荷重の検討
日付: 2022 年 9 月 2 日
この論文は、流体が充填された断熱ガラスユニット用の接着エッジシールの開発に関する研究を紹介します。 このような斬新なファサード要素により、建物の多機能エンベロープと建物のエネルギー効率の向上が可能になります。 流体が充填されたガラスの接着されたエッジシールには、ファサードにかかる一般的な荷重に加えて静水圧が作用するため、大きな応力がかかります。 液体に永久にさらされると、深刻な老化現象が生じる可能性もあります。 したがって、エッジシールは、化学的および物理的応力が 2 つの機能ゾーンに分散されるように設計されています。 最初の機能ゾーンは保護シールとして機能し、流体を負荷に耐える第 2 の機能ゾーンから分離します。 両方の機能ゾーンの接着剤は、広範なテスト プログラムを使用して選択されました。
材料が選択されると、新しいファサード要素が大規模なコンポーネント テストでテストされます。 モックアップは、意図したファサード要素の元のサイズと比較して 1:2 のスケールで構築されます。 この研究は接着されたエッジの性能に焦点を当てているため、ガラスのサイズが小さくなりながら、エッジのディテールがオリジナルのサイズで実現されます。 ガラスの厚さは、元のサイズのファサード要素に対応するエッジ ゾーンでの回転を実現するために変更されます。 試験はカーテンウォール用の試験装置で実行され、周期的な風圧と一定の水圧による要素の同時荷重が可能です。 接着剤はガラス板の自重を除くすべての荷重を支えます。 試験結果は数値計算と比較され、耐荷重挙動の推定が行われます。
建物の側面として、ガラスのファサードほど現代建築をよく表しているものはほとんどありません。 特に駐在員事務所や管理棟では、最大限の透明性と日光の利用が望まれます。 高性能多層ガラス断熱ガラス ユニット (IGU) の最適化された設計にもかかわらず、大規模なガラス ユニットは比較的高いエネルギー損失を伴います。 これは、夏の太陽放射によって引き起こされるエネルギー入力と、外気温が低い冬場の熱伝導、熱放射、対流によるエネルギー散逸の両方に当てはまります。 このため、ファサードを最適化するための研究が常に行われています。 その目的は、超低エネルギー住宅を建設するための多機能な建築エンベロープを作成することです。 近年、流体で満たされたファサード要素に関するさまざまな研究プロジェクトが実施されています。 流体の助けを借りて、ファサード要素を熱的に制御できます。
窓ガラスの空洞を流体で満たすというアイデアは、空気の約 4 倍に相当する水の高い比熱容量に基づいています。 このため、水は非常に優れた熱媒体または冷却剤となります。 この特性は、藻類の成長を防ぐために必要な化学添加剤を添加しても変化しません。 水とエチレングリコールの混合物の使用は、いくつかの研究プロジェクトでその価値が証明されています。 わずかなエネルギーで混合流体を一定の温度に保つことができます。 このように、流体で満たされたファサード要素は室内温度の改善に貢献できます。 また、流体混合物に磁性粒子を加えて、入射太陽放射に反応して窓ガラスを暗くすることも考えられます。
同時に、建物の外皮に対する美的要求も高まっています。 構造用シーラントグレージングファサード (SSG ファサード) は、その表面が均質であるため、高い需要があります。 図 1 は、SSG ファサードの 2 つの断面を示しています。 一般原理は、外側のガラス板 (段付き断熱ガラス ユニット) または内側のガラス板 (標準的な断熱ガラス ユニット) の裏側にある耐荷重接着剤に基づいています。 外部クランプを回避すると、最高の美的結果が得られます。 その結果、最小限のフレームを備えた大型のガラスパネルが得られます。
ただし、ガラス間の空洞が空気とガスの混合物ではなく流体で満たされている場合、静水圧と流体によって引き起こされる劣化プロセスにより、エッジ シーラントに高い応力が発生します。 したがって、最近の研究プロジェクトから生まれた最初のパイロットアプリケーションは、これまでのところ常に追加のクランプまたは留め具を使用して実現されてきました。 図 2 は、ハンブルクで開催された 2006 ~ 2013 年国際建築展示会の一部として建設された BIQ 藻類ハウスを例として示しています。 世界初のフォトバイオリアクターのファサードは、ファサードに液体で満たされたガラス要素をこのように適用したものです。 入射太陽放射は熱とバイオマスの生成に使用されます。 ファサードの要素は高層階にあります。 窓ガラスを一緒に保持する外側のクランプ フレームがはっきりと見えます (図 2 右)。
