文摘gydF4y2Ba

建筑设计概念将玻璃梁、板或一般负载为建筑元素和加强剂,包复,窗户,分区主要被认为是在现代高层建筑。许多方面,包括动机与透明度,美学,照明,节能,逐步增加使用仍然和利息等,而创新的建筑材料。然而,与其他传统的建筑材料相比,标准玻璃通常表现为脆性行为和有限的抗拉力。玻璃的内在特性,此外,与一般有限thickness-to-size比玻璃元素,或与相邻建筑玻璃组件的相互交互元素所属作为完整的总成的一部分(即。,修复系统,密封剂,等等),以及机械和热现象,使玻璃结构十分脆弱。因此需要特殊安全设计规则,尤其是在极端荷载条件下。综述论文,一个国家的艺术在建筑玻璃系统暴露于火。仔细考虑是买的实际设计方法和一般规定,以及对现有材料和组装研究outcomes-both levels-giving当前挑战的证据,问题,发展。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

玻璃主要用于建筑作为一种建筑材料,取代和/或与传统结构元素组成的钢铁,铝,木材,混凝土。玻璃主要应用在建筑大量的相关方面,包括美学、闪电、透明度和绝缘的动机(见,例如,数据gydF4y2Ba1(一)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba1 (b)gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

一般来说,玻璃的行为被称为脆性材料与相对较高的抗压强度和抗拉强度有限,因此破碎成许多危险的碎片(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。故障安全设计理念,从这个意义上说,是强制性的,在普通载荷和极限载荷条件下。gydF4y2Ba

在这方面,一些研究已经专门在过去几年的发展和/或评估具体设计规定和新颖的建筑玻璃系统的设计理念,包括扩展实验和有限元(FE)数值调查相关连接,组合装配,和混合动力系统gydF4y2Ba3gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

特别注意花也已经在极端负载下玻璃系统的分析和设计,如爆炸事件(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba9gydF4y2Ba),地震荷载(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba13gydF4y2Ba),自然灾害和气候负荷(gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba15gydF4y2Ba)、火(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba,gydF4y2Ba17gydF4y2Ba[],和影响gydF4y2Ba18gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

特别是在火灾事故的情况下,特别增强安全水平事实上应保证,允许疏散建筑物(数字gydF4y2Ba1 (c)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba1 (d)gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

然而结合在多个方面的整体防火性能给定建筑玻璃系统,典型的脆性行为等材料,其力学性能对温度的灵敏度高,防火性能的高灵敏度的几何特性,玻璃类型和相互之间的交互的所有系统组件(即。,结构玻璃装配,包括支持和建筑组件)。gydF4y2Ba

玻璃系统的具体问题,此外,他们的火性能不能分析派生的但是需要火测试估计。先进的有限元模型,在这方面,可能是一种有效的替代时间——cost-consuming实验。然而,重大问题的有限元分析结构玻璃元素下火来自当前缺乏标准化的指导原则和一般规则能够提供可靠的结果(gydF4y2Ba21gydF4y2Ba),以及完善的机械和热性能的材料在使用。此外,菲文学的努力相关建筑玻璃系统的火灾性能非常有限(见,例如,gydF4y2Ba22gydF4y2Ba])。gydF4y2Ba

本文回顾实验研究提出了建筑玻璃系统下火。部分gydF4y2Ba2gydF4y2Ba首先回忆起一个简短的概述结构设计概念和要求。节gydF4y2Ba3gydF4y2Ba、机械和热性能标准的玻璃在高温下报道,给几个文献源的结果的证据,以及最近耐火(FR)玻璃为特殊的应用市场上可用的解决方案。仔细考虑了,尤其是对物质属性代表关键输入参数用于结构设计。部分gydF4y2Ba4gydF4y2Ba和gydF4y2Ba5gydF4y2Ba最后提出一个总结现有的相关实验研究火灾高温性能的玻璃,包括材料特性(部分gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)和建筑玻璃系统(部分gydF4y2Ba5gydF4y2Ba),比如地板和开销,梁、外墙和窗户和玻璃系统通过保护电影翻新。gydF4y2Ba

2。一般设计规则和概念gydF4y2Ba

2.1。在普通负载下建筑玻璃系统gydF4y2Ba

相比传统的建筑材料使用,主要的影响因素之一的设计和验证结构玻璃元素是由其内在特性。即使没有过错的设计师,一个给定的建筑玻璃元素可以实际上意外损坏,在其使用寿命(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。不管什么原因,整体装配的结构完整性是不能妥协。根据总体设计的概念在1990:2002 [gydF4y2Ba23gydF4y2Ba),这两种极限状态(摘要)和服务极限状态(SLS)应该适当的验证。gydF4y2Ba

摘要电阻验证是为了满足结构安全的建筑玻璃元素(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。这样一个安全评估通常是由限制相关载荷组合下的最大主应力达到不超过玻璃的设计阻力。会影响多个方面,然而,玻璃电阻的设计值(见,例如,gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),被定义为一个函数的玻璃类型,加载(即。平面与平面外),加载时间(即。,instantaneous, permanent, etc.), edge effects and treatments, glass surface treatments, profile, etc. In Europe, following the recommendations of [2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba24gydF4y2Ba),一些国家代码采用了相同的设计规定(见,例如,gydF4y2Ba25gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba27gydF4y2Ba])。在我们规定可以找到不同的方法,而其他问题也来自的组合效应由于多个设计操作(见,例如,(gydF4y2Ba28gydF4y2Ba])。gydF4y2Ba

