计施工规定 第八条 建筑物按规定应使用安全玻璃的部位 建设单位不得要求设计单位在设计方案中设计非安全玻璃 也不得要求施工单位安装非安全玻璃 第九条设计单位应当按照工程建设强制性标准进行设计 在建筑物按规定应使用安全玻璃的部位 应在设计文件中标明 第十条施工单位对进入施工现场的安全玻璃 应核查本规定第五条所要求的产品质量证明材料 安装施工过程中 应严格执行有关设计方案和安装技术标准 对建筑施工人员的培训 应包含安全玻璃安装操作的内容 监理单位应督促施工单位严格按照批准的设计方案进行施工 验收规定 第十一条在本规定第六条第 三 四 五 项所列部位的安全玻璃安装施工完成后 由建设单位组织设计 施工 监理等有关单位进行中间验收 未经中间验收或验收不合格的 不得进行下一道工序施工 安全玻璃种类 冷加工 夹层玻璃 钢化玻璃 贴膜玻璃 安全玻璃组成的中空玻璃 夹层玻璃种类 根据使用的原片玻璃种类不同 分为 普通夹层玻璃 汽车用夹层玻璃 建筑用夹层玻璃及防弹夹层玻璃 钢化夹层玻璃 主要应用于建筑上 目的增加玻璃的抗压强度 镀膜夹层玻璃 一般仅应用于控制阳光的地方 对对流 传导传热影响不大 Low E玻璃尽可能不做夹层玻璃使用 夹层玻璃的特点 安全 即使破碎 也不会对人造成伤害 如汽车风挡玻璃 阻挡紫外线 减少物体退色 PVB胶片可以减少达到99 以上的紫外线 缺点是降低采光性能 玻璃自重增加 钢化玻璃的种类 物理钢化 属于蘸火玻璃 即将玻璃加热到软化点温度 消除内部应力 然后均匀快速冷却 使内部应力达到平衡 这样的钢化玻璃不能切割 化学钢化 离子置换方式产生 即将玻璃浸没在化学离子颗粒的溶液中 一般为钾离子或者钙离子 经过加热导致玻璃表面离子被较大颗粒的离子置换 完成表面压应力的合理配合 这样的钢化玻璃可以再切割 各种钢化玻璃的特点 物理钢化 强度高 包括抗压 折 弯应力 一般强度可以达到普通平板玻璃的4倍左右 安全 钢化玻璃破碎后立即分裂成没有尖角产生的小颗粒 缺点是存在自暴的可能半钢化玻璃不存在自暴现象 但是强度仅仅是普通玻璃的两倍左右 多数应用在高层建筑 提高抗风压性能 各种钢化玻璃的特点 化学钢化 也称离子钢化必须采用颗粒较大的离子置换玻璃表面的钠离子 在约400度的温度下完成 玻璃可以切割 热弯等再加工 大热弯后的玻璃强度会受影响 随着使用时间加长 性能会衰减 一般第一年会衰减20 以上 第二年会衰减50 多数使用在超薄的玻璃表面 贴膜玻璃 出现背景为旧房改造 开始是为了解决玻璃窗的安全问题 采用铁钾膜 随着发展 膜层开始选用金属氧化物镀膜层或者Low E镀膜层 增加了贴膜的阳光遮蔽性能 目前的贴膜材料多数是进口的 包括蒙三多公司 日本旭销子公司 美国3M公司等等 贴膜玻璃特点 可以灵活使用 尤其是在既有建筑表面或者是汽车玻璃表面 阻挡40 70 的红外线 阻挡99 左右的紫外线 减少退色缺点是容易开胶 毕竟采用的是压敏胶粘接 钢化玻璃抗风压计算方法 依据标准 JGJ102 基本风压 钢化强度验算 钢化挠度验算 夹层强度验算 夹层强度验算 中空玻璃基础知识及计算 中空玻璃的种类 根据选用的原片玻璃不同 中空玻璃种类也不同 包括镀膜中空 钢化中空 夹层中空 Low E中空包括真空中空等等 具体的性能取决于采用的原片玻璃及其中的气体 边部密封材料之间的差异 只要能够方便加工的一切原片玻璃都可以制作成中空玻璃 包括采用特种玻璃或者特种材料等 中空玻璃发展历史 1895年在美国发明70年代初 中空玻璃在欧洲得到发展和应用70年代末 石油危机爆发 更节能的Swiggle暖边中空玻璃产生并被广泛采用80年代中期 中国开始引进Swiggle 暖边中空玻璃生产技术及装备90年代末 