中空玻璃密封失效现场检测方法及应用
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１２ （１一 。、
嚣＋尼 ＋ 筹
模 量 ，１，为玻璃 的泊松 比，ｈ为玻璃 的厚度 ，Ｐ为作用 在玻璃板 中心的集中载荷 ，ａ，６分别为玻璃板的短边 和长 边边 长 。
如中空玻璃 中空层完全密封 ，则在集 中力Ｐ作用 下 ，设 中空玻 璃 中空层 压 力变 化 为 △Ｐ，则 中空层外 片 受 正 向 （集 中力 作 用 方 向）尸和反 向 作 用 下 发 生 变 形 ，内片受正 向△Ｐ作用下发生变形 ，根据式（１）外片
０ 引言
发展 高效节能玻璃是降低建筑能耗重要途径 之
一
ｌ】】
。
作为 目前应 用 最广 泛 的节能 玻 璃 ，中空玻 璃 由
于其 边缘 采 用有 机材 料 （结 构 胶 、聚硫 胶 等）存 在 易 老
化 、耐候性 、气密性 、水密性差等缺陷，中空玻璃节能
效果随时间易衰降甚至失效 ，其 耐久性难以与建筑物 寿命 相匹配 【Ｉ】。由于我 国早期 中空玻璃市场还 比较
有传递载荷作 用 ，此时 ，中空玻璃 内、外片玻璃同时
承受 载荷 作 用 。但 是 ，一 旦 中空玻 璃 中空 层气 体与 外
界通透 ，此时 ，中空层气体不具传递载荷作用 ，外 载
全部由直接承受载荷的那片玻璃承担 ，显然 ，此时的 中空玻璃承载陛能下降一半左右。特别是 ，当中空玻
璃 外 片受 负 压 时 ，对 于 隐框 玻璃 幕 墙 而 言 ，作用 于 玻
混乱 ，部分厂家为降低成本偷工减料 ，中空玻璃打胶
宽度不足 ，甚至使用劣质的结构胶 ，从而造成 中空玻 璃耐久性差 ，易发生界面脱胶漏气。另外 ，中空玻璃
结构胶在使用一定时间后 ，由于其物理老化也会弱化
粘 接 界 面 强 度 ，在 环 境 循 环 载 荷 作 用 下 造 成 界 面 脱
胶 ，形 成通 透 性漏 气 口］。 当 中空玻 璃 密封 单 元 出现 通
Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｇｌａｓｓ Ｎｏ ４ ２０１ ８
中空玻璃 密封 失效 现场检测方法及应用
中 国建筑材 料科 学研 究总 院 绿 色建筑材 料 国家重 点 实验 室 刘小根
摘 要 ：中空玻 璃是 目前 建 筑 门窗幕 墙 上使 用最广 泛 的节 能玻 璃 ，中空 玻璃 密封 构件 漏 气失 效是 其 最 为普 遍 的失 效形 式之 一 。密封 构件 漏 气失效 后 ，不仅 会 导致 中空玻璃 节 能功 能丧 失 ，而且 还会 增 大 中 空玻璃外片破裂或整体坠落风险，严重影响其安全使用。本文通过在既有幕墙 中空玻璃板 中心施加 集 中载荷 ，并测 量 中空玻 璃板 中心 中空层厚 度 的 方法 来检 测 中空玻 璃是 否发 生 中空层 漏 气失效 ，进 而 评价 其 结 构安 全 隐 患。文 中给 出 了检 测 原理 、检 测 方 法 、检 测 步骤 及 失 效判 据 。最后 ，对 一个 工程 检 测 实例进 行 了描 述 。
。 ｖ为玻璃 的泊松 比，取值为 ０．２４，ｍ、ｋ为系数 ，取值见
表 １。
ａ２
其中 ｇ０为作用在玻璃板上的均布荷载 。 根 据 式 （３），内外 片玻 璃 在 均 布荷 载 △尸的作用 下 体积 变形 量 为 ：
ａ／ｂ １．０ １．１
表 １ ｍ、尼取 值
ｍ Ｏ．１２６５ ０．１３８１
四边 简 支 状 态下 ，均 布载 荷 作用 时 ，玻 璃板 的挠 面板厚度 ，ｔ２为中空玻璃非直接承载面板厚度 ， 为
度 计算 公 式如 下 Ｈ】：
中空玻璃 中空层初始厚度 ，Ｐ 为标准大气压 ，取值为
１．１０１３×１０ Ｐａ，Ｅ为玻璃弹性模量 ，取值为 ７×１０ Ｏｐａ，
薹 ＝
璃 面板上 的 负压会 传 递给 中空 玻璃 边缘 密 封层 ，密 封
构件受拉力作用。上述情况如此反复作用 ，极易导致