現在の研究の目的は、そのようなフレームを必要としない、流体充填断熱ガラス用の接着エッジシールを開発することです。 エッジシールは、外部クランプを必要とせずに、静水圧、風、活荷重のみによる応力に耐えることができます。 接着されたエッジシールは永続的に耐荷重性を維持し、漏れを防止する必要があるため、液体に常にさらされることも大きなストレスとなります。
2.1. デザイン例としてのファサード要素
流体で満たされたファサード要素の応力解析では、幾何学的および構造的な境界条件を定義する必要があります。 典型的な形状と実用的なガラスのビルドアップは、たとえば、EU 研究プロジェクト「InDeWaG – Industrial Development of Water Flow Glazing Systems」のファサード要素から導き出すことができます。 これは、高さ h = 3000 mm、幅 b = 1350 mm の 1 階の高さのファサード要素です (図 3)。 窓ガラスの空洞は約 d = 24 mm です。 水とエチレングリコールの混合液(混合比70:30)が入っており、加熱と冷却に使用されます。 これらの基本的な幾何学データは、この論文の研究アプローチの参考となる方向付けとして機能します。
流体の結果、窓ガラスの空洞内に静水圧が蓄積します。 これは充填高さに依存し、三角形の荷重パターンになります (図 4、左)。 高さ h = 3000 mm では、基点で最大 ph ≈ 30 kN/m² になります。 圧力はガラス表面に対して垂直に作用し、接着されたエッジシールに引張応力が生じます。 死荷重は接着剤を介して伝達されません。 したがって、エッジシールにはせん断応力が発生しません。 引張応力を軽減し、窓ガラスの変形を制限するために、ファサード要素内に真空を生成することが技術的に可能です (InDeWaG 2019)。 pu ≈ −15 kN/m² の真空では、中立軸の圧力は要素の上端から中心に移動します。
荷重分布は、上端で ph ≈ −15 kN/m 2、下端で ph ≈ 15 kN/m 2 の静水圧を持つ非対称形状を想定しています (図 4、右)。 真空技術の助けを借りても、応力は依然として SG ファサードの従来のガラスの応力よりも大幅に高くなります。 これらはわずか約 1000 メートルの風から水平方向の力を伝えます。 構造結合により 2 kN/m²。 変形を制限するために、2 x 10 mm の熱強化ガラスで作られた比較的硬い積層安全ガラスが選択されています。
2.2. 予定されている接着エッジシール
新しいタイプの高性能エッジシールは、静水圧に起因する高い機械的応力に耐えるとともに、流体混合物との絶え間ない接触から生じる予想される厳しい経年変化応力にも耐える必要があります。 この設計は、ガス充填断熱ガラスユニットの従来のエッジシールの原理に基づいています。 2 つの接着剤を組み合わせることで、「シール」と「荷重伝達」の機能が適切な材料に分割されます。 これらのゾーンは、以下では第 1 および第 2 の機能ゾーンと呼ばれます。 図5に予定されているエッジシールを示します。 スペーサーとして使用される中空のステンレス鋼プロファイルとガラスの間にある主な機能ゾーンは、流体と常に接触しており、シールの役割を果たします。 二次機能ゾーンはスペーサーの外側のユニットのエッジに沿って延びており、静水圧、風、活荷重に耐えます。
2.3. 接着剤の選択と接着剤接合部の形状
数値計算を伴う広範なテスト プログラムにより、計画されたエッジ シールに最適な接着剤を選択することができました。 たとえば、水とエチレングリコールの混合物中で人工老化を行った場合と行わない場合の接着剤の接着挙動が調査され(Joachim 2021)、漏れ試験が実施されました(Joachim 2022)。 最終的に、選択は 2 つの 2 成分シリコーンに決まりました。 主な機能ゾーンには、工業生産用に開発された Sika の高速硬化 Sikasil® AS-785 が使用されました。 密着性が非常に高く、耐老化性も高いのが特徴です。 二次機能ゾーンは、Sika の高強度構造グレージング シリコーン Sikasil® SG-550 で製造されています。 標準の SG シリコーンと比較して、Sikasil® SG-550 は耐荷重能力が高いため、接着接合部の寸法を小さくすることができます。
