Jump to content
forum-okna.ru

Расчёт вероятности термошока


Vlad764523
 Share

Recommended Posts

Нормально представляю, но, насколько я понимаю, термошок происходит из-за разницы температур в разных частях стекла, это и надо первым делом считать.

Кроме сколов стекла, на вероятность трещины также влияет еще куча факторов, начать с того что стекло у разных производителей разное и от партии к партии параметры тоже "гуляют". Как всё это учесть? Как всегда в подобных тяжелых случаях - приблизительно. Я же не прошу назвать мне с точностью до сотой градуса момент разрушения стекла. Т.е., мы знаем, например, что при градиенте, допустим, до 40 градусов термошока не бывает. Градиент меньше - расчёт окончен. Градиент выше - надо учитывать прочность стекла. (Если приспичило именно такую формулу конечно.) Если параметры стекла не знаем, берём минимальную прочность для нужной толщины, если знаем - используем с учетом разброса параметров. Со сколами так-же. Предположим, при резке допустимы сколы до 1 мм. Они могут уменьшить прочность на 10-15% (все цифры "от фонаря" если что) Минусуем прочность по максимуму, на 15% и считаем.

Вот, например, надо Вам посчитать конструкцию на статику. Вы же не проводите весь комплекс прочностных расчётов, а пользуетесь таблицами от поставщика. И ветер не измеряете с точностью до 0.01 м/с, а берёте значение из таблицы для данной местности и высоты. Таким образом, расчёт Вы всё-таки проводите, он приблизительный, но точность его достаточна.

 

В целом, наверняка, примерно так и нужно поступать. Но, как Вы правильно заметили, у разных стекол - разные механические характеристики в зависимости от состава и температурного режима при изготовлении листов.

 

Пример инженерного подхода к расчету для металла, имеющего более стабильные характеристики: http://www.researchg...4cfa8000000.pdf

Link to comment
Share on other sites


Оконный портал tybet.ru | Подписка на новости | Бесплатные объявления | База оконных знаний | ОНЛАЙН-ВЫСТАВКА


Нормально представляю, но, насколько я понимаю, термошок происходит из-за разницы температур в разных частях стекла, это и надо первым делом считать.

Кроме сколов стекла, на вероятность трещины также влияет еще куча факторов, начать с того что стекло у разных производителей разное и от партии к партии параметры тоже "гуляют". Как всё это учесть? Как всегда в подобных тяжелых случаях - приблизительно...

Вот мы и подошли к самому главному, какое значение прочности стекла брать при расчетах?

Прочность стекла по ГОСТу, или минимальное значение, предоставляемое испытательной лабораторией?

И что такое вероятность, - это "количественная оценка возможности наступления некоего события".

Предположим что при перепаде температуры на стекле в 30 градусов Цельсия, вероятность разрушения стекла = 5%. Для ваших условий произвели расчет, показавший перепад температур не более 300 С, а в процессе эксплуатации на одном из стеклопакетов произошел термошок. Кто виноват? Ваши действия как заказчика? И что с расчетами, - как их трактовать, если за официальный перепад косвенно можно принять 360 С, а стекло разрушено?

Вот тот же ГОСТ Р 54175-2010 п.5.2.7:

"Допускается вместо коэффициента поглощения света использовать при проектировании стеклопакетов коэффициент поглощения солнечной энергии стеклом. Для неупрочненного стекла (в том числе многослойного) он должен быть не более 50%.

Стекло с более высоким коэффициентом поглощения света (или солнечной энергии) должно быть упрочненным".

Но если произвести расчеты, то оказывается что уже при 45% поглощении солнечной энергии в течение 120 мин., должно произойти разрушение незакаленного стекла (и это для г. СПб).

  • Upvote 1
Link to comment
Share on other sites

На счёт закалки МФ стекла - сильно сомневаюсь что кто-то так делает. Например весьма распространённое Guardian Climaguard Solar - в принципе не калится. Остальные "бытовые" МФ стёкла думаю тоже.

Вы ошибаетесь. Еще как и калят. По шестерке грубо 400 руб./кв. м. и спите спокойно, не заморачиваетесь расчетами. Guardian Climaguard Solar не калится, оно и стоит существенно дешевле.

