摘 要 隨著玻璃制造技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑玻璃的種類越來越多，性能越來越好。隨著造價的不斷降低，很多幾年前還非常昂貴的特種玻璃，現(xiàn)已廣泛應用在點式玻璃幕墻的實際工程中。因此，玻璃幕墻的設(shè)計者，需要隨時跟蹤玻璃制造業(yè)的最新動態(tài)。本文分析幾種玻璃板材的原理特性、以及玻璃在生產(chǎn)、加工、使用過程中的技術(shù)要求，供幕墻行業(yè)參考。
　　關(guān)鍵詞 鋼化玻璃；夾層玻璃；中空玻璃；生產(chǎn)；特性；選用
　　
　　點式玻璃幕墻追求的是玻璃和精細鋼結(jié)構(gòu)交相輝映的建筑藝術(shù)效果。玻璃板材的選擇，是點式玻璃幕墻設(shè)計中一個非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。對于玻璃板材的選擇，首先應立足于安全，所以，玻璃的強度是第一考慮因素，要求玻璃要有較高的強度、表面的微裂紋和玻璃中的缺陷要盡量少；其次是外觀，要選擇光學性質(zhì)好的玻璃，這就要求玻璃的質(zhì)地要均勻、表面要平整；然后才是要求玻璃的顏色、表面的處理等等。
　　1.鋼化玻璃
　　鋼化玻璃屬安全玻璃中的一種，是以平板玻璃為原片，用物理鋼化法或化學鋼化法生產(chǎn)出來的。鋼化玻璃生產(chǎn)可用物理或化學鋼化法，由于化學法生產(chǎn)效率很低，所以目前多采用物理鋼化法生產(chǎn)鋼化玻璃。
　　1.1 鋼化玻璃原理
　　玻璃的物理鋼化又稱為玻璃的淬火。其原理是把玻璃加熱到低于軟化溫度（其粘度值高于108泊）后進行均勻的快速冷卻，玻璃外部因迅速冷卻而固化，而內(nèi)部冷卻較慢。當內(nèi)部繼續(xù)收縮時使玻璃表面產(chǎn)生了均勻分布的壓應力，而內(nèi)部為張應力。圖2.6（a）為鋼化玻璃的內(nèi)應力的分布情況。當退火玻璃板受荷載彎曲時玻璃的上表層受到張應力，下表層受到壓應力，如圖2.6（b）所示。玻璃的抗張強度較低，超過抗張強度玻璃就破裂，所以退火玻璃的強度不高．如果負載加到鋼化玻璃，其應力分布如圖2.6（c）所示，鋼化玻璃表面（上層）的壓應力就增大，而所受的張應力比退火玻璃為小。同時在鋼化玻璃中最大的張應力不象退火玻璃存在于表面上而移向板中心。
　　同理，當鋼化玻璃驟然經(jīng)受急冷時，在其外層產(chǎn)生的張應力被玻璃外層原存在的方向相反的壓應力所抵償，使其熱穩(wěn)定性大大提高。
　　1.2 鋼化玻璃特點
　　鋼化玻璃的張應力存在于玻璃的內(nèi)部，當玻璃破裂時，在外層的保護下（雖然保護力并不強），能使玻璃保持在一起或為布滿裂縫的集合體（無飛片）。而且鋼化玻璃內(nèi)部存在的是均勻的內(nèi)應力。根據(jù)測定，當內(nèi)部張應力為30~32Kg/mm2時，可以產(chǎn)生0.6m2的斷裂面，相當于把玻璃粉碎到10毫米左右的顆粒。這也就解釋了鋼化玻璃為什么不碎則以，一旦炸裂就全片分裂成無銳角的小顆粒塊狀，且不易傷人的原因。正因為如此，鋼化好的玻璃是不能進行切裁、鉆孔等加工的，這些加工都必須在鋼化之前進行。同時，雖然鋼化玻璃的表面有較大的壓應力，但其側(cè)邊則是薄弱處，較小的外力也會使玻璃碎裂。故應注意保護側(cè)邊，安裝時也應是軟接觸。