付随する数値計算は、テスト設定の計画とテスト結果の推定における接着剤の選択をサポートしました。 さらに、接着剤を適切に選択した後、接着剤接合部の寸法を決定することができました。 ターゲット窓ガラスのキャビティ、つまり二次機能ゾーンの厚さは約 100 mm になるはずでした。 d = 24 mm。 ただし、中空ステンレス鋼のプロファイルの寸法と主要な機能ゾーンの厚さが、窓ガラスのキャビティの実際の寸法を決定します。 計算の結果、厚さ 4 mm の Sikasil® AS-785 の接着層は剛性と変形能力の間に最適な比率があることがわかりました。 その結果、v = 15 mm、t = 10 mm の寸法のステンレス鋼プロファイルがスペーサーとして選択されました。 一次機能ゾーンの接着接合部の高さは約 10mm です。 r = 8 mm。 これにより、窓ガラスのキャビティと二次機能ゾーンの厚さは d = 23 mm になります。 二次機能テストに必要な高さは、u = 48 mm と計算されました。
3.1. 試験片と製造工程
計画されたエッジシールをテストするために、モックアップでコンポーネントテストが実行されました。 取り扱いと経済性を考慮すると、これらは実際のファサード要素よりも小さくする必要がありますが、同時に可能な限り現実的に構造を表現する必要があります。 その結果、1:2 フォーマット、つまりパネル寸法 h= 1500 mm、w = 635 mm が選択されました。 これにより、モックアップは充填時に最大静水圧 ph ≈ 15 kN/m2 に達し、ファサード要素の下半分を表すため、真空技術を省略することもできます (図 6)。 接着されたエッジシールの調査に重点が置かれているため、エッジシールは元のサイズで実現されます。 エッジ シールにかかる荷重を同じに保つために、ガラス構造はそれに応じてスケーリングされ、ガラス板の変形の結果、計算されたエッジ シールのねじれが元のサイズのねじれに対応します。 その結果、2 x 5 mm の熱強化ガラスで作られた合わせ安全ガラスのガラス構造が得られます。
モックアップは 2 つのステップで作成されます。 最初のステップでは、Sikasil® AS-785 接着剤 (一次機能ゾーン) がビーズの形でプレハブのスペーサー フレームに塗布されます。 接着剤はダブルカートリッジから塗布されます。 その直後に、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) 製のテンプレートを使用して余分な接着剤を除去します。 これは特に、余分な接着剤が窓ガラスの空洞に溢れるのを防ぐことを目的としています。 図 7a は両方の作業ステップを示しています。 続いて、フレームをガラス板上に配置し、プレスします。 接着剤が硬化した後、この作業ステップをスペーサーの裏側で繰り返します。 2 番目の窓ガラスの自重は、接触圧力を発生させるのに十分です。 望ましい接着接合部の高さが維持されるように注意する必要があります。 この目的には、ガラス板間のスペーサーが使用されます (図 7b)。
二次機能ゾーンの塗布に進む前に、一次機能ゾーンの接着剤を 24 時間硬化させます。 その後、2 枚のガラスの間に残った空洞が Sikasil® SG-550 接着剤で充填されます (二次機能ゾーン)。 接着剤はホーボック形状でのみ入手可能であり、植物の助けを借りてそれに応じて加工されます。 その後、接着剤をガラスの端から取り除き、平らな表面の外観を実現します (図 7c)。 ガラスの長い端ごとに 2 つのポケットには接着剤が残されていません。 これらは後で機械的クランプの係合点として使用されます (図 7d)。
ステンレス鋼フレームの短辺の 1 つに 2 つの通路が設けられており、後でモックアップを充填できるようになります。 丸い中空のプロファイルがこれらに挿入され、二次機能ゾーンの凹部として機能します。
3.2. テストプログラム
ファサード要素には、以下に示すさまざまな荷重が考えられます。 風荷重の設計では、内陸の風荷重ゾーン 1 にある寸法 40 m x 20 m x 35 m、耐荷重面積 4 m² の建物例を想定しました (DIN EN 1991-1-4; DIN EN 1991) -1-4/NA)。
a. 静水圧: ph ≈ 15 kN/m²b。 真空不良: ph ≈ 30 kN/m²c。 風圧: wp≈ 0,76kN/m²d。 吸風量:ws≈ −1,14 kN/m² e. スパー荷重: qh ≈ 1 kN/mf。 衝撃: m = 50 kg、h = 900 mmg。 ガラス破損: 片面 VSG 1 枚、両面 VSG 1 枚。
