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[分享]专业课堂丨幕墙第二讲——玻璃
走在大街上，
我们总能注意到使用了玻璃幕墙的建筑。
在阳光的映照下，十分耀眼；
那么，不同的玻璃幕墙
使用的玻璃又有什么不同呢？
今儿个我们就来给大家介绍介绍！
玻璃是一种在常温下透明的固体，是一种在熔融时形成连续网络结构、在冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。
普通玻璃的化学组成是Na2O·CaO·6SiO2，主要成分是二氧化硅，属于混合物，被广泛应用于建筑物的隔风透光。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。
单片玻璃是传统的玻璃产品，表面光滑平整无缺陷,具有较好的透明度。主要用于门窗，起到透光、挡风和保温的作用。
单片玻璃的厚度分为2毫米、3毫米、4毫米、5毫米、6毫米这五种，单片常规尺寸有300mm×900mm、400mm×1600mm和600mm×2200mm等数种。其可见光线反射率在7%左右，透光率在82%～90%之间。
中空玻璃由美国人于1865年发明，它是将两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品，其主要材料是玻璃、铝间隔条、弯角栓、丁基橡胶、聚硫胶、干燥剂。中空玻璃是一种具有良好的隔热隔音功能，并可降低建筑物自重的新型建筑材料。中空玻璃除了隔音隔热功能，还具有节能、安全、防雾等作用，主要应用于建筑外墙、门窗、火车轮船、电器产品等。市场上还有添加惰性气体和彩色颜料气体的中空玻璃，以及增加美景条等起到加固和装饰作用。中空玻璃多种性能优越于普通双层玻璃，因此得到了世界各国的认可。
中空玻璃具有较高的安全性能
l 由于中空玻璃内部存在着可以吸附水分子的干燥剂，气体是干燥的，所以当温度降低时，中空玻璃的内部也不会产生凝露的现象，同时，在中空玻璃外表面的结露点也会升高。
l 由于中空玻璃的隔热性能较好，玻璃两侧的温度差较大，还可以起到降低冷辐射的作用。
l 由于与相同厚度的原片玻璃相比，中空玻璃的抗风压强度是普通单片玻璃的1.5倍。所以使用中空玻璃，可以提高玻璃的安全性能。
1、填充惰性气体氩和氪
据节能住宅设计建设的行家介绍，就一扇窗户而言，屋内热能的散失主要通过窗框传导、玻璃辐射、窗页和门框的缝隙对流等途径，因而也就有了“中空玻璃”的出现。事实上“中空玻璃”并不“空”，按技术要求中空玻璃的两层间距一般为8mm，试验证明，如果8mm的间距完全真空，大气压力会将玻璃压碎。故合格的中空玻璃。其夹层亦即8mm厚的间距空间必须填充惰性气体氩和氪。充填后，检测显示其K值（传热系数极限值），同比真空状态下，还可下降5%，这就意味着保温性能更好。
2、市面上混淆双层玻璃
换言之，如果你选购回的中空玻璃其夹层内真正是“空”的，那无疑就说明其保温或者说隔热隔冷性能充其量就是双层玻璃，保温节能的功效必然差，科学检测证明，合格的中空玻璃，能使一般窗玻璃传热系数极限值k值能从原来的3.5降到2.8，传热性能下降就能使屋内热量不容易散失。市面冒牌的中空玻璃，多半只是将两块玻璃简单地固定在一起，其隔热性能无疑很差。
3、玻璃间夹带孔的铝条
隔热性能低劣的“双层玻璃”，常因空气水汽的进入而致使夹层内起雾发花，甚至结出霉点，于是一些企业往往采用在两片玻璃间夹有带孔的铝条，在铝条的孔隙中放上颗粒状干燥剂的“加工”手法（见下图），实际上只是起了暂时掩人耳目的作用，并未提高双层玻璃的任何隔热性能，时间一长干燥剂失效后，还是会露馅。
“验明正身”的一个窍门，就是冬季里看看玻璃之间有没有出现冰冻，春夏看有没有水汽。当然，当中嵌有铝条的，往往假真空的居多。
夹层玻璃是由两片或多片玻璃之间夹了一层或多层有机聚合物中间膜，经过特殊的高温预压(或抽真空)及高温高压工艺处理后，使玻璃和中间膜永久粘合为一体的复合玻璃产品。常用的夹层玻璃中间膜有:PVB、SGP、EVA、PU等。
此外，还有一些比较特殊的夹胶玻璃，如彩色中间膜夹层玻璃、SGX类印刷中间膜夹层玻璃、XIR类LOW-E中间膜夹层玻璃、内嵌装饰件(金属网、金属板等)夹层玻璃、内嵌PET材料夹层玻璃等装饰及功能性夹层玻璃等。
夹胶玻璃的主要类型
l 根据中间膜的熔点不同，可分为低温夹层玻璃、高温夹层玻璃、中空玻璃；
l 根据中间所夹材料不同，可分为夹纸、夹布、夹植物、夹丝、夹绢、夹金属丝等众多种类；
l 根据夹层间的粘接方法不同，可分为混法夹层玻璃、干法夹层玻璃、中空夹层玻璃；
l 根据夹层的层类不同，可分为一般夹层玻璃和防弹玻璃。
夹胶玻璃即使碎裂，碎片也会被粘在薄膜上，破碎的玻璃表面仍保持整洁光滑。这就有效防止了碎片扎伤和穿透坠落事件的发生，确保了人身安全。玻璃安全破裂，在重球撞击下可能碎裂，但整块玻璃仍保持一体性夹层，碎块和锋利的小碎片仍与中间膜粘在一起。 这种玻璃破碎时，碎片不会分散，多用在汽车等交通工具上。
在欧美，大部分建筑玻璃都采用夹层玻璃，这不仅为了避免伤害事故，还因为夹层玻璃有极好的抗震入侵能力。中间膜能抵御锤子、劈柴刀等凶器的连续攻击，还能在相当长时间内抵御子弹穿透，其安全防范程度可谓极高。
钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等，属于安全玻璃。
钢化玻璃的优点
l 安全性：钢化玻璃承载能力的增大改善了易碎性质。当玻璃被外力破坏时，碎片会成类似蜂窝状的碎小钝角颗粒，对人体的伤害极大地降低了。
l 高强度：钢化玻璃的强度较之普通玻璃提高数倍，抗弯。同等厚度的钢化玻璃抗冲击强度是普通玻璃的3～5倍，抗弯强度是普通玻璃的3～5倍。
l 热稳定性：钢化玻璃具有良好的热稳定性，能承受的温差是普通玻璃的3倍，可承受200℃的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。
钢化玻璃的缺点
l 钢化后的玻璃不能再进行切割和加工，只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状，再进行钢化处理。
l 钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强，但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。
l 钢化玻璃的表面会存在凹凸不平现象，有轻微的厚度变薄。变薄的原因是因为玻璃在热熔软化后，在经过强风力使其快速冷却，使其玻璃内部晶体间隙变小，压力变大，所以玻璃在钢化后要比在钢化前要薄。一般情况下4-6MM玻璃在钢化后变薄0.2-0.8MM，8-20MM玻璃在钢化后变薄0.9-1.8MM。具体程度要根据设备的来决定，这也是钢化玻璃不能做镜面的原因。
钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆，根据行业经验，普通钢化玻璃的自爆率在1～3‰左右。自爆是钢化玻璃固有的特性之一。扩大产生自爆的原因很多，简单地归纳以下几种：
1、玻璃质量缺陷的影响
l 玻璃中有结石、杂质，气泡：玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点，也是应力集中处。结石处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。结石存在于玻璃中，与玻璃体有着不同的膨胀系数。玻璃钢化后结石周围裂纹区域的应力集中成倍地增加。当结石膨胀系数小于玻璃，结石周围的切向应力处于受拉状态。伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生。
l 玻璃中含有硫化镍结晶物：硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在，直径在0.1—2㎜。外表呈金属状，这些杂夹物是NI3S2，NI7S6和NI—XS，其中X=0—0.07。只有NI1—XS是造成钢化玻璃自发炸碎的主要原因。
l 玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷，易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。
2、钢化玻璃中应力分布不均匀、偏移
玻璃在加热或冷却时沿玻璃厚度方向产生的温度梯度不均匀、不对称。使钢化制品有自爆的趋向，有的在激冷时就产生“风爆”。如果张应力区偏移到制品的某一边或者偏移到表面则钢化玻璃形成自爆。
3、钢化程度的影响
实验证明，当钢化程度提高到1级/㎝时自爆数达20—25%。由此可见应力越大钢化程度越高，自爆量也越大。
钢化玻璃自爆解决方案
1、降低钢化玻璃的应力值
钢化玻璃中应力的分布是钢化玻璃的两个表面为压应力，板芯层处于张应力，在玻璃厚度上应力分布类似抛物线。玻璃厚度的中央是抛物线的顶点，即张应力最大处；两侧接近玻璃两表面处是压应力；零应力面大约位于厚度的1/3处。通过分析钢化急冷的物理过程，可知钢化玻璃表面张力和内部的最大张应力在数值上有粗略的比例关系，即张应力是压应力的1/2～1/3。若降低其表面应力，相应地就会降低钢化玻璃本身自有的张应力，从而有助于减少自爆的发生。
2、使玻璃的应力均匀一致
钢化玻璃的应力不均，会明显增大自爆率，已经到了不容忽视的程度。应力不均引发的自爆有时表现得非常集中，特别是弯钢化玻璃的某具体批次的自爆率会达到令人震惊的严重程度，且可能连续发生自爆。其原因主要是局部应力不均和张力层在厚度方向的偏移，玻璃原片自身质量也有一定的影响。应力不均会大幅降低玻璃的强度，在一定程度上相当于提高了内部的张应力，从而自爆率提高了。如果能使钢化玻璃的应力均匀分布，则可有效降低自爆率。
3、热浸处理（HST）
热浸处理又称均质处理，俗称“引爆”。热浸处理是将钢化玻璃加热到290℃±10℃，并保温一定时间，促使硫化镍在钢化玻璃中快速完成晶相转变，让原本使用后才可能自爆的钢化玻璃人为地提前破碎在工厂的热浸炉中，从而减少安装后使用中的钢化玻璃自爆。热浸处理不能保证绝对不发生自爆，但确实降低了自爆的发生，实实在在地解决了困扰工程各方的自爆问题。所以热浸是世界上一致认可的彻底解决自爆问题的最有效方法。
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