建筑玻璃热工性能.ppt

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1、一、建筑玻璃本质一、建筑玻璃本质 钠钙硅玻璃 Na2O CaO SiO2 15%10%70%玻璃结构：以硅氧四面体为基本单元形成三维网络，碱金属、碱土金属作为网络修饰体填充其间浮法玻璃物理性能 折射率:1.52 透光率(6mm):88%比热:753 J/kg.K 软化点:720 730 线膨胀系数:8.5*10-6/密度:2.5 g/cm3 杨氏模量:7*104 MPa 弯曲强度:90MPa 抗张强度：39.258.9 MPa 抗压强度：19604900 MPa 优点：高透光、低成本、美观、耐用、环境友好优点：高透光、低成本、美观、耐用、环境友好 缺点：脆性材料、存在破裂不确定性、不够安全缺点

2、：脆性材料、存在破裂不确定性、不够安全浮法玻璃热工性能 6mm玻璃传热系数:6.0 W/m2.K 太阳能80以上直接透过，遮阳系数约为0.98 节能性很差！节能性很差！门窗为建筑节能最薄弱环节门窗为建筑节能最薄弱环节01020304050607080901000.00.51.01.52.02.52.93.34.05.06.710.020.0波长（n m）透射率（%）浮法玻璃种类 透明玻璃、超透玻璃 超白（低铁）玻璃 本体着色玻璃：绿玻、蓝玻、茶玻、灰玻、水晶灰玻太阳辐射太阳辐射:仅来自室外仅来自室外远红外热辐射远红外热辐射 室内来自暖气、电器等。室内来自暖气、电器等。室外来自建筑物、道路等。室

3、外来自建筑物、道路等。自然界两种基本的热能形式自然界两种基本的热能形式：两种形式热能的波长分布两种形式热能的波长分布太阳直接辐射透过太阳直接辐射透过反射反射吸吸收收再辐射、对流再辐射、对流crhhh 2500300250030025003002500300SSdSdSS太阳能直接透射比太阳能直接透射比()玻璃透射比的光谱；S()标准太阳光谱outininsShhhAg玻璃的太阳能总透射比玻璃的太阳能总透射比hin玻璃室内表面换热系数；hout玻璃室外表面换热系数；As玻璃的太阳辐射吸收系数87.0gSC 玻璃的遮阳系数玻璃的遮阳系数 SCSC吸吸收收再辐射、对流再辐射、对流crhhhnenis

4、ingTTIqU)0(玻璃的传热系数玻璃的传热系数inqneTniT(Is=0)通过玻璃传向室内的净热流通过玻璃传向室内的净热流 W/mW/m2；室外环境温度室外环境温度；室内环境温度室内环境温度 K、U都是都是传热系数传热系数返回返回 区别：来自不同的标准体系，其数值有区别：来自不同的标准体系，其数值有差别差别。欧洲欧洲EN673、中国中国GB10294、美国美国ASHRAEASHRAE标准标准 关系：不存在换算关系，但有以下一般关系：关系：不存在换算关系，但有以下一般关系：欧洲欧洲k值值 中国中国K值值 0.06mm)(0.06mm)变相后体积增大，变相后体积增大，导致局部应力平衡破坏；导

5、致局部应力平衡破坏；自爆概率：目前尚无任何标准明确给出数值，根据统计自爆概率：目前尚无任何标准明确给出数值，根据统计 每四吨玻璃存在一粒每四吨玻璃存在一粒NiSNiS，按厚度，按厚度6mm6mm面积面积1m1m2 2计相当于计相当于 0.3%,0.3%,国际行业一般认同国际行业一般认同0.3-0.8%0.3-0.8%，与玻璃尺寸有关；，与玻璃尺寸有关；自爆的的不可预知性：现有浮法玻璃生产线仅能检测出自爆的的不可预知性：现有浮法玻璃生产线仅能检测出 0.2mm0.2mm的杂质粒，因此无法检测出的杂质粒，因此无法检测出NiSNiS的存在的存在；1.1 1.1 钢化玻璃的自爆钢化玻璃的自爆 关于自爆

6、率的标准值：国内外目前无标准值。关于自爆率的标准值：国内外目前无标准值。均质处理的作用：促使均质处理的作用：促使NiSNiS晶体变相，引发自爆；晶体变相，引发自爆；不同标准的处理条件不同标准的处理条件:1.2 1.2 钢化玻璃均质处理钢化玻璃均质处理 处理后的自爆率：国内外未累积足够的数据，一般处理后的自爆率：国内外未累积足够的数据，一般0.10.1。标准标准升温时间升温时间保温时间保温时间(300)降温时间降温时间(至至75以下以下)DIN185164 hs4 hs4 hsEN141791 hs2 hs1 hsJGJ102条文1 hs2 hs1 hs2.2.夹层玻璃夹层玻璃 2.12.1 夹

7、层玻璃的一般特性夹层玻璃的一般特性 隔声性：隔声性：隔音性能略优于中空玻璃隔音性能略优于中空玻璃安全性：安全性：破碎后仍连成一体。破碎后仍连成一体。隔紫外线：可将紫外线基本隔绝隔紫外线：可将紫外线基本隔绝使用不同的夹层膜材料，会获得不同的附加性能。使用不同的夹层膜材料，会获得不同的附加性能。2.22.2 夹层膜的种类及特点夹层膜的种类及特点 种类：种类：PVBPVB膜膜聚乙烯醇缩丁荃聚乙烯醇缩丁荃 EVAEVA膜膜乙烯醋酸乙烯共聚物乙烯醋酸乙烯共聚物 SGPSGP膜（离子型膜）膜（离子型膜）聚乙烯对苯二酸盐及聚乙烯对苯二酸盐及 金属盐离子混合物金属盐离子混合物 其中其中SGPSGP是美国杜邦是