SLS验证的目的是歪斜的限制。引用值限定等变形主要取决于特定的应用程序或支持条件。作为极限状态设计规范的情况下,可以找到不同的SLS极限变形值的标准。进一步设计条件,应该适当的验证(见,例如,中国北车指南[gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba)然后关联到所谓的崩溃极限状态(CLS)。建筑玻璃系统来验证,以确保适当的冗余的情况下意外破裂,剩余CLS阻力和最大变形的部分受损的系统也需要。gydF4y2Ba

2.2。建筑玻璃系统火灾载荷作用下gydF4y2Ba

玻璃系统的火灾荷载代表,以及结构在一般情况下,一个极端加载配置。因此,具体规定应该考虑,以确保适当的性能水平。gydF4y2Ba

给定一个玻璃系统暴露于火,按照现有标准(见,例如,EN 13501 - 2规定(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba),其防火性能通常定义的基础上,分三种等级的分类:gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba完整性(分类“E”):玻璃防止火焰、烟雾和热气体通过。火仍然包含;gydF4y2Ba(b)gydF4y2Ba限制辐射(“电子战”):玻璃限制的热量通过它保护的一面;gydF4y2Ba(c)gydF4y2Ba保温(EI):玻璃的平均温度在保护方面仍低于140°C;因此,自燃的风险暴露材料(由于辐射或对流)可以最小化,可以疏散和建筑物安全、平静。gydF4y2Ba

上面的FR参考标准只能确定火灾实验的基础上,和典型的FR评级类相关联到30,60或120分钟的表现。用在欧洲相关标准,例如,文档(EN 1363 - 1gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba),提供FR测试要求和方法;EN 1364 - 1 (gydF4y2Ba32gydF4y2Ba),non-load-bearing元素和墙壁;和EN 1634gydF4y2Ba33gydF4y2Ba),门和百叶窗。地板和屋顶确实应该测试按照EN 1365 - 2规定(gydF4y2Ba34gydF4y2Ba),然后分类按照EN 13501 - 2的规定。gydF4y2Ba

除了欧盟规定,美国保险商实验室标准(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba)包括一个进一步的要求;即给定FR上光系统应该有能力承受所谓的“消防射流测试,”评估系统能力保持不变后喷射的水使其表面,当暴露于火gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

相对于其他极端荷载条件可能发生在给定结构玻璃装配系统的生命周期,FR玻璃系统的主要问题来自玻璃应对温度变化。传统的玻璃在建筑应用(部分gydF4y2Ba3gydF4y2Ba),事实上,通常提供有限的抵抗暴露在火和一般粉碎了几分钟后,给所谓的热断裂现象(部分的证据gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。热处理可以稍长一些阻力,但这种增强可能不够明显。特种玻璃类型,传统检测作为“FR眼镜”或“标准防火眼镜,”确实是市场上为特定的应用程序(部分gydF4y2Ba3.3gydF4y2Ba)。一边,除了一般的火性能标准的眼镜,过去的实验研究证明,普通玻璃系统还可以提供有趣的火表演(部分gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)。然而,纯热影响加上额外的机械载荷作用于一个给定的建筑玻璃系统来验证应该严重妥协的整体性能,因此要求实验测试和详细的调查在物质层面以及在组件和装配水平。gydF4y2Ba

3所示。玻璃在建筑gydF4y2Ba

3.1。在室温下化学和物理性质gydF4y2Ba

大多数的玻璃解决方案在现有的或新的建筑实现通过使用钠钙硅玻璃(SLS)。特殊和数量有限的应用程序,当一个认证水平的耐火性和耐热性是必需的,确实是用硼硅玻璃(BS)来实现,因为温度变化提供更好的性能。b在建筑玻璃应用确实有限,相对于巨大的SLS玻璃用于承载元素,窗户,等表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba报告的主要化学和物理特性在室温下SLS和BS玻璃类型。名义值,还提供特色抗性在张力和压缩。众所周知,一些SLS玻璃类型实际上是商用(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),退火(一)浮法玻璃基材代表参考。玻璃的强度通常是有限的,与其他建筑材料相比,具有名义上的张力45 MPa的特征值。玻璃的机械性能可以增强通过热或化学过程,从而加强(HS, 70 MPa名义抗拉力值)或完全回火(英国《金融时报》,有120 MPa其抗拉力)眼镜,分别与改进的抗拉强度以及有利影响尤其是碎片的形状和大小,在偶然的情况下失败,由于初始状态加强过程造成的残余应力。为了清晰、表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba提到名义值的材料力学性能。gydF4y2Ba

的转变温度gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba不超过,玻璃表现在分配的设计负载下线性弹性。鉴于普通载荷的组合来验证,因此,弹性力学性能和阻力值的知识SLS玻璃表中给出gydF4y2Ba1gydF4y2Ba允许然后执行分析和有限元结构分析。gydF4y2Ba

