Вакуумное стекло Структурные характеристики

Как новое поколение энергосберегающих и экологически чистых материалов, вакуумное изоляционное стекло является энергосберегающим стеклом с наибольшим потенциалом развития в будущем. В последние годы исследователи посвятили исследования и разработки тепловых характеристик вакуумного остекления, в то время как исследования прочности VIG, структурных характеристик, дизайна и оценки инженерной надежности очень редки.

Вакуумное стекло состоит из двух кусков стекла с вакуумным пространством 0.1 мм-0.3 мм, микроопорные столбы используются для поддержки специальной конструкции, а окружение герметизировано стеклянными припоями с низкой температурой плавления или металлами. Для этой специальной конструкции архитекторы и дизайнеры очень обеспокоены деформацией, несущими характеристиками и прочностью, а также показателями безопасности.

1. Характеристики безопасности вакуумного стеклопакета

1.1 Большинство VIG изготовлены из закаленного стекла.

После многих лет исследований и разработок вакуумное остекление превратилось из отожженного VIG в полностью закаленное VIG, VIG распадается на множество мелких частиц и не вызывает серьезных травм, многие производители получили сертификат SGCC на основе испытания на удар ANSI-Z97.1, 10 самые крупные частицы без трещин весят не более эквивалентного веса 10 квадратных дюймов (640 квадратных миллиметров) исходного образца.

Закаленный ВИГ распадается на мелкие частицы

1.2 Вакуумное стекло имеет низкую ударопрочность.

Несмотря на то, что большинство VIG прошли тест ANSI-Z97.1, но в отличие от обычного закаленного стекла, которое не разобьется на высоте 1200 мм, VIG разобьется даже на высоте удара 450 мм.

Функция микро опорных столбов заключается в том, чтобы сбалансировать разницу атмосферного давления между внутренней и внешней частью стекла, поэтому конструкция позиционирования столбов является ключевым моментом в производстве VIG. Когда площадь контакта между столбами и стеклянными панелями слишком велика, это увеличивает тепловое сопротивление. проводимость и влияют на прозрачность. Тем не менее, небольшая площадь контакта между колоннами и стеклянными панелями вызовет сосредоточенную нагрузку, которая будет сосредоточенной нагрузкой из-за влияния атмосферного давления и приведет к возможности разбития стекла.

Опорные столбы Mirco в вакуумном стекле спроектированы так, чтобы быть на маленьком и большом расстоянии, чтобы избежать визуального эффекта, стойки HaanGlas Basic VIG едва ли можно заметить

Взаимодействие между стеклянной подложкой и опорными стойками вызывает три напряжения:

• Напряжение изгиба самого стекла.
• сжимающее напряжение опорных столбов;
• Контактное напряжение между опорой и стеклом.

Статья доктора Ценка Кочера  работоспособность стеклопакетов с вакуумной изоляцией при воздействии мягкого тела, показали, что отожженный VIG недостаточно прочен, чтобы противостоять удару, исследования основаны на отожженном VIG, запечатанном стеклянными припоями, в то время как HaanGlas Pro запечатан низкотемпературными металлическими материалами и может легко пройти испытание на удар мягкого тела, и доказал нашу безопасность при применении в высотных зданиях и фасадах.

В июне 2023 года HaanGlas Pro получил оценку 1C3 в испытании на ударную вязкость двух шин EN12600, что позволяет применять HaanGlas PRO в большинстве зданий.

EN12600 Объяснение 1C3

2. Прогиб VIG при перепаде температур

Поскольку вакуумная камера препятствует прохождению теплового потока, существует большая разница температур между внутренней и внешней поверхностью ВИГ, что приводит к несоответствию длины расширения. Поскольку внутреннее и внешнее стекло герметизированы материалами с низкой температурой плавления, края двух кусков стекла ограничивают друг друга, когда они расширяются и сжимаются, что приводит к деформации сферического изгиба и растягивающему напряжению изгиба вакуумного стекла в целом. .

Увеличение толщины VIG может значительно снизить максимальное поверхностное растягивающее напряжение при изгибе. Чем толще стекло, тем больше расстояние между микроопорными стойками, и это полезно для дальнейшего снижения теплопроводности.

Производители холодильников должны изучить прогиб при длительном перепаде температур и найти решения для дверной рамы и материалов, чтобы обеспечить длительный срок службы.

3. Характеристики ветроустойчивости вакуумного остекления.

3.1 Эквивалентная толщина вакуумного изоляционного стекла

Исследователи из Beijing Synergy и China CTC провели множество испытаний и расчетов эквивалентной толщины VIG и пришли к выводу, что:

(1) Длина и ширина вакуумного стекла не имеют очевидного влияния на эквивалентную толщину.

(2) Толщина подложки из вакуумного стекла влияет на эквивалентную толщину, и чем больше толщина подложки, тем меньше коэффициент эквивалентной толщины. .

(3) Коэффициент эквивалентной толщины вакуумного стекла N3+V+N3,N4+V+N4,N5+V+N5 можно принять равным 0.95, 0.9 и 0.85 по отдельности.

(4) Поскольку модуль упругости термоупрочненного стекла, закаленного и отожженного стекла в основном одинаков, поэтому термообработанное или не подвергнутое термической обработке стекло не влияет на эквивалентную толщину.

3.2 Факторы, которые следует учитывать при проектировании зданий с помощью VIG

Китайская академия строительных материалов и Beijing Synergy VIG также получили заключение:

(1) Деформация внутреннего и внешнего стекла вакуумного стекла скоординирована, стекло эквивалентной толщины может обеспечить наилучшее сопротивление внешним силам.

(2) При расчете прочности окон и дверей из вакуумного стекла вакуумное стекло можно рассматривать как единое целое и рассчитывать в соответствии с четырехсторонней свободно поддерживаемой теорией.

(3) Расчет прочности вакуумного стекла должен учитывать влияние растягивающего напряжения на поверхность стекла под действием атмосферного давления, а коэффициент безопасности вакуумного стекла должен основываться на полной безопасности стекла под действием от постоянного стресса.

3.3 Ветроустойчивость вакуумного стеклопакета

После установки вакуумное стекло будет подвергаться воздействию перепада атмосферного давления, перепада температур и давления ветра, а наложенные друг на друга напряжения этих трех напряжений в центре и на краю пластины могут превышать расчетное значение прочности стекла.

Фактически, вакуумное стекло монтируется за навесной стеной или дверями и окнами, поскольку край поддерживается рамой или герметиком, фактический изгиб под давлением ветра намного меньше, чем в полностью свободном состоянии. Согласно тесту Intertek, максимальная ветровая устойчивость окон, установленных с HaanGlas Pro VIG, может достигать давления ветра ±9000 Па при сохранении структурной и функциональной целостности.

Вакуумное изоляционное стекло HaanGlas - версия Pro может выдерживать ветер 9000 Па и сохранять целостность, отличные структурные характеристики

Для сверхбольших или высотных навесных стен, гибридное вакуумное стекло следует выбрать стекло, а именно вакуум + изоляционное стекло или вакуум + структура многослойного стекла, чтобы обеспечить показатели безопасности.

В 2023 году архитектурный департамент Китая и американский архитектурный департамент разрабатывают технические нормы для вакуумного стекла, архитекторы и дизайнеры будут более активно использовать VIG в фасадах и окнах зданий в соответствии с инструкциями по безопасности.

HaanGlas — ваш производитель вакуумных стеклопакетов «под ключ»,Контакты для вашего проекта реконструкции.