　　鋼化玻璃同普通平板玻璃一般玻璃比較，除有同樣的光學性能以外，其抗彎強度、抗沖擊強度以及熱穩(wěn)定性等，都有很大的提高（表2.3）。
　　鋼化玻璃抗彎強度要比同厚度的普通平板玻璃大4~5倍。
　　1.3 鋼化玻璃的生產(chǎn)
　　從外形可分為平鋼化和彎鋼化兩種；從鋼化程度可分為全鋼化、半鋼化和區(qū)域鋼化三種。而點式玻璃幕墻應用的是全鋼化和半鋼化玻璃。
　　點式玻璃幕墻采用的鋼化玻璃應為水平鋼化，以避免玻璃上的夾鉗印跡。水平鋼化是用輥道或氣流將玻璃保持在水平狀態(tài)，使之通過加熱爐的水平鋼化法。輥道輸送，在加熱爐的出口，必須用特殊的輥道或壓模進行彎形鋼化，而用氣流方式時，加熱氣體是由有氣孔的金屬或耐火材料制的爐子噴出的，一邊使玻璃保持水平方向，一邊通過加熱爐。玻璃的加熱，靠上部的輻射熱和下部的高溫氣流進行，在爐中間通過時，沿著框架彎曲成所要求的曲面。
　　生產(chǎn)工藝的流程簡述如圖2.7所示。
　　 1.4 鋼化玻璃的要求
　　點式玻璃幕墻采用的鋼化玻璃的外觀質(zhì)量和性能，應符合國家現(xiàn)行行業(yè)標準GB9963的規(guī)定，簡述如下：
　�。�1）尺寸及公差
　　1）鋼化玻璃的長度、寬度由供需雙方商定。
　　2）平面鋼化玻璃尺寸的允許偏差見表2-5。
　　3）平面鋼化玻璃的彎曲度，弓形時不超過0.5%，波形時不超過0.3%。邊長大于1.5m鋼化玻璃的彎曲度由供需雙方協(xié)商。
　　4）曲面鋼化玻璃的形狀和邊長的允許公差、吻合度由供需雙方商定。
　　5）厚度允許偏差按原片標準規(guī)定。
　�。�2）外觀質(zhì)量
　　鋼化玻璃的外觀質(zhì)量必須符合表2-6的規(guī)定。
　　（3）抗沖擊性
　　檢驗鋼化玻璃的抗沖擊性時，取6塊試樣按規(guī)定進行試驗。試樣破壞數(shù)不超過1塊為合格，多于或等于3塊為不合格。破壞數(shù)為2塊時，再取6塊進行試驗，但6塊必須全部不被破壞。
　　（4）碎片狀態(tài)
　　不同種類鋼化玻璃的碎片狀態(tài)要求如下：1）Ⅰ類鋼化玻璃厚度為4mm時，取5塊試樣按規(guī)定進行試驗，所有5塊試樣中最大碎片的質(zhì)量不得超過15g；厚度大于等于5mm時，用成品做試樣，按規(guī)定進行試驗，每塊試樣在50mm×50mm區(qū)域內(nèi)的碎片數(shù)不超過40個。2）Ⅱ類鋼化玻璃根據(jù)平面玻璃與人體等接觸破壞時的碎片狀態(tài)，對4塊試樣分別進行霰彈袋試驗，4塊試樣全部破壞，并且每塊試樣的最大10塊碎片質(zhì)量的總和，不得超過相當于試樣的65cm2面積的質(zhì)量。3）Ⅲ類鋼化玻璃碎片狀態(tài)應全部符合Ⅰ類和Ⅱ類鋼化玻璃的規(guī)定。注：對曲率半徑大于等于400mm，弦高大于等于100mm鋼化玻璃的碎片狀態(tài)，由供需雙方商定。
　　（5）抗彎強度
　　平面鋼化玻璃的抗彎強度按規(guī)定進行測定，取試樣30塊，其強度的平均值不得低于200MPa。
　�。�6）透光度
　　鋼化玻璃的透光度由供需雙方商定，按GB5137.2進行測定。