裂纹发生和传播,然而,甚至过早发生由于可能的热应力,因此需要一个典型的多学科方法等建筑材料。热冲击,开裂由于加热和未加热的玻璃区域之间的温度梯度,以及由于相对较低的玻璃热膨胀系数,实际上是通常会发生在温度梯度在于订单40°C的玻璃,玻璃HS 100°C, 200 - 250°C英尺玻璃(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。大量的研究已经集中在热故障评估玻璃窗户,照顾简单的玻璃面板,双层玻璃单元,和point-fixed系统(部分gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.2。夹层安全玻璃,隔热玻璃gydF4y2Ba

进一步设计问题和复杂性出现玻璃系统不包含单一窗格,但在复合层压部分组装和/或绝缘玻璃单元,用于建筑的传统。gydF4y2Ba

夹层玻璃(LG)表示,一般来说,两个或两个以上的组合玻璃层箔一起组成在一定夹层类型。LG已经首次开发了汽车应用,自1900年初以来,以避免伤害的事故,且仅在过去的几十年,LG在很大程度上在土木工程应用中用于结构的目的。LG的概念作为一般规则,抵抗截面预计将作为一个复合系统应对外部负载,因此有增强机械性能比单一的玻璃窗格,在弹性阶段和postcracked阶段。从机械的角度来看,第一个隐式LG结构应用的优点是可以将多个玻璃层粘结在一起;因此,所需的水平阻力、僵硬和冗余可以通过使用传统的玻璃厚度在市场上供应。此外,由于结合电影的存在,LG代表几十年以来传统的建筑安全玻璃解决方案,因为能够维系玻璃碎片在失败的情况下,人们因此降低可能的风险(数字gydF4y2Ba2(一个)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba2 (b)gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

结合电影通常由聚乙烯醇butiral(聚乙烯醇缩丁醛)电影,ionoplast箔(即。,SentryGlas®(SG))和乙烯-醋酸乙烯(EVA)化合物。等的共同方面可能的夹层,除了不同的本构定律,这些电影一般特点是粘性行为;因此,他们通常是敏感的温度和加载时应用程序中,也强调了研究成果(gydF4y2Ba37gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba39gydF4y2Ba]。此外,甚至在室温条件下,夹层用于LG应用程序通常表现为剪切刚度相对较低,相比玻璃(图gydF4y2Ba2 (c)gydF4y2Ba)。结构整体性能的一个给定的LG复合节因此高度依赖于层间特性,包括耐用性和阻力。gydF4y2Ba

结构设计的LG系统在普通负载的情况下,可用各种方法占夹层退化的影响随着时间的推移,温度升高(见[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba总结现有的配方)。结果,在设计阶段,最佳电阻和刚度行为极限状态和SLS一般保证,以及适当的安全CLS postcracked舞台表演。大多数情况下,零贡献,鉴于夹层的典型机械降解温度高于30°C(图gydF4y2Ba2 (c)gydF4y2Ba),不过预计从火灾荷载下夹层;也就是说,预计LG部分行为完全分开。那里,应该考虑具体设计假设,包括使用特殊发泡化合物(部分gydF4y2Ba3.3gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

多个玻璃窗格(单片)和LG部分可以组装在一起作为绝缘玻璃单元,两双(即。、单气腔插入玻璃面板之间)或三倍(即。、双腔)。在那里,应该考虑所谓的设计计算gydF4y2Ba负载分配的影响gydF4y2Ba由于空气或天然气加密蛀牙,即玻璃窗格之间的相互交互一旦受机械载荷(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。普通气候负荷代表一个额外的设计条件正确验证,由于可能的空腔体积和压强的变化。绝缘玻璃的热分析系统因此需要即使在太阳照射。所有提到的方面和变量,因此,进一步提高火灾下玻璃系统的设计复杂性。gydF4y2Ba

3.3。防火玻璃gydF4y2Ba

FR玻璃代表一个相对近期的解决方案,提供出色的保护生命和财产安全的事件,因此可以用作防火分隔一个障碍或分隔(用于指定持续时间),使居住者组装在一个相对安全的隔间和作为一个集成的一部分“消防安全策略”为完整的建筑。这种解决方案的一个重要方面,FR玻璃在安装系统需要极端关注细节。此外,所有FR组件,如玻璃海豹,珠子,附件,和框架,必须一致,共同实现所需的性能(gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

FR玻璃,由于相对较高的成本,实际上发现有限的应用在建筑,特别是在保护逃必须确保在火灾事故。根据一项研究由杨et al。gydF4y2Ba40gydF4y2Ba),例如,FR玻璃代表2011年不到5%整个中国玻璃的应用程序。主要限制在使用FR玻璃也来自当前需要额外的研究和调查实际火灾性能(部分gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

按照设计准则等gydF4y2Ba36gydF4y2Ba),FR玻璃解决方案实际上市场上可以包括(i) LG复合材料,通过结合在一起不同的玻璃类型(例如,SLS玻璃窗格增强和FR玻璃类型)有特殊火夹层(即。肿大的电影);(2)夹丝玻璃;(3)陶瓷玻璃;(四)树脂层压玻璃;(v)凝胶层压玻璃;和碱土硅酸盐(vi)热钢化安全玻璃(图gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。多个玻璃层根据(i) - (vi)的例子类型可以结合绝缘FR上光单元。在给定的列表(我),(vi)的解决方案,夹丝玻璃元素不提供增强的耐火性通常比普通玻璃和早期由于热应力裂纹。FR性能的确是保证整体网,能够团结和破裂的玻璃碎片。gydF4y2Ba