  • Upvote 1
Link to comment
Share on other sites

Т.е., мы знаем, например, что при градиенте, допустим, до 40 градусов термошока не бывает.

 

БОРИСКИНА И.В., ШВЕДОВ Н.В., ПЛОТНИКОВ А.А.

"Вероятность разрушения пластин обычного прозрачного строительного стекла закономерно связана со скоростью подъёма температуры. Обычные (не экстремальные) перепады температуры наружного воздуха не могут быть причиной значительных напряжённых состояний, которые могли бы привести к разрушению. По различным данным, разница температур между различными участками стеклянной пластины в 20 °С не приводит к разрушению стекла: риск разрушения отсутствует.

При достижении разницы температур 40 °С, вероятность разрушения составляет 20 %. Когда разница температур равна 55 °С, вероятность разрушения равна 50 % или, иначе говоря, половина стёкол может разрушиться. И, наконец, когда разница температур превышает 90 °С, все обычные прозрачные строительные стёкла разрушаются."

  • Upvote 3
Link to comment
Share on other sites

Рассмотрим примеры с указанием температуры наружного/внутреннего воздуха и стекол (в центральной зоне стеклопакета):

 

Вариант 1.

..........................4......16Ar.......4......16Ar......4i

-22 (улица)......-20,2...............-8,5..............+16,3..........+20 (помещение)

+32 (улица).....+34,9.............+39,8............+28,3..........+24 (помещение)

 

Вариант 2.

..........................4і.....16Ar.......4......16Ar......4i

-22 (улица)......-20,7...............-2,0..............+17,4..........+20 (помещение)

+32 (улица).....+34,9.............+41,0............+27,8..........+24 (помещение)

 

P.S. Так что вероятность термошока стекол в стеклопакете с двумя энергосберегающими стеклами почти такая же как и с одним. Максимум что делают (рекомендуют) производители стеклопакетов это шлифовка кромок среднего стекла (в варианте 2), так сказать перестраховываются.

Edited by Ruslan R
  • Upvote 2
Link to comment
Share on other sites

Я так понимаю расчеты в посте #30 выполнены с использованием программы Window (LBNL Software) :) А какой временной диапазон времени они охватывают? Стекло ведь нагревается, поглощая солнечную энергию и отдает ее...но не сразу, соответственно в последующий промежуток времени, стекло еще больше нагревается по сравнению с предыдущим замером, соответственно вопрос, - температуры +39,80С и 41,00С каким образом получены?

Link to comment
Share on other sites

Я так понимаю расчеты в посте #30 выполнены с использованием программы Window (LBNL Software)

 

Верно.

 

А какой временной диапазон времени они охватывают? Стекло ведь нагревается, поглощая солнечную энергию и отдает ее...но не сразу, соответственно в последующий промежуток времени, стекло еще больше нагревается по сравнению с предыдущим замером, соответственно вопрос, - температуры +39,80С и 41,00С каким образом получены?

 

Скорее всего программа не учитывает попадания прямых солнечных лучей (длительное время) на стеклопакет, а учитывает просто температуру наружного воздуха.

Link to comment
Share on other sites

Думаю, программка более продвинута и учитываются очень многие факторы (сами посмотрите, вон сколько их).

И думаю, влияние времени тоже учтено, к примеру, скоростью и направлением ветра и температурой воздуха, степенью поглощения энергии стеклом и др.

Думаю, результаты более чем верны (насколько может теория), но нужно правильно задать граничные условия.

На основе этой программы Pilkington сделала расчет вероятности термошока (пока нет поддержки двухкамерных пакетов).

http://www.pilkingto...rs.com/tsc.php#

Программа настолько точна, что меняется температура среднего стекла при изменении газа в камере, и изменении расстояния дистанции.

С воздухом температура ниже, с аргоном выше, с криптоном еще выше.

Лично я не сомневаюсь в результатах программы. Повторюсь, нужно грамотно задать параметры :)и можно посчитать примерную вероятность термошока.

А если вернутся к теме, Vlad, вы много внимания уделяете этому малозначащему маловероятному аспекту. Есть очень много того, о чем можно переживать при покупке окон. Да и пережевать тоже не нужно. Какие будут окна - мало зависит от вас. Удачной покупки! :thumbsup:

Link to comment
Share on other sites

Думаю, программка более продвинута и учитываются очень многие факторы (сами посмотрите, вон сколько их).