中空玻璃外片破裂或整体脱落 。因此 ，检测中空玻璃 密封层是否 出现贯穿性 的气体泄漏对评 价中空玻璃 的安全 性能 非 常重要 ，也 是 预测 中空 玻璃 是 否 出现结 构性失效并带来风险隐患的一种间接检测手段 。
在集 中力 Ｐ作用 于板 中心 情 况下 ，四边 简支 矩形 板 的 挠度 方程 为 ［４１：
薹喜 ｗቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ＝
ｍｆｌ；ｘ ｎ
一 ６一
建筑玻璃与工业玻璃 ２０１８，Ｎｏ４
其 中：ｍ、ｎ为奇数 ，ｍ＝ｌ，３，５…… ，ｎ＝ｌ，３，５……，
Ｄ为玻璃板的刚度，Ｄ： 墨 ： ，Ｅ为玻璃的弹性
式 （７）、式 （８）中 ，
一 ｈｏａｂ一
＝
＋ ２
＝丽１６Ｐａ４ｂ４’ ＝
，
ｃ击＋
在 尸作用下体积变形量为 ：
△ ＝ ｆ＝ １６ Ｐａ４丽ｂ４
兰 ， ：—兰 ＿ ， 为中空玻璃长边尺
：—
２）
１２（１—１， ） ‘ １２（１—１， ）
寸 ，ｂ为 中空玻璃短边 尺寸，ｔ 为 中空玻璃直接承载
（ａ）初始状态（未承载） （ｂ）密封承载 （ｃ）通透 漏气 图 １ 密封和漏气状态下 中空玻璃 承载性 能示意图
１ 检 测原理及计算依据 将基于 中空玻璃中空层通透性密封失效前后 其
承 载变 形性 能 的改 变 ，通过 在线 对 中空玻 璃 板 中心施 加载荷 Ｐ，并测 量中空玻璃板 中心 中空层厚度变化 ， 达到 识别 中空 玻璃 中空层 是 否 出现通 透性 漏 气 现象 ， 进 而评 价其 结构 安 全性 能 。
透性 的气体泄 漏时（如二道密封胶脱胶 、断胶等），此
时 ，中空玻 璃 除 了隔热 功 能 失效 外 ，还 改 变 了 中空 玻
璃 的承 载性 能 口】。 图 １为 中空玻 璃密 封构 件 在密 封 和
出现 贯穿 性 裂缝 下 的承载 示意 图。密封 状 态下 ，外 载
（风 载 荷）作用 下 ，由于 密封 的中 空玻璃 中空 层气 体 具
ｋ ０．０４４４
△ ＝ （ ＋ ） ｌ＝ （去＋去） １．２ １．４
０．１４７８ ０．１６２１
０．０６１６ ０．０７７０
（４）
１．６
０．１７１４
嚣＋尼 ＋ 筹
模 量 ，１，为玻璃 的泊松 比，ｈ为玻璃 的厚度 ，Ｐ为作用 在玻璃板 中心的集中载荷 ，ａ，６分别为玻璃板的短边 和长 边边 长 。
如中空玻璃 中空层完全密封 ，则在集 中力Ｐ作用 下 ，设 中空玻 璃 中空层 压 力变 化 为 △Ｐ，则 中空层外 片 受 正 向 （集 中力 作 用 方 向）尸和反 向 作 用 下 发 生 变 形 ，内片受正 向△Ｐ作用下发生变形 ，根据式（１）外片
０ 引言
发展 高效节能玻璃是降低建筑能耗重要途径 之
一
ｌ】】
。
作为 目前应 用 最广 泛 的节能 玻 璃 ，中空玻 璃 由
于其 边缘 采 用有 机材 料 （结 构 胶 、聚硫 胶 等）存 在 易 老
化 、耐候性 、气密性 、水密性差等缺陷，中空玻璃节能
效果随时间易衰降甚至失效 ，其 耐久性难以与建筑物 寿命 相匹配 【Ｉ】。由于我 国早期 中空玻璃市场还 比较
有传递载荷作 用 ，此时 ，中空玻璃 内、外片玻璃同时
承受 载荷 作 用 。但 是 ，一 旦 中空玻 璃 中空 层气 体与 外
界通透 ，此时 ，中空层气体不具传递载荷作用 ，外 载
全部由直接承受载荷的那片玻璃承担 ，显然 ，此时的 中空玻璃承载陛能下降一半左右。特别是 ，当中空玻
璃 外 片受 负 压 时 ，对 于 隐框 玻璃 幕 墙 而 言 ，作用 于 玻
混乱 ，部分厂家为降低成本偷工减料 ，中空玻璃打胶
宽度不足 ，甚至使用劣质的结构胶 ，从而造成 中空玻 璃耐久性差 ，易发生界面脱胶漏气。另外 ，中空玻璃
结构胶在使用一定时间后 ，由于其物理老化也会弱化
粘 接 界 面 强 度 ，在 环 境 循 环 载 荷 作 用 下 造 成 界 面 脱
胶 ，形 成通 透 性漏 气 口］。 当 中空玻 璃 密封 单 元 出现 通
Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｇｌａｓｓ Ｎｏ ４ ２０１ ８