一般来说,用于结构设计和机械计算,一个给定的FR系统可以作为一个标准的常规治疗,non-FR玻璃元素(部分gydF4y2Ba2。1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3.1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3.2gydF4y2Ba),增强性能的差异在暴露于火中。概括地说,FR眼镜实际上是视为有效的被动防火建筑(PFP)工具,与特定的应用程序(如釉面内部和外部的防火门(愿景板);内部分区和隔间;屋顶,地板,天花板;门面板;逃避和访问走廊墙壁;和楼梯、游说和附件(保护轴)。并列与亲民党的工具,主动防火(法新社)系统可以提供进一步的努力结合亲民党的系统,但需要一定的运动和反应应对火灾。典型的法新社工具可以自动(即。,water sprinklers, fire alarms, hypoxic air suppression systems, etc.) or manual (i.e., emergency evacuation, fire extinguishers, firefighters, water hoses, etc.). Fire design and optimization of such systems, however, is generally complex and requires specific competences. Combined PFP and AFP systems, moreover, are generally expected to provide enhanced benefits but could also lead to worst performances. So far, several research studies [41gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba45gydF4y2Ba突出显示,例如,水电影和洒水装置可以提供高防火性能non-fire-rated,标准玻璃系统,以及FR用水玻璃幕电影可以提供高防火性能,但有限的耐热性,或者法新社系统可以预测热冲击在玻璃窗户和附件失败,导致他们过早崩溃。gydF4y2Ba

4所示。现有的实验研究高温下玻璃性质gydF4y2Ba

玻璃的性能在高温下加热和火灾荷载作用下吸引了一些实验研究研究的关注,自1950年代以来,由于巨大的玻璃面板在windows和来袭。大部分的调查有关SLS玻璃、热冲击效应以及其热特性,包括变化的弹性模量(MOE)和耐高温,而只有有限的实验研究目前用于复合玻璃系统和组件在火灾或结合消防和机械载荷(部分gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)。部分gydF4y2Ba4.1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba4.2gydF4y2Ba,在这方面,目前主要研究成果的总结在物质层面上,给一些关键影响参数,应该适当的证据占火灾的评估建筑玻璃系统的响应。gydF4y2Ba

4.1。玻璃化转变温度gydF4y2Ba

作为一个传统的名义价值对玻璃化转变温度,设计标准建议传统价值gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba= 530°C(表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。基于实验在过去几十年在SLS玻璃,然而,标准的一个玻璃给高变化的证据gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba转变温度,测量在550°C, 283°C, 400°C (gydF4y2Ba46gydF4y2Ba,gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

Rouxel和SangleboeufgydF4y2Ba48gydF4y2Ba)测量在SLS玻璃标本gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba值由450°C和600°C之间,提供证据的热力性能的人工裂缝的标本,包括弯曲测试高温监测教育部变化。gydF4y2Ba

由于SLS玻璃的内在属性,它实际上是已知的,至于服务温度升高gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba,其响应时间相关,快速增长的永久变形。基于[的标准一个玻璃,gydF4y2Ba42gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba44gydF4y2Ba),证明提供一个典型brittle-to-ductile (BTD)过渡在高温下,用韧性增强与其他玻璃类型。BTD行为相同,然而,也观察到强烈依赖于应变率,BTD和转变温度随着应变速率增加而增加(gydF4y2Ba48gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

4.2。玻璃热机的性能和温度效应gydF4y2Ba

标准玻璃的弹性在升高的温度下被Rouxel[广泛评估gydF4y2Ba47gydF4y2Ba),占实验数据可以在1950年代文学后,提供证据SLS玻璃的MOE对温度敏感,相比与其他玻璃类型(见图gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,SLS浮法玻璃贴上“窗口玻璃”)。而线性依赖和有限的降低可以观察到莫值SLS玻璃,至于gydF4y2BaTgydF4y2Ba不超过gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba突然失去,而随后的刚度。gydF4y2Ba

早期的实验也进行了SLS和BS Kerper玻璃组件,史古德利(gydF4y2Ba49gydF4y2Ba),关注标本包括(i)加固SLS玻璃,(2)热完全钢化SLS玻璃,(3)热semitempered BS玻璃。通过实验研究,玻璃金属丝网尺寸为254×38.1毫米(6.35毫米厚度)和152.4×25.4毫米(2.54毫米厚)被认为是。考虑到(1)-(3)标本类型和一个参考温度测试范围(0 - 560°C),几乎稳定MOE实验值,即使连续加热和冷却循环。MOE值通常被发现是完全放松的温度高于400°C。gydF4y2Ba

与MOE密切相关性可以观察到的变化标准玻璃标本,来源于不同的文学来源(见图gydF4y2Ba5gydF4y2Ba从沈,测试结果等。gydF4y2Ba50gydF4y2Ba在单片SLS样品(75.43×14.80毫米大小,与公称厚度3.26毫米)也报道)。相同的图gydF4y2Ba5gydF4y2Ba最后,给出的证据通常增加MOE值BS标本,增加温度的函数。gydF4y2Ba

价值感兴趣的结构设计的目的是Kerper和史古德利(gydF4y2Ba49gydF4y2Ba]也评估了抵抗SLS玻璃在高温下的变化。特别是,没有阻力损失报告温度高达375°C(少于5%的损失,与室温相比),为热完全回火SLS标本。大量减少的阻力只记录了温度高于500°C(暴露于火数小时)和550°C(暴露于火15分钟)。化学强化SLS玻璃确实显示明显的抗降解温度升高,多达5%的损失在204°C(500小时的暴露于火),5.8%在260°C(500小时),和100%至600°C(6小时)。gydF4y2Ba