И думаю, влияние времени тоже учтено, к примеру, скоростью и направлением ветра и температурой воздуха, степенью поглощения энергии стеклом и др.

Думаю, результаты более чем верны (насколько может теория), но нужно правильно задать граничные условия.

 

Проверку можно произвести простую: создайте во вкладке Environmental Conditions Library новый погодный фактор. Поставьте Direct Solar Radiation 1000 W/m2, всем коэффициентам теплоотдачи присвойте значение = 0, и поставьте на расчет 1 стекло с энергосберегающим покрытием, посмотрите результат.

Link to comment
Share on other sites

при + 20 внутри и +20 снаружи = около +39 С.

 

У меня +58 (с одним і-стеклом) и +60 (с двумя і-стеклами).

 

P.S. Всем коэффициентам теплоотдачи присвойте значение = 0.

 

Проверку можно произвести простую .... посмотрите результат.

 

Я вот только не понял, что это меняет? Цитата ниже - остается в силе.

 

P.S. Так что вероятность термошока стекол в стеклопакете с двумя энергосберегающими стеклами почти такая же, как и с одним.

Link to comment
Share on other sites

Вот мы и подошли к самому главному, какое значение прочности стекла брать при расчетах?

Прочность стекла по ГОСТу, или минимальное значение, предоставляемое испытательной лабораторией?

Если ГОСТ нормирует минимально допустимую прочность стекла, и конкретной марки мы не знаем - по ГОСТу. Если есть данные от производителя, то их. Как я понимаю, они не должны быть ниже ГОСТа.

Предположим что при перепаде температуры на стекле в 30 градусов Цельсия, вероятность разрушения стекла = 5%. Для ваших условий произвели расчет, показавший перепад температур не более 300 С, а в процессе эксплуатации на одном из стеклопакетов произошел термошок. Кто виноват? Ваши действия как заказчика?

Ну, при расчёте заранее выберем допустимую вероятность, в общем случае пусть будет 5% или 10% - это пусть для себя определяет тот, кому этот риск покрывать. Для случаев как у Moradan в посте #23 выберем близкий к 0%.

Кто виноват? Если разрушение произошло в условиях близких к граничным, для которых и был рассчитан % риска, виноват тот, кто написан в договоре. Опять же если при риске 5% лопнуло 10% пакетов - виновато качество стекла или производства. Если условия явно не дотягивали до граничных - опять же виновато качество. Если условия превышали расчетные, то виноват форс-мажор, или тот, кто не обеспечил условий эксплуатации.

 

И что с расчетами, - как их трактовать, если за официальный перепад косвенно можно принять 360 С, а стекло разрушено?

Если при данном перепаде предусмотрен процент вероятности разрушения, и мы в него укладываемся, то всё ок. Иначе - стекло не соответствует заявленным характеристикам, либо расчёт не верен, и там было не 36, а 46 градусов.

Вот тот же ГОСТ Р 54175-2010 п.5.2.7:

"Допускается вместо коэффициента поглощения света использовать при проектировании стеклопакетов коэффициент поглощения солнечной энергии стеклом. Для неупрочненного стекла (в том числе многослойного) он должен быть не более 50%.

Стекло с более высоким коэффициентом поглощения света (или солнечной энергии) должно быть упрочненным".

Но если произвести расчеты, то оказывается что уже при 45% поглощении солнечной энергии в течение 120 мин., должно произойти разрушение незакаленного стекла (и это для г. СПб).

Либо при создании ГОСТа не учли всего, и допустили ошибку, либо расчёт не верен, и надо совершенствовать методику. Интересно, что показывает практика? Если оставить на жарком солнце стекло с 50% поглощением на 2 часа - лопнет или нет?

Link to comment
Share on other sites

По различным данным, разница температур между различными участками стеклянной пластины в 20 °С не приводит к разрушению стекла: риск разрушения отсутствует.

При достижении разницы температур 40 °С, вероятность разрушения составляет 20 %.

Видимо, надо стремиться к тому, чтобы разница не превышала 30 °С.