荷重の方向は、関連する荷重の組み合わせを選択する際に決まります。 静水圧 (a および b) が内側から外側に作用し、エッジ シールに引張荷重がかかります。 風圧 (c) が外側から窓ガラスに押し付けられ、窓ガラスとエッジがシールされます。 風の吸引 (d) により窓ガラスが外側から引っ張られるため、接着されたエッジ シールの引張荷重が強化されます。 線形スパー荷重 (e) も外側からガラスに圧力をかけます。 ガス充填断熱ガラスでは、窓ガラスの空洞が密閉されているため窓ガラスの結合が発生しますが、ここでは真空技術が独立した調整によってそのような圧力を補償します。 したがって、指定された静水圧荷重に対して作用する荷重は無視できます。 それにもかかわらず、衝撃荷重 (f) は特殊な種類の荷重であるため調査する必要があり、コンポーネント テストの結論としてガラスの破損 (g) とともに計画されます。
この論文では、特性荷重下および設計荷重下での試験を示します。 テスト プログラム全体は、負荷が段階的に増加するように構成されています。 したがって、テストは最初に特性負荷の下で実行され、次に設計負荷の下で実行されます。 負荷もテスト内で段階的に増加します。 まず、モックアップに液体を充填します (a)。 次に、風の吸引が適用されます (d)。 次の負荷段階では、追加の水柱 (b) を使用して真空破壊がシミュレートされ、最後に、静水圧負荷が増加した状態で、風の吸引 (d) が再びファサード要素 (b) に適用されます。 各荷重ケースまたは荷重ケースの組み合わせの間には 24 時間の休止期間があります。 図8にテストプログラムを示します。
テストでは、モックアップがカーテン ウォールのテスト リグに並べて取り付けられます。 この目的には木製のフレームが使用され、テストでファサードの内側の下部構造が再現されます。 窓ガラスは、局所的な機械式クランプによってフレームに押し付けられます。 追加のクロスストラットを介して伝達される自重を除けば、ファサードの外側のガラスエッジは自由です。 試験中、ファサードの外側はカーテンウォールの試験装置の内側に面します。これは、この側から風圧と吸風荷重がかかるためです。 したがって、内側と外側の指定は、カーテンウォールの試験装置での設置状態ではなく、実際のファサードでの設置を指します。
モックアップとカーテンウォールのテスト装置の間の領域は、圧力損失を避けるために気密にシールされています。 変位トランスデューサはガラス表面の変形を測定します。 測定は、前面および背面のペインの中心 (MPos1: x = 317.5、y = 750) と、数学的に最大の変形点 (MPos2: x = 317.5、y = 600) で行われます。 ファサードの外側では、エッジシールとガラスの空洞の間の移行部でも変形が測定されます。 最大変形の高さ (MPos3: x = 65、y = 600) と下端の中央 (MPos4: x = 317.5、y = 65) の両方です。 さらに、システムのコンプライアンスを推定するために、フレームポストの中心に変位トランスデューサーが配置されています。
各モックアップでは、2 本のホースが垂直に上向きに伸び、ビーカー内のプラットフォーム上のモックアップの上端から 1.5 m 上の高さで終わります。 ホース システムを使用して追加の静水圧を生成できます。 1 つのホースは充填に使用され、もう 1 つは通気に使用されます。 ビーカーはホースに比べて水面が大きいため、ストレスケース「真空破壊」において一定の水柱高さを支えます。 試験には純水が使用されます。 さらに、接着されたエッジシールの耐荷重能力と変形挙動に関しては、純水の使用と水-エチレングリコールの使用の間に違いはないと予想されます。
ファサード試験壁によって適用される風荷重は 100 Pa ずつ増加します。各荷重レベルは 1 分間保持されてから、荷重がさらに増加します。 目標値は 5 分間保持されます。
3.3. 試験結果
結果は、最大負荷レベルの例として示されています。風負荷と真空破壊の組み合わせです。 設計荷重については、短期荷重に対する風荷重に部分安全率 γ = 1.5 を適用します。 結果として得られる最大風荷重 ws≈ −1.71 kN/m² は、ws = −1.8 kN/m² に切り上げられます。 静水圧過圧の場合、荷重ケースの「真空破壊」がすでに追加の安全性を示しているため、追加の安全性は省略されます。
図10に、例として3つの試験片の平均値を使用した、上記の荷重ケースの組み合わせの時間変形線図を示します。 符号の定義は DIN 18008-2 (図 A.1) に基づいており、建物の内部方向にあるすべての変形が正として定義されています。 さらに、フレーム全体の変形も表示されます。 荷重増加の勾配がよくわかります。 ガラスはすでに充填されており、静水圧が作用しているため、開始時点ではガラスはすでに事前に変形しています。 同時に、モックアップはすでにテストプログラム全体を完了しています。 プロセス中に不可逆的な変形が発生した可能性があります。