后(gydF4y2Ba49gydF4y2Ba),大量的实验研究相关SLS玻璃性能一直专注于热破损评估,被代表窗户的玻璃开裂的主要原因。玻璃热裂解和影响的问题1980年代第一次提出了埃蒙斯(gydF4y2Ba51gydF4y2Ba)和其他研究人员(gydF4y2Ba52gydF4y2Ba,gydF4y2Ba53gydF4y2Ba),而在过去的几十年里,越来越多的实验已经进行小规模的标本,单玻璃窗格,或双玻璃窗格不定地支持,在火灾或热辐射的影响(见,例如,gydF4y2Ba54gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba60gydF4y2Ba])。数值调查为例,提出了(gydF4y2Ba61年gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba63年gydF4y2Ba),边缘和边界条件的影响的证据标准窗口的热响应和破损玻璃窗格。Malou et al。gydF4y2Ba64年gydF4y2Ba)进行热阻实验3毫米厚,SLS,玻璃标本(15×50毫米公称尺寸)。一个相当恒定的值被记录为玻璃的抗拉强度,温度升高的270°C(图gydF4y2Ba6(一)gydF4y2Ba)。更高的温度确实是关联到大幅减少测量电阻在室温下(超过50%的参考价值),提供证据的热冲击效应和破坏传播在玻璃标本,以及一般有限表演的玻璃。一个相当光滑MOE减少也观察到(图gydF4y2Ba6(一)gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

后来,谢et al。gydF4y2Ba65年gydF4y2Ba)实验研究了SLS的抗拉力,高温玻璃标本。在小标本,进行准静态拉伸试验之间的厚度由4毫米和12毫米(2毫米每组样本之间的差异)。测试标本上重复相同的几何性质进行了25°C和200°C,临界断裂阻力的派生作为第一个发生开裂。在图gydF4y2Ba6 (b)gydF4y2Ba这样的测试结果,证据(平均值,最大和最小值为每个系列)。按照(gydF4y2Ba65年gydF4y2Ba),减少阻力可以忽略不计是注意到标本暴露在200°C,与室温相比的结果,观察高灵敏度尤其是玻璃厚度(图gydF4y2Ba6 (b)gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

值得注意的,不同的文献引用检查(见,例如,(gydF4y2Ba66年gydF4y2Ba]),甚至可以对比实验发现,给的证据通常高分散和敏感的玻璃热阻温度升高,因此建议在物质层面进一步测试和调查。gydF4y2Ba

从汇编级的材料,这样一个需要进一步的实验可以进一步感知评估和调查。gydF4y2Ba

实验相关的特定玻璃的热断裂系统火灾载荷作用下已经事实上最近才进行的,也就是说,双层玻璃单位(gydF4y2Ba58gydF4y2Ba]或point-fixed属于幕墙(玻璃窗格gydF4y2Ba60gydF4y2Ba]。point-fixed窗格的情况,例如,一个高灵敏度的热破裂(即。,time of failure and crack pattern) was typically observed, based on the position of point connectors (see an example in Figure7gydF4y2Ba)。的实际表现一种标本预计从检查边界configuration-proved严格相关结合热暴露影响以及机械负荷(即。,自重point-fixed板,导致额外的压力峰值接近孔),因此需要结合两方面的详细调查。gydF4y2Ba

在这方面,陈等人。gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]研究了热破碎性能标准的一个窗口,结合热负荷和风力影响下的压力。钢铁frame-supported单片0.6×0.6米板(6毫米厚度)受到参考火灾荷载和各种级别的风压力(高达11米/秒风速在玻璃表面)。玻璃开裂,在某些情况下,发生一起影响样本的支持框架。测试结果(总共15个样本),然而,通常证明首先开裂时间明显减少,增加了风压;即机械载荷(风,在这种特定情况下)可以高度加速热加载玻璃系统的失败。结果,详细调查包括结合热力和机械载荷的代表实际加载和边界配置检查结构玻璃装配系统应该普遍开展。gydF4y2Ba

LG的系统,例如,夹层的热力性能常用应妥善考虑。在这方面,Debuyser et al。gydF4y2Ba16gydF4y2Ba)调查的行为组成的单片和三层LG标本标准玻璃,在辐射供暖的影响。名义厚度的玻璃窗格的6毫米,10毫米,和15毫米被考虑,由聚乙烯醇缩丁醛或保税在LG部分SG层(0.76毫米或1.52毫米的厚度夹层箔)。低辐射涂层,单片标本也包括在组实验。辐射和透过率进行了测试,根据早期的研究提供证据的努力相对有限电阻和低热力性能的玻璃标本,由于过早出现热裂纹以及由于穷人热的反应键夹层(LG的标本)。关键设计问题也强调,利用一维模型可以捕捉到的实际热响应测试标本。热性能的聚乙烯醇缩丁醛和SG衬托,340°C,也报道(图gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)。测试结果收集在gydF4y2Ba16gydF4y2Ba)——限制在最高温度为340°C-generally显示与过去密切相关文献参考SLS玻璃(gydF4y2Ba67年gydF4y2Ba,gydF4y2Ba68年gydF4y2Ba)(图gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)。感兴趣的价值也是热特性的聚乙烯醇缩丁醛和SG衬托。gydF4y2Ba