Swiggle 暖边中空玻璃在中国开始广泛采用 中空玻璃的组成 玻璃 各种原片玻璃间隔气体 干燥空气 氩气或其他特殊边缘密封系统 冷边密封系统 暖边密封系统 组成中空玻璃的各部分 玻璃 平板玻璃或引上玻璃 基本被淘汰 浮法玻璃 目前最流行 夹层 钢化玻璃 安全玻璃 已经被强制进行认证 镀膜玻璃 阳光控制玻璃 Low E低辐射玻璃 组成中空玻璃的各部分 间隔气体 干燥空气 特殊气体 氩气 主要用于隔热 氪气 主要应用于小间隔空间 多层中空 由于价格昂贵 应用很少 SF6 主要用于隔音 部分 很小隔热作用 目前存在采用SF6容易造成对大气损害的说法 中空玻璃各部分的功能 铝条 铝隔片干燥剂密封剂 第一道密封剂 丁基胶 第二道密封剂 聚硫胶或其他胶 中空玻璃各组成部分的功能 铝条 铝隔片支持及分离两片平行的玻璃 创造合适的空间层及对潮气近似完全阻挡干燥剂吸附空间层内的水气及有机挥发物第一道密封剂在玻璃和铝条之间 起到阻挡潮气的作用第二道密封胶主要起到结构作用二不起阻挡潮气的作用 影响中空玻璃性能的因素 使用的原材料质量水平管理水平员工素质技术 装备水平操作熟练程度操作过程及生产环节复杂程度 整体中空玻璃的功能 选用中空玻璃可以控制通过建筑门窗的能量 达到建筑节能的目的 可以减少室内玻璃表面的结露 提高门窗 墙体材料的使用寿命 可以降低通过门窗的冷辐射 可以降低噪声传播 提高居室环境 可以减少环境污染 可以提高门窗的安全性能 影响中空玻璃功能的因素 原片玻璃 可以控制通过中空玻璃的辐射传热间隔层的合理选择 可以控制通过中空玻璃的对流传热边部密封材料的 可以控制通过中空玻璃的传导传热及中空玻璃的使用寿命门窗材料及安装水平 影响中空玻璃的隔热性能及使用寿命 暖边中空玻璃 1 高度卷曲的柔性稳定装置 2 特殊隔热条 可以使内表面平整 3 不含金属的连续水气屏障 6 灰色或者黑色的干燥剂层 快速达到中空玻璃的露点降低要求 5 低水气渗透性能的边部密封胶 具有优异的防止水气和氩气渗透性能 4 胶粘剂装配 实唯高中空玻璃的生产特性 一步到位 简化了生产程序 提高了生产效率可以灵活粘接 易于生产各种异形中空玻璃适应自然环境变化 不含挥发物 无污染产品失效率最低 实唯高中空玻璃的特点 操作简便 产品寿命长 质量稳定 失效率低更节能 降噪更适合于客户获取稳定质量的产品 适用于民用中空玻璃 不需要二次封胶 密封性能好 胶的水气渗透率低 潮气传送渠道长耐老化性能 P1实验 单道密封Swiggle胶条开始破坏的时间达到280天 聚硫胶仅仅84 126天隔热 隔音性能 相同条件下 胶条中空玻璃的K值较铝条产品低5 左右 隔音性能提高1分贝左右 通过窗户的能量损失 从图中可以看出 热量可通过窗框 玻璃表面 玻璃边部等散失 而门窗的边部是明显的薄弱环节 改善中空玻璃边部密封材料能够有效地并且能够减少80 的通过玻璃边部散失的热量 SWIGGEL 因此被定义为暖边密封系统 减少中空玻璃边部热传导 传统中空玻璃通过铝隔条传递热能Swiggle 暖边密封系统比传统的铝隔条法能减少近4 5倍的热传导 节省能耗 暖边门窗能量效果对比 暖边中空玻璃的直接效果 采用暖边Swiggle中空玻璃可以使玻璃内表面边部的温度较冷边铝条法提高5 以上 室外温度15 8 采用传统铝条法带来更多的结露和更高的密封要求 采用Swiggle 暖边密封系统制作的中空玻璃 室内玻璃边缘的温度较高 并且很少结露 室内温度70 21 暖边与传统中空玻璃门窗比较 普通白玻中空玻璃门窗 暖边密封系统较传统铝条中空玻璃U值降低3 5 暖边Low E中空玻璃较传统Low E中空玻璃U值降低9 以上 节能效果很显著 Swiggle 