予想どおり、ペインの中心の変形 (MPos1) は、計算された変形が最大となる点 (MPos2) の変形よりも低くなります。 ただし、ファサードの内側では、風荷重が増加すると差は縮小しますが、風荷重が軽減されると同じ程度に戻ります。 ファサードの内側では、MPos1A における静水圧と風の吸引の重畳により、ほぼ完全に初期状態 (変形量 0 mm) に復元されました。 エッジの測定位置 (MPos3 および MPos4) の変形状態は顕著です。 MPos4 (エッジ領域短辺) は MPos3 (エッジ領域長辺) に比べて静水圧による予変形が非常に小さいですが、MPos3 での変形はフレームの変形に同期して増加します。 一方、MPos4 の変形は風荷重の影響を大幅に受けません。
コンポーネントのテストは数値的にシミュレートされ、結果は有限要素法 (FEM) を利用して検証されます。 RFEMソフトウェアが使用されます。 エッジ結合は、2 つの機能ゾーンとステンレス鋼プロファイルの個々のコンポーネントでシミュレートされます。 3D ボリューム要素を実装する代わりに、ロッド モデルが使用されます。 このようにして、必要な計算能力を削減できます。 エッジ結合は一定の距離に分割され、両方の機能ゾーンが個別のメンバーとしてモデル化されます。 バーの断面は接着接合部のサイズによって決まります。 ステンレス鋼の中空形材で作られたスペーサーは、表面要素で構成されています。 主な機能ゾーンはスプリング ロッドからモデル化されています。 これらにより、非線形材料特性の入力が可能になり、機能ゾーンの予想される変形により現実的なモデリングに大きく貢献します。
合わせ安全ガラスのせん断接着のモデリングは特に困難です。 これは、温度と負荷時間に大きく依存します。 高温により中間材料が軟化し、複合材料の耐荷重挙動が低下します。 複合フィルムは時間の経過とともにクリープし始めるため、同様のことが長期負荷にも当てはまります。 複合耐荷重効果が減少すると、シートの変形が増加します。 計算では、通常、完全な複合動作と複合動作なしが区別されます。 完全な複合挙動を計算する場合、ペイン構造はモノリシック ガラス構造と見なされます。 結合なしの変形の計算では、通常、理想的な等価厚さ d* が仮定されます (Engelmann et al. 2013)。 計算によると、実際の複合動作は両方のケースの間であることがわかります (Krampe et al. 2013)。 ここで紹介する FE 解析では、両方のケースの変形も計算されています。
ただし、複合材料を使用せずに等価厚さ d* を使用するアプローチは、偏差が大きいため拒否されました。 そこで、部分合成を前提とした第3の方法を検討した。 この目的のために、構造ガラス工学用の FE ソフトウェア (SJ Mepla) で別の計算が実行され、合わせ安全ガラス構造の正確なシミュレーションが可能になりました。 PVB フィルムは、時間と温度の依存性 (期間: 1 日、温度: 20 °C) を反映する文献からの設計荷重 0.28 の計算されたせん断弾性率でモデル化されています (Sackmann 2007)。 荷重を加えることによって得られた変形は、RFEM ソフトウェアで一体型ガラス板と比較でき、同じ境界条件下での同じ変形に対応する等価厚さ d** を決定できます。
窓ガラスをフレームに押し付ける 4 つの機械的クランプは、スプリング ベアリングによって表されます。 バネの剛性は、実験調査から得られた木枠の柔軟性に応じて定義されます。 これは、風荷重ケースの比較可能性にとって特に重要です。 自重を吸収する役割を果たす下端のサポートは、関節式ベアリングによって表されます。 さらに、2 つのスプリング ベアリングがガラスの長いエッジの 1 つに取り付けられており、水平方向に作用します。 スプリングは剛性が低く、システムの静的測定にのみ使用されます。静水圧は三角面積荷重の形で両方のディスクに適用されます。 台形荷重パターンは、荷重ケース「真空破壊」に適用されます。 風の吸引は均一な表面荷重として機能します。 全体の変形と応力分布に加えて、計算のために特別な点が指定されます (図 11)。 これらを利用すると、数値結果を実験的なコンポーネント テストの結果と直接比較できます。