5。现有实验研究玻璃系统和组件gydF4y2Ba

虽然相对大量的实验研究集中在玻璃作为建筑材料的热性能,有限的文学的努力仍然可用在火上满杯系统和总成的性能(见表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

5.1。玻璃幕墙、外墙、附件和窗户gydF4y2Ba

玻璃围墙和墙壁吸引了研究者的注意,特别是在最后几年里,小说FR的火灾性能评估解决方案的标准玻璃。在这一过程中,实际的边界和加载配置适当考虑在定义测试设置和方法,以便繁殖的测试条件全面标本作为一个完整的建筑和复杂的系统的一部分。gydF4y2Ba

玻璃外壳设计为一个扩展的华盛顿杜勒斯国际机场(乘客自动列车系统)进行了测试在火灾条件下2007年,据Mejicovsky [gydF4y2Ba69年gydF4y2Ba)(图gydF4y2Ba9(一个)gydF4y2Ba)。玻璃面板3.8×3.6米高维度和支持内部钢结构(4.7米湾平均宽度)。特殊的细节定义(即使使用标准,non-fire-rated材料),以提供适当的冗余玻璃系统,甚至在一个意外事件的情况下。这一目标,一个特殊的模型也设计,以模拟实际火灾荷载条件玻璃外壳。gydF4y2Ba

玻璃元素开销和墙壁设计LG的形式部分,由两英尺10毫米厚玻璃窗格保税的1.52毫米厚的聚乙烯醇缩丁醛夹层。玻璃关节被意识到通过硅橡胶设置模块和结构硅酮密封剂关节(道康宁995™类型),而玻璃通道和边缘修剪由至少3毫米厚的不锈钢。火试验停止后35分钟的曝光,气温在玻璃超过250°C (400°C在过去5实验测试)。Postexamination玻璃系统的显示没有开裂或移动的组件,但局部熔化和浓浓的聚乙烯醇缩丁醛夹层的观察,小气泡的形式和/或局部分层(见图的细节gydF4y2Ba9(一个)gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

全面标准的消防测试根据EN 1363 - 1和EN 1364 - 1报告了Machalicka et al。gydF4y2Ba70年gydF4y2Ba]玻璃墙由一个铝框。墙(3.475×4.57 m总体规模)由三个特殊FR, LG电池板,制成型(1.4×4.5米的大小LG面板中部外侧板1×4.5米)。小差距相邻玻璃窗格是通过特殊的FR磁带和密封剂。崩溃的玻璃墙后发生49分钟的暴露于火,最高温度在150°C(图的顺序gydF4y2Ba9 (b)gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

两双LG面板组成的特殊的钢化玻璃,且类型(或SuperLite II-XL™类型,与总厚度19.05毫米),和单片玻璃面板(6.35毫米厚度)组装在一起获得玻璃壁测试(gydF4y2Ba71年gydF4y2Ba]。这样一个玻璃墙(两个玻璃面板截面类型)frame-supported,外形尺寸为2.42×2.42米。火实验给有限的证据火表演简单的玻璃面板,相比FR组件。单片玻璃窗格事实上被过早的特点影响支架(即。,3minutes after ignition, with 0.8 seconds elapsing between the occurrence of first cracks in glass and the final fallout of monolithic panes (Figure10 ()gydF4y2Ba))。双LG电池板,相反,完好无损测试结论(> 30分钟),没有出现明显的裂缝或失败机制接近与框架系统连接。gydF4y2Ba

这不是实验研究的情况下由杨et al。gydF4y2Ba40gydF4y2Ba],测试了单片,FR玻璃板下标准曲线。试验研究了事实上的证据主要问题源于框架系统和相关连接。甚至FR玻璃面板证明提供高火灾荷载下表现;特别是,失去完整性被观察到glass-to-metal框架连接详细描述(数据来源gydF4y2Ba10 (b)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba10 (c)gydF4y2Ba)。进一步的火灾实验和数值研究玻璃幕墙系统也可以发现在gydF4y2Ba78年gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba82年gydF4y2Ba),与特定的玻璃系统的性能类型的证据,包括粗纱网系统和倾斜外墙。gydF4y2Ba

5.2。改造和加强标准的玻璃窗gydF4y2Ba

几种类型的保护电影小说能够改善现有的防火性能和标准的windows在市场上是可用的。虽然这些涂料不影响室温弹性刚度和抵抗的玻璃窗格翻新,相同的电影可以在推迟高温的影响是有益的,因此导致增加FR性能。gydF4y2Ba

Koudijs和CsokegydF4y2Ba72年gydF4y2Ba]首先给了高潜力的实验证据保护电影对传统玻璃系统,与仔细考虑改善窗户由SLS玻璃的防火性能,通过考虑一个案例研究构建鹿特丹(NL)(图gydF4y2Ba(11日)gydF4y2Ba)。低辐射涂料中插入传统双层玻璃单元,通过评估他们的位置(即的影响。、室内腔面等)在火灾荷载。窗口样本的完整性保证了27分钟的一个玻璃,但增加了60分钟的HS玻璃面板,因此提供证据的潜在火表演传统的绝缘系统包括特殊的涂料。gydF4y2Ba