8、美国杜邦 SentryGlasPlus SentryGlasPlus 膜的简称；膜的简称；目前建筑上使用量最多的仍是目前建筑上使用量最多的仍是PVBPVB膜。膜。特性比较：特性比较：种类种类耐温性耐温性抗撕裂强度抗撕裂强度（MJ/m3）残余强度残余强度 粘接金属粘接金属 耐水性耐水性PVB7013无无差差差差EVA_无无优优优优SGP 82 50有有优优优优5 m m H S /2.2 9 m m I n te r la y e r /5 m m H S0.7 5 m x 1.2 m P la te5 k g s te e l b a ll d r o p p e d f r o m 3 mT

9、 im e,(S e c o n d s)02 0 04 0 06 0 08 0 01 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0Center Displacement,(mm)05 01 0 01 5 02 0 02 5 03 0 0L o a d r a m p e d to 3 3 0 k g.PVB Laminate FailureSGP中心位移中心位移延续时间延续时间夹层玻璃破碎后在夹层玻璃破碎后在330kg330kg荷载下位移变化曲线：荷载下位移变化曲线：显示玻璃破碎后显示玻璃破碎后SGPSGP夹层玻璃的残余强度夹层玻璃的残余强度用用SGPSGP夹层

10、玻璃制成的楼梯板和支撑夹层玻璃制成的楼梯板和支撑安全玻璃的应用安全玻璃的应用 在强度满足的情况下，非点接驳式安装的夹层宜采用半在强度满足的情况下，非点接驳式安装的夹层宜采用半 钢化玻璃，以避免自爆及获得破碎后的残余强度钢化玻璃，以避免自爆及获得破碎后的残余强度;夹层玻璃夹层玻璃在室外裸露使用时，应采用在室外裸露使用时，应采用EVA或或SGP膜膜;夹层需与金属粘接的，应采用夹层需与金属粘接的，应采用EVA或或SGP膜膜;承受荷载尤其是上人的水平面板，应采用承受荷载尤其是上人的水平面板，应采用SGP膜膜;典型的玻璃采光顶：钢化典型的玻璃采光顶：钢化Low-ELow-E12A12A半钢化加层中空，半

11、钢化加层中空，考虑太阳辐射的热舒适性（考虑太阳辐射的热舒适性（200w/m2），），Sc应小于应小于0.3;承受水平荷载的护栏玻璃应采用承受水平荷载的护栏玻璃应采用12mm12mm以上的钢化玻璃，以上的钢化玻璃，相对高度大于相对高度大于5 5米时，应采用半钢化夹层玻璃，防护栏杆米时，应采用半钢化夹层玻璃，防护栏杆 应与建筑主体结构牢固连接应与建筑主体结构牢固连接;五、玻璃的隔声性能五、玻璃的隔声性能人耳对声音的感知度人耳对声音的感知度人耳感知声波的范围：人耳感知声波的范围：20Hz16000Hz主观感知程度：主观感知程度：相差相差10dB 10dB 听觉感知相差一倍听觉感知相差一倍 相差相差

12、5dB 5dB 听觉可明显感知有差别听觉可明显感知有差别 相差相差 3dB 3dB 听觉刚能感知有差别听觉刚能感知有差别 相差相差 1dB 1dB 人耳无法辨别有差别人耳无法辨别有差别结论结论:如无特殊要求不必追求如无特殊要求不必追求1dB1dB2dB2dB的差别。的差别。2.2.玻璃隔声的定律玻璃隔声的定律玻璃的隔声性能服从质量定律：玻璃的隔声性能服从质量定律：R R20lg20lgM M+20lg+20lgf f-47.2dB-47.2dB 其中：其中：R R 玻璃的隔声量（玻璃的隔声量（dBdB分贝）；分贝）；M M 玻璃的单位面积质量（玻璃的单位面积质量（kg/mkg/m2 2）；）；

13、f f 入射声的频率（入射声的频率（Hz)Hz)；测量频率范围测量频率范围;100Hz;100Hz4000Hz4000Hz 测量频率间隔：测量频率间隔：1/41/4倍频倍频3.3.提高玻璃隔声性能的措施提高玻璃隔声性能的措施 单片玻璃：增加玻璃厚度（质量定律）单片玻璃：增加玻璃厚度（质量定律）中空玻璃：增加玻璃厚度中空玻璃：增加玻璃厚度 增加气体层厚度增加气体层厚度 充惰性气体充惰性气体ArAr等等 夹层玻璃：增加玻璃厚度夹层玻璃：增加玻璃厚度 增加增加PVBPVB厚度影响不大厚度影响不大 部分玻璃的隔声特性部分玻璃的隔声特性中空与夹层的隔声频谱曲线中空与夹层的隔声频谱曲线夹层玻璃消除了玻璃固有频率产生的波谷。夹层玻璃消除了玻璃固有频率产生的波谷。中空充中空充ArAr气的隔声频谱曲线气的隔声频谱曲线4.4.提高玻璃隔声性能的限制提高玻璃隔声性能的限制因此隔声性能的提高不是无限度的，因此隔声性能的提高不是无限度的，当当Rw大于大于40dB后进一步提高将付出很大的代价。后进一步提高将付出很大的代价。如确需很高的如确需很高的Rw值，则也可考虑双幕墙结构。值，则也可考虑双幕墙结构。隔声性能最佳的玻璃配置：隔声性能最佳的玻璃配置：不等厚的夹层玻璃不等厚的夹层玻璃16Ar不等厚的夹层玻璃，不等厚的夹层玻璃，即便如此，即便如此，Rw由由40dB提高到提高到45dB玻璃将非常厚；玻璃将非常厚；