結果は、ファサードの外側の 4 つの測定位置における変形の形で示されています (表 1)。設計荷重下の 4 つの荷重ケースすべてがリストされています。 完全な複合材料と同等の厚さ d** を持つ部分的な複合材料を仮定した数値計算の結果が、実験テストによる実際の値と比較されます。
表 1: 実験テストの結果と FEM の結果の比較。 設計負荷下の平均モックアップの結果が比較されます。
静水圧荷重の場合、変形は小さくなります。 実際に測定された変形は、部分複合材料の仮定よりも完全複合材料の仮定に近いものになります。 モデルは荷重ケースを適切に表現できます。 予想どおり、追加の風荷重が適用されると、変形が増加します。 ここで、部分複合材料を仮定した有限要素法による結果は、実験調査の結果に近いものとなっています。 測定点 MPos4 (エッジ領域の短辺) でのみ偏差が大きくなります。 特に、この測定位置だけで実際の変形は計算された変形よりも大きいためです。
真空破壊の荷重ケースでは、完全な複合挙動を仮定した計算された変形と部分的な複合挙動を仮定した計算された変形の間に大きな違いが再び見られます。 ただし、完全な複合材料を仮定して計算された変形は、実験結果をよく再現します。 さらに風荷重が加わった場合も同様です。 完全な複合材料の仮定の下で計算された変形は、実験的に決定された変形をよく再現します。 測定位置 MPos4 でのみ、実際の変形が再び計算値を超えます。
選択したテスト設定とテストの実行により、エッジ シールの機能を推定できる信頼性の高い結果が示されます。 FEMを用いた結果のマッピングも成功と評価できます。 実際の変形は、完全な複合動作と部分的な複合動作を想定した計算の間で見つけることができます。 念のため、今後の設計では部分複合を前提としたモデルを使用する必要があります。 さらなるテスト計画など、現実的な結果を表現するには、完全な複合を仮定した計算の方が良い選択です。 計算では、測定位置 MPos4 での結果のみをチェックする必要があります。 必要に応じて、ディスクの下端の保管条件を再定義する必要があります。
この時点では、実験手順における測定誤差をほぼ排除できます。 一方では測定機器がチェックされ、他方では他の 2 つのモックアップが同様の結果を示しました。 エッジシールの耐荷重能力の検証に関しては、3 つの試験片による試験範囲が統計的評価には小さすぎるため、コンポーネント試験では現状では信頼できる記述ができません。 検証済みの FE モデルによってこれを省略できるかどうか、またはテスト範囲を拡大し、より高い負荷レベルでテストを調査する必要があるかどうかについては、まだ議論されていません。
いずれの場合でも、数値計算により接着結合の耐荷重を推定することができます。 二次機能ゾーンで計算された応力は、真空破壊と風を組み合わせた荷重に対して σ = 0.13 N/mm² です。 ここで特性荷重は、ETAG 002-1 に準拠した決定論的安全コンセプトに従って接着剤の容量を決定できるように決定されます。 すべての材料安全係数を含む設計引張強度 σD = 0.2 N/mm² では、SG-550 は 65 % まで利用されます。
ここで紹介したテストは、フレームレスで接着されたエッジシールを備えた流体充填断熱ガラスが将来実現可能になる可能性があるという大きな期待を抱いています。 新たに開発された 2 段階のエッジシール設計が実験テストで成功したことが証明されました。 数値計算により、変形挙動の十分に正確な予測とさらなるファサード要素の設計が可能になります。 ここで紹介するモックアップによる計画的な長期試験や故障試験に加えて、本格的な実験調査も有用であると考えられます。 これらにより、ここで示したテスト設定の評価も可能になり、検証に成功した場合は、信頼性を損なうことなく将来のテストのテスト作業を含めることができます。
この研究結果は、ドイツ連邦経済エネルギー省 (BMWi) の中央イノベーション プログラム (ZIM) を通じて KLEBTECH ネットワーク内で資金提供された研究プロジェクト「fluidIGU」から得られました。 プロジェクトパートナーであるBollinger + Grohmann Ingenieure および ADCO Technik GmbH の良好な協力と技術サポートに心より感謝いたします。