三泽et al。gydF4y2Ba73年gydF4y2Ba电影还测试了特殊耐火材料的功效,主要用于现有标准的windows应用程序内部的一面。典型的标本由双层玻璃单元,低辐射涂层,1×1 m的参考尺寸。电影,一种新型耐火材料在室内的釉面单元(即。在玻璃表面暴露于火)。(i)的耐火电影由一个外部聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜连着(ii)紫外线保护层,(3)硅酸盐soda-based材料层(1毫米厚度)(图gydF4y2Ba11 (b)gydF4y2Ba)。总共12个测试进行,包括变化在一个玻璃供应商,厚度(8毫米或12毫米),和样本大小(30×30厘米,100×100厘米,和94×94厘米)以及低辐射薄膜表面的应用和比较明确裸标本。所有的实验证明了耐火材料的效率高的电影,允许低辐射膜双层玻璃单元达到最低20或30分钟的防火性能,根据需要为FR窗口。gydF4y2Ba

虽然通常提到的研究证明了这种特殊的涂料的潜力和效率提高玻璃系统的FR,仍然应该评估几个方面。吴et al。gydF4y2Ba83年gydF4y2Ba),例如,实验研究了防护层的高温性能和热降解常用对于玻璃的应用程序,让气体排放当暴露于火的证据。gydF4y2Ba

5.3。玻璃地板和管理费用gydF4y2Ba

Siebert,则称gydF4y2Ba74年gydF4y2Ba]报道进行消防测试玻璃地板属于地铁站“北国Olympiapark”在慕尼黑(德国)。玻璃天花板的隧道,开销可以访问的人是可以通过几个步骤开口(5×3.5米大小)。FR需求考虑,作为一个可能的配置产生事故(即。列车在隧道燃烧)。特殊的多层安全LG面板在消防设计和测试,以确保适当的安全水平(图gydF4y2Ba12gydF4y2Ba)。没有测试结果和fire-performance-related数据是可用的文学,然而。gydF4y2Ba

类似的火灾实验总结了还在gydF4y2Ba75年gydF4y2Ba),指的是玻璃层板设计,2011年,安装在一个130米的高度在具有历史意义的布莱克浦塔(英国),作为一个持续的翻新项目的一部分。进行了全面的消防测试(图gydF4y2Ba13gydF4y2Ba),4.42×3.8 m地板系统的总体规模。轻钢框架和相关垫片也包括在测试设置中,以评估的火灾性能完整的玻璃系统在其实际约束的配置。gydF4y2Ba

旨在确保适当的结构完整性以及整体表现的火灾事故,典型的玻璃面板(3×1.1 m的最大大小)由一个LG部分,三个10毫米厚,英国《金融时报》的玻璃层,结合在一起23毫米皮尔金顿Pyrostop™,通过使用一种特殊的液体复合键(Koediguard™类型)。钢架元素也初步处理防火涂料、矿棉、防火检查董事会。额外终于包含在设置伸缩缝,以防止屈曲在支撑架上的成员。火实验是按照EN规定,分配到地板系统一个标准火灾曲线,同时机械载荷,是代表人群(5 kN / mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba,分布均匀的压力或4.5 kN点荷载(50×50 mm脚印),职责)。gydF4y2Ba

火性能超过60分钟的完整性(测试停止后68分钟),最高气温记录为67.6°C和任何脱胶或失败的证据。相比火绝缘要求(EN 1363 - 1),温升不应超过140°C(部分gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),> 120°C的宽容是因此确保(12°C的环境温度测试)。后续测试的16.5毫米的挠度测量(1/175提供的屋顶空间挠度限值标准)。gydF4y2Ba

5.4。玻璃梁gydF4y2Ba

有限的实验文学背景可以找到结构玻璃元素火载荷作用下,由于相对近期的需求为这些系统脆弱性评估和保护。gydF4y2Ba

转向等人报道(gydF4y2Ba22gydF4y2Ba)的弯曲试验对比结果,实验从整体和LG梁下火,防火涂料的影响进行评估。火灾荷载施加在一个常数的形式火焰在650°C,固定梁的横向距离表面(图gydF4y2Ba14gydF4y2Ba)。各种梁几何图形(40毫米×400毫米总体规模)进行了测试,包括与不同厚度和标准SLS玻璃标本类型,如gydF4y2Ba(一)gydF4y2Ba6毫米厚的玻璃;gydF4y2Ba(b)gydF4y2Ba6毫米厚,化学钢化玻璃(120 MPa初始应力);gydF4y2Ba(c)gydF4y2Ba3毫米厚,化学钢化玻璃,夹层1毫米聚碳酸酯(PC)箔(3 + 2 PC玻璃层电影);gydF4y2Ba(d)gydF4y2Ba3毫米厚,分割,与1毫米PC箔化学钢化玻璃,夹层玻璃层(3 + 2 PC的电影)。与C相比,玻璃层是连着电脑衬托的重叠模式;gydF4y2Ba(e)gydF4y2Ba一束LG(如C和D模式标本的情况下),包括外部绝缘蛀牙。gydF4y2Ba

(一)——(e)配置测试后没有和防火涂层的应用(FlameGuard HCA-TR™油漆类型)。gydF4y2Ba

传统的四点弯曲试验设置用于这些光束。实验没有外部机械负荷以及额外的重量(24 MPa相应的跨中弯曲应力)进行了单片一个标本(A型)(表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