暖边中空玻璃可以减少80 多的边部结露 尤其是Low E暖边中空玻璃 效果更好 可以使窗户减少产生霉菌的可能 同时可以使视野更通透 减少结露 Swiggle胶条的优势 暖边技术 边部传热降低 提高了中空玻璃尤其是整窗的保温隔热性能 密封技术 高气密性的密封胶附以专用干燥剂 可以更好地隔绝水气 延长中空玻璃使用寿命 使产品失效率降到最低 复合技术 高性能的密封胶和专用干燥剂 波浪形铝片复合在一起 抗环境老化性能 耐温差性能大大提高 减少了中空玻璃提前失效的可能 柔性技术 可以适应不同曲面的玻璃表面变化 耐形变能力强 生产过程易于控制质量 减少操作环节 传统铝条法 Swiggle胶条法 玻璃 玻璃 间隔条 Swiggle胶条 插角 干燥剂 第一道密封剂 第二道密封剂 生产环节大为减少 使质量更易于控制 复合材料 不能偷工减料 减少操作中的人为失误 中空玻璃强度 中空玻璃挠度验算 节能标准的要求 现行建筑节能设计标准 正在重新制订 采暖居住建筑节能设计标准 JGJ134 2001 2001年10月1日施行现在正在条文修订 JGJ75 2003 2003年10月1日施行 GB50189 93 1994年7月1日施行 2005年7月1日实施 正在条文修订 有关节能标准对门窗保温的要求 民用建筑节能设计标准 采暖居住建筑部分 JGJ26 95 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134 2001 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JGJ75 2003 公共建筑节能设计标准 民用建筑热工设计规范 GB50176 93 有关节能标准对门窗保温的要求 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134 2001窗的传热系数 有关节能标准对门窗遮阳的要求 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 中规定外窗 包括阳台门透明部分 的面积不应过大 外窗宜设置活动外遮阳 旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准 中规定 主体建筑标准层窗墙面积比不宜大于0 45 非严寒地区外窗遮阳系数应小于0 60 或采取外遮阳措施 民用建筑热工设计规范 中规定 空调建筑的向阳面 特别是东 西向窗户 应采取热反射玻璃 反射阳光涂膜 各种固定式和活动式遮阳等有效的遮阳措施 采暖通风与空气调节设计规范 中规定 空调房间应尽量减少外窗的面积 并应采取遮阳措施 建筑与建筑热工设计 4 1 1建筑总平面的布置和设计 应考虑冬季利用日照并避开主导风向 夏季利用自然通风 建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向 冬季 避开冬季主导风向 夏季 有利于自然通风 并防止太阳辐射公共建筑受到城市环境 社会历史文化等的制约 只能权衡各个因素之间的得失 选择最佳的朝向和较好的朝向 建筑与建筑热工设计 4 1 2严寒 寒冷地区建筑的体形系数应小于或等于0 40 当不能满足本条文的规定时 必须按本标准第4 3节的规定进行权衡判断 体型系数 建筑的室外空气所包围的表面积与建筑的地面体积之比在冬季 体型系数是非常重要的 体型系数越大 能耗就越大 严寒地区A区围护结构传热系数限值 严寒地区B区围护结构传热系数限值 寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值 夏热冬冷地区围护结构限值 