Рассмотрим примеры с указанием температуры наружного/внутреннего воздуха и стекол (в центральной зоне стеклопакета):

А какой уровень солнечной радиации в данных расчётах? И, как я понял, здесь указана максимальная температура стекла, а не разница между наиболее горячей, и наиболее холодной (в тени) частью.

Скорее всего программа не учитывает попадания прямых солнечных лучей (длительное время) на стеклопакет, а учитывает просто температуру наружного воздуха.

Какое-то кол-во солнечной радиации программа обязательно учитывает, иначе откуда взялась температура +41 градус на внутреннем стекле, при +32 и +24 снаружи пакета? Вопрос какое?

Link to comment
Share on other sites

А какой уровень солнечной радиации в данных расчётах? .

 

525W/m2 (автоматом стоит для Киева).

 

P.S. Если поставить 1000W/m2, то температура среднего стекла увеличится где-то на +10 градусов.

 

И, как я понял, здесь указана максимальная температура стекла, а не разница между наболее горячей, и наиболее холодной (в тени) частью.

 

Да температура в центральной зоне стеклопакета, и без всяких теней. Та часть стеклопакета которая заходит в профиль будет иметь меньше всего температуру, так как защищена профилем от нагрева.

  • Downvote 1
Link to comment
Share on other sites

А если вернутся к теме, Vlad, вы много внимания уделяете этому малозначащему маловероятному аспекту.

Я не сам по себе заострил на этом внимание, а мне уверенно сказали, что пакет с двумя И-стёклами очень опасен в плане термошока. Попытавшись изучить тему, я увидел большое белое пятно. Если по другим вопросам есть довольно чёткое понимание, то здесь я не нашел ничего. У разных людей разное мнение, иногда диаметрально противоположное, люди спорят, но обосновать своё мнение не могут. Поэтому я и создал эту тему.

Есть очень много того, о чем можно переживать при покупке окон. Да и пережевать тоже не нужно. Какие будут окна - мало зависит от вас. Удачной покупки! :thumbsup:

Спасибо за добрые пожелания, но то, что от меня мало что зависит - не радует. Я как-то привык по-другому. :)

Link to comment
Share on other sites

Проверку можно произвести простую: создайте во вкладке Environmental Conditions Library новый погодный фактор. Поставьте Direct Solar Radiation 1000 W/m2, всем коэффициентам теплоотдачи присвойте значение = 0, и поставьте на расчет 1 стекло с энергосберегающим покрытием, посмотрите результат.

P.S. Всем коэффициентам теплоотдачи присвойте значение = 0

При теплоотдаче = 0 и наличии солнечной радиации температура же должна расти бесконечно?

Edited by Vlad764523
Link to comment
Share on other sites

При теплоотдаче = 0 и наличии солнечной радиации температура же должна расти бесконечно?

 

В принципе должна.

Link to comment
Share on other sites

Вообще алгоритм расчета должен быть следующим:

1.Расчет исходных данных:

  • температура наружного воздуха
  • температура внутреннего воздуха
  • максимальная величина прямой солнечной радиации
  • максимальная величина рассеянной солнечной радиации
  • минимально допустимый коэфф-т теплоотдачи для наружной плоскости стекла.
  • минимально допустимый коэфф-т теплоотдачи для внутренней плоскости стекла.
  • удельная теплоемкость стекла.
  • удельная теплоемкость воздуха.

Ну и сам упрощенный алгоритм:

 

1. Расчет теплопоступления суммарного (прямая и рассеянная радиация) и поглощения солнечной энергии незакрытой тенью частью стекла.

2. Учет коэфф-тов теплоотдачи.

3. Расчет теплопоступления рассеянной радиации и поглощения солнечной энергии закрытой тенью частью стекла.

4. Учет коэфф-тов теплоотдачи.

5. Расчет температурной дельты между облучаемой солнцем и закрытой тенью.

Edited by tzertis
Link to comment
Share on other sites

525W/m2 (автоматом стоит для Киева).

525W/m2 это, видимо, среднегодовая величина, для расчёта на термошок, как мне кажется, лучше брать пиковую.

Да температура в центральной зоне стеклопакета, и без всяких теней. Та часть стеклопакета которая заходит в профиль будет иметь меньше всего температуру, так как защищена профилем от нагрева.

