除了玻璃自爆,你還知道玻璃會熱炸裂嗎?(玻璃內參)
玻璃熱炸裂產生的原理
玻璃除了
會自爆
還會出現
玻璃熱炸裂
,而炸裂主要是因為玻璃
不同部分的溫度極度不均勻造成
的。因為玻璃暴露在陽光直射下,
就會吸收陽光中的紅外和部分可見光並且轉換為熱量
,使得本體形成熱膨脹,而在鋁合金框架的玻璃邊緣不能受到同等的太陽直射,這個就導致了玻璃整體受熱不均,內部形成熱壓力。玻璃中區的熱膨脹使
得玻璃邊區產生張應力
,此
張應力超過玻璃邊區抗張強度時候
,就會導致玻璃破裂。當然使得
玻璃邊區張應力超過邊區抗張強度
的情況還有很多下面一一講解。其本質上就是
非均勻受熱產生非均勻膨脹或受到約束
形成熱應力,進而使得
薄弱位置發生裂紋擴張
。
原出處(平板玻璃的風荷載推測和熱應力破裂)
玻璃熱炸裂主要表現為
邊緣的裂口整齊
,而且裂口的數量較少,玻璃中區的裂痕為弧形而非直線形
產生熱炸裂的多方面因素
原出處(影響玻璃熱炸裂/熱應力破碎的因素有哪些?)
1、
玻璃的厚度
:為了適應較強的風壓,我們基本會使用厚度比較厚的玻璃,而這個就造成了相對於比較薄的玻璃吸收更多太陽輻射能量,而這個也使得玻璃邊緣張應力更大。在隔音隔熱方面我們也是玻璃做的越來越厚,所以有條件的儘量複合真空玻璃。
2、
玻璃的基片型別
:玻璃有著多種顏色的基片,從超白玻到灰色,而本體著色玻璃對太陽輻射能的吸收率遠高於超白玻。如果有條件還是選擇超白玻最優。
3、
室內遮陽裝置:
深色調的窗簾、百葉,做室內裝飾和遮陽,其可以很好地吸收對太陽輻射的能量,普通的產品同時具有較高的輻射率,而
這個就造成了玻璃不僅受到太陽的直接輻射,同時也收到室內遮陽裝置吸熱後的在輻射從而造成玻璃中區升溫,
而這個也會造成玻璃熱炸裂。
所以在
處理這方面的問題的時候
,玻璃內側的窗簾,百葉窗以及其他遮蔽物體
與玻璃的距離應該大於50mm
。最
好的距離在100mm左右。
原出處(JGJ 113-2015 建築玻璃應用技術規程)
或者選擇一款高吸收低反射的窗簾,
既能有效隔熱,又不會造成玻璃升溫
的高階紗窗。
4、
玻璃的尺寸:
因為玻璃的版面越大,
所以受到熱膨脹後,其形變越大
,其玻璃邊區產生的張應力越強,越容易增加熱炸裂的風險。因為面積越大
其很容易風荷載、邊框變形、自重等因素下產生疊加效應
其熱炸裂的風險也快速提高。所以一味的做大玻璃方案是十分危險的。一般大於2平方的玻璃都應該進行注意。
5、
戶外遮陽投影:
室外的樹木和建築物會隨著時間和季節在玻璃上產生投影。其直射部分和陰影部分長時間會產生較大的溫差從而增加熱炸裂的危險。
原出處(JGJ 113-2015 建築玻璃應用技術規程)
6、
玻璃表面的廣告和裝飾物:
玻璃表面黏貼的裝飾物會導致玻璃本體集聚升熱,這樣非均勻的熱膨脹也會增大熱炸裂的風險。
6、
空調系統:
空調系統
直吹的冷風或者暖風
也會導致玻璃不同區域產生溫差,這樣也會加大玻璃熱炸裂的風險。最好利用
出風口做下出風
或者
利用格局做好的擋板
設定。同時建議
使用2腔體以上的玻璃配置這樣可以避免同一塊玻璃上內外溫差過大。
7、
做好框架系統和玻璃的絕緣
:可以使用斷橋、鋁包木、塑鋼等優秀的框架結構來安裝玻璃時候,最好是使用低導熱的玻璃墊塊和密封膠體(密封膠、膠體)來讓玻璃和框架很好的隔絕開來,來避免過大的溫差。
8、
玻璃鍍膜
:反射和低輻射鍍膜都會反射和吸收太陽輻射,同時因為在中空玻璃中的位置不同,也會
改變其相關的熱應力情況。
一般比較建議使用高透的low-e鍍膜。
總結:
其實從以上各個角度來看預防玻璃熱炸裂
最關鍵的因素就是避免玻璃區域性溫差過大
,造成過大的溫差梯隊。同時有一點在就是
熱炸裂一般都是從玻璃邊部起始,邊部的拉應力最大
,如果我們在邊部加工的時候
進行精磨邊工藝
其實很大程度的
提高抗熱炸裂
的能力。當然如果
進行精磨邊又是多層複合的玻璃
,那價格的提升一定是十分的感人。
如果想要了解玻璃自爆,可以關注如下這篇文章。
林和:鋼化玻璃自爆以及避坑指南
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