表4 2 1 5夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值 注 有外遮阳时 遮阳系数 玻璃的遮阳系数 外遮阳的遮阳系数 无外遮阳时 遮阳系数 玻璃的遮阳系数 夏热冬暖地区围护结构限值 表4 2 1 5夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值 注 有外遮阳时 遮阳系数 玻璃的遮阳系数 外遮阳的遮阳系数 无外遮阳时 遮阳系数 玻璃的遮阳系数 有关节能标准对门窗遮阳的要求 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 中规定外窗 包括阳台门透明部分 的面积不应过大 外窗宜设置活动外遮阳 旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准 中规定 主体建筑标准层窗墙面积比不宜大于0 45 非严寒地区外窗遮阳系数应小于0 60 或采取外遮阳措施 民用建筑热工设计规范 中规定 空调建筑的向阳面 特别是东 西向窗户 应采取热反射玻璃 反射阳光涂膜 各种固定式和活动式遮阳等有效的遮阳措施 采暖通风与空气调节设计规范 中规定 空调房间应尽量减少外窗的面积 并应采取遮阳措施 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134 外窗 包括阳台门透明部分 的面积不应过大 传热系数 K 遮阳 外窗宜设置活动外遮阳 气密性 6层以下 级 7层以上 级 外门窗的有关规定 居住建筑物的外窗 尤其是东 西朝向外窗宜优先采用活动或固定的建筑外遮阳设施 居住建筑外窗 包括阳台门 的可开启面积不应小于外窗所在房间地面面积的8 或外窗面积的45 1 9层的外窗的气密性等级 不应低于现行国家标准 GB T7107 2002规定的3级 10层及10层以上的外窗的气密性等级 不应低于该标准规定的4级 玻璃的性能计算 单层玻璃的光学热工性能计算 单层玻璃的光学 热工性能应根据单片玻璃的测定光谱数据进行计算 单片玻璃的光谱数据应包括透射率 前反射率和后反射率 并至少包括 280nm 2500nm波长范围 280 400nm的波长间隔不宜超过5nm 400 1000nm的波长间隔不宜超过10nm 1000 2500nm的波长间隔不宜超过50nm 单片玻璃的可见光透射比 单片玻璃的可见光透射比 V应按下式计算 单片玻璃的可见光反射比 单片玻璃的可见光反射比 V应按下式计算 单片玻璃的太阳能透射比 单片玻璃的太阳能透射比 S应按下式计算 式中 玻璃的光谱透射比 S 太阳光谱 单片玻璃的太阳能反射比 单片玻璃的太阳能反射比 S应按下式计算 式中 玻璃的光谱反射比 S 太阳光谱 单片玻璃的遮阳系数 单片玻璃的遮阳系数SCg应按下式计算 式中 SCg为透明玻璃部分的遮阳系数 g为太阳能总透射比 玻璃区域的热传递 充气空腔的对流换热系数由无量纲的努赛尔数确定 d为充气空腔 或玻璃间层 的厚度 为所充气体的导热系数 玻璃区域的热传递 努赛尔数是雷利数 空腔高厚比和空腔倾角 的函数 雷利数可表示为 气体热膨胀系数Tm为填充气体的平均温度 K H为充气空腔顶到底的距离 玻璃区域的热传递 不同的倾角有不同努赛尔数公式 不同的雷利数公式也不一样 如垂直空腔 5 104 Ra104 Ra 5 104Ra 104 玻璃区域的热传递 辐射传热部分与两片玻璃的长波半球辐射系数 有关 对于两个无限大平面 玻璃系统的热工参数 玻璃系统的传热阻 为各层玻璃 空腔 内外表面热阻之和 第i层玻璃的固体热阻 玻璃系统的热工参数