　　（7）熱穩(wěn)定性
　　鋼化玻璃的耐溫急變性，對3塊試樣進行試驗，3塊試樣均不應破碎。
　　2、本表質(zhì)量的檢驗，應在較好的自然光或散射光照條件下，距離玻璃表面600mm左右用肉眼觀察。
　　2.夾層玻璃
　　夾層玻璃是安全玻璃中的一種，如圖2.8所示，它是由兩片或兩片以上的玻璃用透明的彈性膠片牢固粘合而成（也可用鋼化玻璃作為玻璃原片，這樣強度更高）。具有透明、機械強度高、耐光、耐熱、耐濕和耐寒等性能。脆性玻璃和彈性膠片相結(jié)合，使夾層玻璃具有很高的抗沖擊性能和破碎時的安全性能，玻璃破碎時還能保持可見度。此外，夾層玻璃受沖擊破碎時，碎片被膠片粘住，不易飛片傷人。
　　2.1 夾層玻璃的生產(chǎn)
　　生產(chǎn)夾層玻璃的方法主要有兩種：干法，也稱為膠片法；濕法，也稱為灌漿法。目前以干法為主流。干法也有很多種類，主要有PVB膠片夾層玻璃，以固相水合硅酸鈉膨脹層為防火中間層的放火玻璃、以EN膠片為中間層的真空一步法（無需用高壓釜）夾層玻璃，真空一步法還可以生產(chǎn)帶飾物和光致變裝飾夾層玻璃。圖2.9為PVB膠片法生產(chǎn)工藝流程圖。
　　2.2 夾層玻璃的特性
　　夾層玻璃作為透明的建筑材料，其抗沖擊強度比普通平板玻璃高出好幾倍，而且夾層玻璃具有良好的防飛散性和耐貫通性能，強度高，非�？煽浚�所以夾層玻璃也稱為防止飛散玻璃。具有不同功能的夾層玻璃有不同的特點。安全夾層玻璃分為普通安全夾層玻璃和防彈夾層玻璃。普通安全夾層玻璃具有較高的機械強度。當其受到超過極限的沖擊力時，玻璃被擊碎，但是玻璃碎片會被中間層粘住，不會四處飛濺，從而不會對人構(gòu)成生命威脅。防彈夾層玻璃一般由數(shù)層玻璃板和相應數(shù)量的中間層構(gòu)成。一般來說，防彈夾層玻璃的玻璃板數(shù)和相應的中間層數(shù)越多、越厚，其防彈性能就越強。夾層玻璃具有很高的使用特性：機械強度、透明度、耐光、耐熱和耐濕性。這些性質(zhì)一般可分為下列各類：光學的、熱學的、機械的和外觀的指標。夾層玻璃的光學性能包括有透光率、耐光性、畸變和雙像。透光度是由玻璃和粘結(jié)層的透明度測定的。夾層玻璃的耐光性表示陽光長期輻射下不改變透光率的能力。高質(zhì)量的基礎(chǔ)圖象畸變可縮至最小。雙像是從玻璃的兩個表面的內(nèi)反射造成的。夾層玻璃應具有耐濕性，在熱和潮濕（溫度高于50℃，相對濕度大于95%）的條件下，長期使用不產(chǎn)生可見的脫膠。應能經(jīng)受高溫（100℃以內(nèi)）作用而不產(chǎn)生脫膠、氣泡和模糊的粘結(jié)層。
　　2.3 夾層玻璃的質(zhì)量要求
　　幕墻采用的夾層玻璃的外觀質(zhì)量和性能，應符合國家現(xiàn)行行業(yè)標準GB9962的規(guī)定。簡述如下：
　　（1）尺寸及允許偏差
　　1）平面夾層玻璃及曲面夾層玻璃的長度、寬度及厚度由供需雙方商定。
　　2）平面夾層玻璃的尺寸允許偏差見表2-7。
　　3）平面夾層玻璃厚度允許偏差是原片玻璃厚度允許偏差之和。但是對于多層制品，當原片玻璃總厚度超過24mm及使用鋼化玻璃作為原片時，其厚度允許偏差由供需雙方商定。
　　4）曲面夾層玻璃的長度、寬度及厚度的允許偏差和彎曲度誤差，由供需雙方商定。
