[點(diǎn)式玻璃幕墻的玻璃板材選用特性要求及加工分析] 玻璃幕墻圖片

　　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(jià)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(yīng)用在點(diǎn)式玻璃幕墻的實(shí)際工程中。因此，玻璃幕墻的設(shè)計(jì)者，需要隨時(shí)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(diǎn)式玻璃幕墻追求的是玻璃和精細(xì)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(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。對于玻璃板材的選擇，首先應(yīng)立足于安全，所以，玻璃的強(qiáng)度是第一考慮因素，要求玻璃要有較高的強(qiáng)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(xué)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(xué)鋼化法生產(chǎn)出來的。鋼化玻璃生產(chǎn)可用物理或化學(xué)鋼化法，由于化學(xué)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(jìn)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(dāng)內(nèi)部繼續(xù)收縮時(shí)使玻璃表面產(chǎn)生了均勻分布的壓應(yīng)力，而內(nèi)部為張應(yīng)力。圖2.6（a）為鋼化玻璃的內(nèi)應(yīng)力的分布情況。當(dāng)退火玻璃板受荷載彎曲時(shí)玻璃的上表層受到張應(yīng)力，下表層受到壓應(yīng)力，如圖2.6（b）所示。玻璃的抗張強(qiáng)度較低，超過抗張強(qiáng)度玻璃就破裂，所以退火玻璃的強(qiáng)度不高．如果負(fù)載加到鋼化玻璃，其應(yīng)力分布如圖2.6（c）所示，鋼化玻璃表面（上層）的壓應(yīng)力就增大，而所受的張應(yīng)力比退火玻璃為小。同時(shí)在鋼化玻璃中最大的張應(yīng)力不象退火玻璃存在于表面上而移向板中心。
　　同理，當(dāng)鋼化玻璃驟然經(jīng)受急冷時(shí)，在其外層產(chǎn)生的張應(yīng)力被玻璃外層原存在的方向相反的壓應(yīng)力所抵償，使其熱穩(wěn)定性大大提高。
　　1.2 鋼化玻璃特點(diǎn)
　　鋼化玻璃的張應(yīng)力存在于玻璃的內(nèi)部，當(dāng)玻璃破裂時(shí)，在外層的保護(hù)下（雖然保護(hù)力并不強(qiáng)），能使玻璃保持在一起或?yàn)椴紳M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(yīng)力。根據(jù)測定，當(dāng)內(nèi)部張應(yīng)力為30~32Kg/mm2時(shí)，可以產(chǎn)生0.6m2的斷裂面，相當(dāng)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?yàn)槿绱耍�鋼化好的玻璃是不能進(jìn)行切裁、鉆孔等加工的，這些加工都必須在鋼化之前進(jìn)行。同時(shí)，雖然鋼化玻璃的表面有較大的壓應(yīng)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(yīng)注意保護(hù)側(cè)邊，安裝時(shí)也應(yīng)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(xué)性能以外，其抗彎強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)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(qiáng)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(diǎn)式玻璃幕墻應(yīng)用的是全鋼化和半鋼化玻璃。
　　點(diǎn)式玻璃幕墻采用的鋼化玻璃應(yīng)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(jìn)行彎形鋼化，而用氣流方式時(shí)，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(jìn)行，在爐中間通過時(shí)，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(diǎn)式玻璃幕墻采用的鋼化玻璃的外觀質(zhì)量和性能，應(yīng)符合國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)不超過0.5%，波形時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(yàn)鋼化玻璃的抗沖擊性時(shí)，取6塊試樣按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。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(shí)，再取6塊進(jìn)行試驗(yàn)，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(shí)，取5塊試樣按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，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(shí)，用成品做試樣，按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，每塊試樣在50mm×50mm區(qū)域內(nèi)的碎片數(shù)不超過40個(gè)。2）Ⅱ類鋼化玻璃根據(jù)平面玻璃與人體等接觸破壞時(shí)的碎片狀態(tài)，對4塊試樣分別進(jìn)行霰彈袋試驗(yàn)，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(dāng)于試樣的65cm2面積的質(zhì)量。3）Ⅲ類鋼化玻璃碎片狀態(tài)應(yīng)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(qiáng)度
　　平面鋼化玻璃的抗彎強(qiáng)度按規(guī)定進(jìn)行測定，取試樣30塊，其強(qiáng)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(jìn)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(jìn)行試驗(yàn)，3塊試樣均不應(yīng)破碎。