DIN EN 1991-1-4 :2010-12: ユーロコード 1: 構造物に対する措置 - パート 1-4: 一般的な措置 - 風荷重。 ドイツ語版 EN 1991-1-4:2005 + A1:2010 + AC:2010。 https://dx.doi.org/10.31030/1625598 DIN EN 1991-1-4/NA:2010-12: 国家附属書 - 国家が決定したパラメータ - ユーロコード 1: 構造物に対する措置 - パート 1-4: 一般措置 - 風力ロードします。 https://dx.doi.org/10.31030/1723628 DIN EN 1991-1-1:2010-12: ユーロコード 1: 構造物に対する措置 - パート 1-1: 構造物に対する一般的な措置 - 単位重量、自重および活荷重建築工事において。 ドイツ語版 EN 1991-1-1:2002 + AC:2009。 https://dx.doi.org/10.31030/1719026 DIN EN 1991-1-1/NA:2010-12: 国家付属書 - 国家が決定したパラメーター - ユーロコード 1: 構造物に対する措置 - パート 1- 1: 構造物に対する一般的な措置- 建物建設におけるユニット重量、自重、積載量。 https://dx.doi.org/10.31030/1725673 DIN 4103-1:2015-06: 非耐荷重内部パーティション - パート 1: 要件と検証。 https://dx.doi.org/10.31030/2318743 DIN 18008-4:2013-07: 建物のガラス - 設計および施工規則 - パート 4: 落下防止ガラスの追加要件。 https://dx.doi.org/10.31030/2006044 エンゲルマン、M. ニクリッシュ、F. ワイマール、T. Weller, B.: ガラス製造の実践 – 第 2 巻: DIN 18008 に準拠した例。構造と寸法。 Beuth、ベルリン/ウィーン/チューリッヒ (2013) InDeWaG: 水流グレージング システムの産業開発。 https://www.indewag.eu/ (2019)。 2022 年 2 月 3 日にアクセス。Joachim, A.; ニクリッシュ、F. ウェットローファー、M. Weller, B.: 液体充填断熱ガラス用の接着エッジシールを実現するための接着剤の選択。 著:ウェラー、B. Taschen, S. (編) Glasbau 2021、197-214 ページ。 エルンスト&ゾーン、ベルリン(2021)。 https://doi.org/10.1002/cepa.1606 ヨアヒム、A.; グロウスキー、M. コーテ、C. ニクリッシュ、F. Weller, B.: 流体で満たされたファサード要素の接着エッジ シールの材料選択のための漏れテスト。 掲載: 国際接着ジャーナル (IJAA)。 113巻(2021年)。 https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2021.103082 クランプ、P. ライヒ、S. Weller, B.: ガラス構造の実践 - 第 1 巻: 基本。 構造と寸法。 Beuth、ベルリン/ウィーン/チューリッヒ (2013)NordNordWest/ Creative Commons / CC BY-SA 3.0 DE in: エネルギーの未来: 気候危機を考慮すると経済の変化が必要です。 https://www.energiezukunft.eu/umweltschutz/ein-wandel-der-wirtschaft-ist-ansichts-der-climate-crisis-necessary/ (2020)。 2022 年 2 月 3 日にアクセス。Sackmann, V.: ポリビニルブチリル製のさまざまなフィルムを使用した合わせ安全ガラスのせん断接着の耐久性に関する研究。 論文。 ミュンヘン工科大学 (2008) Wurm, J.: 藻類からエネルギーを育む生きたファサードのデザイン。 https://www.arup.com/de-de/projects/bioenergy-facade (2019)。 2022 年 2 月 3 日にアクセス。
この論文は、CertBond Cost Action CA18120「接着された一次構造の認証のための信頼できるロードマップ」によって、Challenging Glass Conference 8 で開催された特別セッションの一部として発表されました。
図 1: 図 2: 図 3: 図 4: 図 5: 図 6: 図 7: A) B) C) D) 図 8: 図 9: 図 10: 図11: 表 1: 実験テストの結果と FEM の結果の比較。 設計負荷下の平均モックアップの結果が比較されます。