　　（2）技術(shù)要求
　�、購澢�度
　　平面夾層玻璃的彎曲度按規(guī)定進行測定。彎曲度不可超過0.3%。使用夾絲玻璃板或鋼化玻璃板制作的夾層玻璃，由供需雙方商定。曲面夾層玻璃不進行彎曲度測定。
　　②耐輻照性
　　取夾層玻璃試樣3塊按規(guī)定進行試驗。試驗后試樣不可產(chǎn)生顯著變色汽泡及渾濁現(xiàn)象。同時，夾層玻璃的可見光透過率的相對減少率應不大于10%。
　�、勰蜔嵝�
　　取夾層玻璃試樣3塊按規(guī)定進行試驗，允許玻璃出現(xiàn)裂縫，但距邊部或裂縫超過13mm處，不允許有影響使用的氣泡或其他缺陷產(chǎn)生。
　�、芸箾_擊性
　　取夾層玻璃試樣6塊按規(guī)定進行試驗。當5塊或5塊以上符合下述a、b規(guī)定的任一條件時為合格，當3塊或3塊以下符合規(guī)定時為不合格，當4塊符合規(guī)定時，則需追加試樣6塊進行試驗，6塊均符合規(guī)定時為合格。
　　a、玻璃不得破壞。
　　b、如果玻璃破壞，中間膜不得斷裂或不得因玻璃剝落而暴露。
　�、菘勾┩感�
　　指夾層玻璃抵抗人體等沖擊的能力。4塊試樣為一組，分別進行霰彈袋試驗，下落高度。為300~2300mm，構(gòu)成夾層玻璃的2塊玻璃板全部破壞，但破壞部分不可產(chǎn)生使直徑為75mm的球自由通過的開口。另外試驗結(jié)果不適用于比試樣尺寸或面積大得多的制品。
　　3.中空玻璃
　　中空玻璃，如圖2.10所示。通常將兩塊玻璃用專用附片（附件條），沿四周隔開一定距離，并將其周圍密封，使內(nèi)部空氣保持于燥，不流動。室外側(cè)用透明玻璃，內(nèi)側(cè)金屬鍍膜，中夾空氣層，有加網(wǎng)或不加網(wǎng)兩種。以上幾種均有良好的隔熱、隔音性能，省能源，防止霧化。其中高效能中空玻璃是兩層玻璃中有干燥空氣，并且在外層玻璃的內(nèi)表面涂以高效能的金屬層，它將包括太陽輻射能在內(nèi)的廣泛范圍內(nèi)的輻射隔絕在外。
　　3.1 中空玻璃的生產(chǎn)
　　生產(chǎn)玻璃的方法主要有三種：膠接法、熔接法和焊接法。目前普遍采用的是膠接法（占世界中空玻璃總產(chǎn)量的55~60%）。膠接法是通過把兩片玻璃與一個間隔框粘接在一起來生產(chǎn)中空玻璃的。玻璃原片在切割機上切割，用機械吸盤或人工放到直立輸送線上，送人洗滌干燥機進行處理，其后進人合片工序。膠接法的生產(chǎn)工藝流程簡述如圖2.11所示。
　　焊接法的機理是：當加熱的金屬和熔融的玻璃接觸時，形成氧化物薄膜，并逐漸擴散或在某種程度上熔解人玻璃內(nèi)，形成密封接頭。熔接法是指對兩塊玻璃的周邊同時加熱，使其同時軟化，然后直接熔合在一起，從而形成具有空腔的中空玻璃。但是，熔接法只能生產(chǎn)出雙層中空玻璃，而且要求使用相同品種和厚度的玻璃原片。
　　中空玻璃的規(guī)格范圍較大。焊接法和膠接法生產(chǎn)出來的中空玻璃，最大尺寸能達到16m2，玻璃厚度為3~12mm，兩片玻璃之間的間距為6~12mm。
　　3.2 中空玻璃的特點