　　2、本表質(zhì)量的檢驗(yàn)，應(yīng)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(qiáng)度更高）。具有透明、機(jī)械強(qiáng)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(shí)的安全性能，玻璃破碎時(shí)還能保持可見度。此外，夾層玻璃受沖擊破碎時(shí)，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(qiáng)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(qiáng)度高，非常可靠，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(diǎn)。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(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)其受到超過極限的沖擊力時(shí)，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(yīng)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(yīng)的中間層數(shù)越多、越厚，其防彈性能就越強(qiáng)。夾層玻璃具有很高的使用特性：機(jī)械強(qiáng)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(xué)的、熱學(xué)的、機(jī)械的和外觀的指標(biāo)。夾層玻璃的光學(xué)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(gè)表面的內(nèi)反射造成的。夾層玻璃應(yīng)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(yīng)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(yīng)符合國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)原片玻璃總厚度超過24mm及使用鋼化玻璃作為原片時(shí)，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
　　①彎曲度
　　平面夾層玻璃的彎曲度按規(guī)定進(jìn)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(jìn)行彎曲度測定。
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　　取夾層玻璃試樣3塊按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)后試樣不可產(chǎn)生顯著變色汽泡及渾濁現(xiàn)象。同時(shí)，夾層玻璃的可見光透過率的相對減少率應(yīng)不大于10%。
　　③耐熱性
　　取夾層玻璃試樣3塊按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，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。
　　④抗沖擊性
　　取夾層玻璃試樣6塊按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)5塊或5塊以上符合下述a、b規(guī)定的任一條件時(shí)為合格，當(dāng)3塊或3塊以下符合規(guī)定時(shí)為不合格，當(dāng)4塊符合規(guī)定時(shí)，則需追加試樣6塊進(jìn)行試驗(yàn)，6塊均符合規(guī)定時(shí)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。
　　⑤抗穿透性
　　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(jìn)行霰彈袋試驗(yàn)，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(yàn)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(gè)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(jī)上切割，用機(jī)械吸盤或人工放到直立輸送線上，送人洗滌干燥機(jī)進(jìn)行處理，其后進(jìn)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(jī)理是：當(dāng)加熱的金屬和熔融的玻璃接觸時(shí)，形成氧化物薄膜，并逐漸擴(kuò)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(shí)加熱，使其同時(shí)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(dá)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(diǎn)
　　中空玻璃可以防止結(jié)露。室內(nèi)外的溫差較大時(shí)，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(diǎn)在-40℃左右，比普通玻璃的露點(diǎn)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(gè)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(yīng)符合國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB1194的規(guī)定。簡述如下：
　�。�1）材料
　　1）玻璃�？刹捎闷桨宀ＡА�夾層玻璃、鋼化玻璃、吸熱玻璃等。浮法玻璃應(yīng)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(yīng)符合GB9962的規(guī)定（表2.7、2.8）。鋼化玻璃應(yīng)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(yīng)滿足以下要求：a、使用雙組分密封膠，組分間色差應(yīng)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(shí)須去污或進(jìn)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(diǎn)、紫外線照射。氣候循環(huán)和高溫、高濕性能，按GB702進(jìn)行檢驗(yàn)，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(yīng)注意中空玻璃的維護(hù)。中空玻璃的功能來源于有機(jī)材料，它具有一定的壽命期限，安裝細(xì)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(jìn)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(xué)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(diǎn)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(qiáng)度或安全性來說都大大提高，所以點(diǎn)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(xué)性質(zhì)和外觀均不理想，故點(diǎn)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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