中空玻璃 密封 失效 现场检测方法及应用
中 国建筑材 料科 学研 究总 院 绿 色建筑材 料 国家重 点 实验 室 刘小根
摘 要 ：中空玻 璃是 目前 建 筑 门窗幕 墙 上使 用最广 泛 的节 能玻 璃 ，中空 玻璃 密封 构件 漏 气失 效是 其 最 为普 遍 的失 效形 式之 一 。密封 构件 漏 气失效 后 ，不仅 会 导致 中空玻璃 节 能功 能丧 失 ，而且 还会 增 大 中 空玻璃外片破裂或整体坠落风险，严重影响其安全使用。本文通过在既有幕墙 中空玻璃板 中心施加 集 中载荷 ，并测 量 中空玻 璃板 中心 中空层厚 度 的 方法 来检 测 中空玻 璃是 否发 生 中空层 漏 气失效 ，进 而 评价 其 结 构安 全 隐 患。文 中给 出 了检 测 原理 、检 测 方 法 、检 测 步骤 及 失 效判 据 。最后 ，对 一个 工程 检 测 实例进 行 了描 述 。
。 ｖ为玻璃 的泊松 比，取值为 ０．２４，ｍ、ｋ为系数 ，取值见
表 １。
ａ２
其中 ｇ０为作用在玻璃板上的均布荷载 。 根 据 式 （３），内外 片玻 璃 在 均 布荷 载 △尸的作用 下 体积 变形 量 为 ：
ａ／ｂ １．０ １．１
表 １ ｍ、尼取 值
ｍ Ｏ．１２６５ ０．１３８１
四边 简 支 状 态下 ，均 布载 荷 作用 时 ，玻 璃板 的挠 面板厚度 ，ｔ２为中空玻璃非直接承载面板厚度 ， 为
度 计算 公 式如 下 Ｈ】：
中空玻璃 中空层初始厚度 ，Ｐ 为标准大气压 ，取值为
１．１０１３×１０ Ｐａ，Ｅ为玻璃弹性模量 ，取值为 ７×１０ Ｏｐａ，
薹 ＝
璃 面板上 的 负压会 传 递给 中空 玻璃 边缘 密 封层 ，密 封
构件受拉力作用。上述情况如此反复作用 ，极易导致
中空玻璃外片破裂或整体脱落 。因此 ，检测中空玻璃 密封层是否 出现贯穿性 的气体泄漏对评 价中空玻璃 的安全 性能 非 常重要 ，也 是 预测 中空 玻璃 是 否 出现结 构性失效并带来风险隐患的一种间接检测手段 。
在集 中力 Ｐ作用 于板 中心 情 况下 ，四边 简支 矩形 板 的 挠度 方程 为 ［４１：
薹喜 ｗቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ＝
ｍｆｌ；ｘ ｎ
一 ６一
建筑玻璃与工业玻璃 ２０１８，Ｎｏ４
其 中：ｍ、ｎ为奇数 ，ｍ＝ｌ，３，５…… ，ｎ＝ｌ，３，５……，
Ｄ为玻璃板的刚度，Ｄ： 墨 ： ，Ｅ为玻璃的弹性
式 （７）、式 （８）中 ，
一 ｈｏａｂ一
＝
＋ ２
＝丽１６Ｐａ４ｂ４’ ＝
，
ｃ击＋
在 尸作用下体积变形量为 ：
△ ＝ ｆ＝ １６ Ｐａ４丽ｂ４
兰 ， ：—兰 ＿ ， 为中空玻璃长边尺
：—
２）
１２（１—１， ） ‘ １２（１—１， ）
寸 ，ｂ为 中空玻璃短边 尺寸，ｔ 为 中空玻璃直接承载
（ａ）初始状态（未承载） （ｂ）密封承载 （ｃ）通透 漏气 图 １ 密封和漏气状态下 中空玻璃 承载性 能示意图
１ 检 测原理及计算依据 将基于 中空玻璃中空层通透性密封失效前后 其
承 载变 形性 能 的改 变 ，通过 在线 对 中空玻 璃 板 中心施 加载荷 Ｐ，并测 量中空玻璃板 中心 中空层厚度变化 ， 达到 识别 中空 玻璃 中空层 是 否 出现通 透性 漏 气 现象 ， 进 而评 价其 结构 安 全性 能 。
透性 的气体泄 漏时（如二道密封胶脱胶 、断胶等），此
时 ，中空玻 璃 除 了隔热 功 能 失效 外 ，还 改 变 了 中空 玻
璃 的承 载性 能 口】。 图 １为 中空玻 璃密 封构 件 在密 封 和
出现 贯穿 性 裂缝 下 的承载 示意 图。密封 状 态下 ，外 载
（风 载 荷）作用 下 ，由于 密封 的中 空玻璃 中空 层气 体 具
ｋ ０．０４４４
△ ＝ （ ＋ ） ｌ＝ （去＋去） １．２ １．４
０．１４７８ ０．１６２１
０．０６１６ ０．０７７０
（４）
１．６
０．１７１４