整体试验研究了一些重要的证据方面,例如,建筑玻璃的潜在的安全水平横梁下火。gydF4y2Ba

然而,关键方面也强调同样的标本,喜欢,例如,在分段梁(D型,见图gydF4y2Ba14 (c)gydF4y2Ba)。中也发现了一些初步有限元模拟(gydF4y2Ba22gydF4y2Ba),提供证据的温度分布和相关检查梁的应力影响。感兴趣的价值实际上是这样的初步有限元模型给温度峰值的证据之间的粘合剂层提供结构性粘结玻璃部分,因此强调详细的至关重要的作用。gydF4y2Ba

博et al。gydF4y2Ba76年gydF4y2Ba]后来探索类似玻璃梁标本,通过考虑相同的整体几何特性和测试设置了(gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。这部小说方面是由测试LG梁组成的特殊FR玻璃(即。,Pyroguard™ type as well as LG beams composed of 3 SLS glass layers, with epoxy films acting as interlayers for all the specimens). As a general outcome of the experimental investigation, epoxy layers were found to start charring after few seconds only, with limited fire performance of the beam specimens. An almost comparable behaviour was observed for all the beams, both composed of special Pyroguard layers or not, hence giving evidence (besides the limited number of tests) of the need for further extended investigations.

笨拙的人,努斯鲍姆(gydF4y2Ba77年gydF4y2BaLG横梁组成)进行全面的实验测试标准的玻璃层。不同于(gydF4y2Ba18gydF4y2Ba),一个标准的火灾曲线被认为是加载到烤箱,按照EN规定(部分gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。通过实验研究,3全面研究了光束。给出相同的梁总尺寸(1米×0.1米),变化是占据的玻璃类型(一、HS和英国《金融时报》、职责)。参考截面由3 SLS层,10毫米厚度、粘结在一起SG衬托在厚度(1.52毫米)。gydF4y2Ba

四点弯曲试验被认为是设置,支持防止暴露于火,和火加载被分配和同时一起,恒机械负载的形式在中跨节115公斤。鉴于压力效应有限由于机械负荷分配的顺序(最大拉伸应力5 MPa梁的跨中),标本被证明提供一个相当稳定的行为下火,为> 40岁> 45岁> 50分钟的情况下,海关,和英国《金融时报》的梁,分别到崩溃(图gydF4y2Ba15gydF4y2Ba)。作为一般的观察从这样一种测试,层间衬托开始融化,几分钟后泄漏从他们的立场暴露于火;因此,SLS玻璃窗格表现几乎完全非耦合层。另一方面,保护梁两端从火可以避免过早崩溃机制。gydF4y2Ba

6。摘要和结论gydF4y2Ba

在这篇文章中,一个国家的艺术在建筑玻璃系统提出了火灾荷载下,仔细考虑,目前的设计方法和问题以及实验研究工作。除了不断增加在建筑中使用玻璃作为建筑材料能够相互作用和/或取代传统材料的使用,结构玻璃装配的实际行为,一般来说,目前需要进一步的调查,以及具体的故障安全设计规则的应用。这是在普通负载下玻璃系统的情况下,尤其是极端负荷条件,,例如,火灾事故。gydF4y2Ba

如图所示,玻璃的固有特性及其与其他组件的交互(即。,framing systems, boundary details, etc.) make glazing systems highly vulnerable to temperature variations, as well as combined effects of thermal and mechanical loads, hence requiring multidisciplinary approaches in their design. In doing so, appropriate structural safety levels should be in fact ensured in combination with multiple aspects, such as transparency, aesthetics, and lightening requirements.

尤其是在物质层面上,可以找到一组广泛的实验研究的文献,旨在评估的主要影响高温MOE,抗拉力,热裂解的标准玻璃。这些实验结果,而据教育部变化与温度基本一致。但当不同的文学来源解释,然而,测试结果也可以提供证据的高分散在观察到的趋势,,例如,在玻璃热阻(部分gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。此外,虽然大多数的玻璃应用于建筑包括夹层或绝缘玻璃系统,仅有一些实验研究实际上是描述热影响层间衬托高温。gydF4y2Ba

的注意力从材料到系统和装配水平,相对广泛的实验调查也可以发现在文献中,与仔细考虑各种类型学玻璃系统的火灾性能包括多种边界配置,暴露于火模式和玻璃类型(标准和/或FR玻璃)。等的共同方面实验调查(部分gydF4y2Ba5gydF4y2Ba),连接细节和限制通常被证明有一个关键的角色在整个观察反应,frame-supported和点支承系统。一般来说,玻璃围栏、墙和梁证实,大多数情况下,提供火灾荷载下,而稳定的表现,甚至标准的玻璃组成的,但需要进一步广泛的测试和评估有特殊照顾支持的细节。gydF4y2Ba

最后,文学的努力已经在过去几年也评估潜在的特殊涂料和有效性和电影的改造和保护现有的玻璃窗和系统。依照之前的观察,这样的解决方案通常给裸玻璃标本的主要好处的证据,但是仔细考虑应该仍花了正确优化他们的潜力。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

本研究中进行了“结构性任务”活动正在进行的欧盟成本行动TU1403“适应性外墙网络”(gydF4y2Bawww.tu1403.eugydF4y2Ba)。在这方面,成本是感激地承认为促进科学网络和作者之间的合作和行动国际专家。gydF4y2Ba