Выглядит логично. Можно не рассчитывать теплопоступление и теплоотдачу для затенённой части пакета, а принять температуру края стекла равной температуре профиля, согласно изотермам. Температура пакета в краевой зоне сильно зависит от спейсера, так что можно сказать, что TGI спейсер снижает вероятность термошока.

 

P.S. Так что вероятность термошока стекол в стеклопакете с двумя энергосберегающими стеклами почти такая же как и с одним.

Если Ваши расчёты верны, это опровергает весьма распространённое мнение (высказанное, в том числе в этой теме, уважаемыми форумчанами) об опасности такой конфигурации пакета. Т.е. можно сказать что это - оконный миф. Если следовать Вашей методике, как я её понял, самая большая дельта получается 23 градуса, при 1000W/m2. Если конечно расчёты верны.

Link to comment
Share on other sites

Вообще алгоритм расчета должен быть следующим:

Мне кажется, надо добавить еще длительность экспозиции, или сделать эту длительность достаточно большой для достижения точки равновесия.

В принципе должна.

Я, собственно, не зря обратил внимание на такую странность, что при теплоотдаче =0 программа выдаёт температуру +60. Это значит, что там задана какая-то длительность экспозиции (скорее всего), либо она всё-таки учитывает какие-то теплопотери, либо там алгоритм не верный, и она считает чёрти что.

  • Upvote 1
Link to comment
Share on other sites

525W/m2 это видимо среднегодовая величина, для расчёта на термошок как мне кажется, лучше брать пиковую.

 

Выглядит логично. Можно не расчитывать теплопоступление и теплоотдачу для затенённой части пакета, а принять температуру края стекла равной температуре профиля, согласно изотермам. Температура пакета в краевой зоне сильно зависит от спейсера, так что можно сказать что TGI спейсер снижает вероятность термошока.

 

 

Если Ваши расчёты верны, это опровергает весьма рапространённое мнение (высказанное, в том числе в этой теме, уважаемыми форумчанами) об опасности такой конфигурации пакета. Т.е. можно сказать что это - оконный миф. Если следовать Вашей методике, как я её понял, самая большая дельта получается 23 градуса, при 1000W/m2. Если конечно расчёты верны.

 

В целом, достаточно логичные размышления.

Я бы обратил внимание на то, что наиболее высок риск термошока в феврале-марте, когда часто совпадают дни с относительно низкой температурой за окном, наличием отопления в помещении, наличием солнечных дней при его низкой траектории и высоким атмосферным давлением. Т.е. это достаточно редкие, но гарантированно возникающие условия для северо-восточной ---> западной не затененных сторон здания, находящихся в солнечном цикле.

 

Естественно, в таких условиях основные термические напряжения испытывает среднее стекло в СПД, и количество концентраторов напряжений на его кромке напрямую влияет на вероятность разрушения (первичного разрыва кромки). А затем дело продолжают циклические термические и механические нагрузки, в результате которых трещина термошока и приобретает свой причудливый вид.

 

Периметр стёкол в холодной зоне, центр разогрет, внутренние напряжения растут, периметр в местах дефектов разрывается.

 

Соответственно, мероприятия для снижения вероятности разрушения - обработка кромки для устранения основных концентраторов напряжений, использование просветленного стекла для снижения поглощения солнечной энергии или термическое упрочнение.

 

Собственно, на мой взгляд, из-за большего нагрева наружного МФ, риск термошока для среднего стекла становится ниже, т.к. нагрев краевой зоны среднего стекла происходит быстрее, и внутренние напряжения - меньше.

 

Естественно, эти рассуждения только об обсуждаемой конфигурации с двумя крайними стёклами с мягким покрытием в составе СПД.

  • Upvote 2
Link to comment
Share on other sites

  • 2 weeks later...

Я извиняюсь, что пропал из темы, был в отъезде.

Хотел еще поспрашивать по теоретической части, и сам попробовать посчитать в Window, но не получилось.

Хочу задать тупой практический вопрос - что выбрать:

1. 4i-14TGI_Ar-4-14TGI_Ar-4i где 4i - Pilkington Optitherm S3

2. 4MF-14TGI_Ar-4-14TGI_Ar-4i где 4MF - Pilkington Suncool 70/40, 4i - Pilkington Optitherm S3

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.



×
×
  • Create New...

Important Information

By using this site, you agree to our Terms of Use.