　　中空玻璃可以防止結(jié)露。室內(nèi)外的溫差較大時，單層玻璃就會結(jié)露，而雙層玻璃，露水則不易在其表面凝結(jié)。與室內(nèi)空氣相接觸的內(nèi)層玻璃，由于空氣隔離層的影響，即使外層玻璃很冷，內(nèi)層玻璃也不易變冷，因此就可減少和消除在內(nèi)層玻璃上結(jié)露的現(xiàn)象。中空玻璃的露點在-40℃左右，比普通玻璃的露點低15℃左右。中空玻璃兩片玻璃之間有一不產(chǎn)生對流的空氣層隔離，由于空氣的傳熱系數(shù)比玻璃約小27倍，因此中空玻璃有顯著的隔熱效果，中空玻璃的整個熱透射系數(shù)，幾乎減少到單層玻璃的一半。所以，中空玻璃的隔熱性能很好。
　　3.3 中空玻璃的質(zhì)量要求
　　玻璃幕墻采用的中空玻璃的材料、外觀質(zhì)量和性能，應符合國家現(xiàn)行行業(yè)標準GB1194的規(guī)定。簡述如下：
　�。�1）材料
　　1）玻璃。可采用平板玻璃、夾層玻璃、鋼化玻璃、吸熱玻璃等。浮法玻璃應符合GB11614規(guī)定優(yōu)等品、一級品（表2.2），或符合GB4871規(guī)定的優(yōu)選品（表1.1）。夾層玻璃應符合GB9962的規(guī)定（表2.7、2.8）。鋼化玻璃應符合GB9963的規(guī)定（表2.5、2.6）。其他品種的玻璃由供需雙方協(xié)商決定。
　　2）密封膠。密封膠應滿足以下要求：a、使用雙組分密封膠，組分間色差應分明；b、有效期在半年以上；c、必須滿足中空玻璃性能要求。
　　3）間隔框。使用鋁間隔框時須去污或進行陽極化處理。
　　4）干燥劑。干燥劑的質(zhì)量、規(guī)格和性能，必須滿足中空玻璃制造及性能要求。
　�。�2）尺寸偏差
　　1）空玻璃的長度及寬度允許偏差見表2-9。
　　2）中空玻璃厚度允許偏差見表2.10。
　　3）中空玻璃密封膠層寬度：單道密封膠層寬度為10±2mm，雙道密封外層密封膠層寬度為5~7mm，如圖2.12。
　　4）其他尺寸偏差由供需雙方協(xié)商決定。
　�。�3）外觀
　　中空玻璃的內(nèi)表面不得有妨礙透視的污跡及粘結(jié)劑飛濺現(xiàn)象。
　　（4）性能要求
　　中空玻璃的密封、露點、紫外線照射。氣候循環(huán)和高溫、高濕性能，按GB702進行檢驗，必須滿足表2.12要求。
　　表2.12中空玻璃性能要求
　　 施工和使用中，應注意中空玻璃的維護。中空玻璃的功能來源于有機材料，它具有一定的壽命期限，安裝細節(jié)是延長玻璃壽命的重要因素。因此，施工過程中一定要遵守相關(guān)的中空玻璃的安裝規(guī)程。
　　
　　4.結(jié)語
　　綜合看來，選用浮法玻璃作為原始材料，再進行加工生產(chǎn)的安全玻璃是可行的。浮法玻璃表面微裂紋和缺陷少，光學性質(zhì)和平整度好，而且浮法玻璃便于在線表面處理（鍍膜、防霉等），現(xiàn)在的點式玻璃幕墻均選用浮法玻璃。經(jīng)加工后的安全玻璃無論從強度或安全性來說都大大提高，所以點式玻璃幕墻必須使用安全玻璃。安全玻璃主要有鋼化玻璃、夾層玻璃和夾絲玻璃。由于夾絲玻璃的光學性質(zhì)和外觀均不理想，故點式玻璃幕墻一般不采用。為了節(jié)約能源，現(xiàn)在還提倡在建筑物上使用中空玻璃。

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