隨著現代建筑采用
玻璃幕墻的興起,由于
鍍膜玻璃的點綴使建筑物絢麗多彩、明亮大方,并具有節能降耗作用,這些優點得到廣泛公認,但引來幕墻玻璃"
光污染(詞條“光污染”由行業大百科提供)"、安全性等系列問題,其中安全性備受矚目!
不合格的幕墻的安全性主要集中于玻璃的
脫落(詞條“脫落”由行業大百科提供)、玻璃
破裂后的掉落。玻璃脫落主要原因在于膠、雙面貼等材料質量不過關、
固化時間不夠長、膠與玻璃不相容、
打膠質量不過關、施工不規范、風和
地震作用(詞條“地震作用”由行業大百科提供)等,所以需在設計、采購、施工、監督這些方面進行把關,預防、杜絕玻璃的脫落。
但幕墻使用的玻璃,特別是鍍膜玻璃使用過程中,出現破裂或出現
裂紋的現象更為普遍,人們對此現象并不清楚,往往單純地歸罪于玻璃質量不好,并稱之所謂"空中定時炸彈",所以有必要對此現象的特征、成因和預防進行分析、探索,讓公眾對幕墻鍍膜玻璃更為了解,使用更安心。
鍍膜玻璃正常使用下不存在破裂,鍍膜玻璃的破裂絕大部分屬于
熱應力破裂。陽光的強烈照射下,玻璃吸收陽光中
輻射能,在玻璃體內轉化為熱能,使玻璃被照射部分溫度相對升高而處于
熱膨脹狀態,而處于
鋁框結構內部的玻璃邊區卻不能受到相同的
太陽輻射或者陰影作用,散熱不均,因此導致玻璃整體溫度分布不均,產生內部熱
應力,玻璃中區的熱膨脹對玻璃邊區產生
張應力,此張應力超過邊區
抗張強度,就會導致玻璃破裂,這種現象叫玻璃的熱應力破裂。
由于鍍膜玻璃吸熱更為顯著,吸收太陽輻射能的差異造成玻璃溫差更大,熱應力破裂現象較多。相比之下,用于
窗、
明框幕墻的鍍膜玻璃發生此現象比用于
隱框幕墻更多。下面針對鍍膜玻璃熱應力破裂的特征、原因和預防作進一步的論述。
1、熱應力破裂的特征:破裂線與玻璃邊緣成直角,從玻璃邊緣或角部開始發生,并在距離玻璃或角部約50mm處分裂為兩條或多條,形狀為不規則曲折單線,向中間延伸,并通常在玻璃中區形成弧形線。
2、鍍膜玻璃的本體吸收:玻璃經鍍膜加工后,其化學性能基本無改變,但其物理性能卻大大改變,尤其是光學性能和熱學性能。鍍膜玻璃對太陽輻射能的
吸收率遠大于普通透明玻璃和本體
著色玻璃,一般鍍膜玻璃
太陽能輻射能吸收率是普通透明玻璃、本體著色玻璃的數倍,所以在相同的使用條件下,鍍膜玻璃的吸熱比普通玻璃多得多,溫度高得多,也就是說玻璃不同部分的溫差相對大得多。所以,針對鍍膜玻璃這些優點,在安裝使用過程中,采取有別于普通玻璃相應措施,保證鍍膜玻璃的安全使用。
3、建筑物的朝向:鑒于鍍膜玻璃對光熱能敏感,鍍膜玻璃使用的朝向非常重要,特別是對于吸收較大的玻璃,東面、東南面、南面、西南面使用的玻璃吸熱相對于其它面多得多,設計時應把玻璃的熱應力破裂作為重要因素加以考慮,建議采用淺色玻璃(如白玻璃)鍍膜產品,減少玻璃的吸熱,更為保險的方法是對玻璃進行強化處理,加工成鋼化、半鋼化鍍膜玻璃。
4、氣候條件:在清晨溫差變化較大的地區或季節,鍍膜玻璃是太陽輻射熱能的高吸收體,玻璃的溫升速度很快。而鋁框是極好的散熱體,經過晝夜的
冷卻,玻璃和鋁框的溫度已降至最低,清晨太陽輻射熱能很快使玻璃升溫,而鋁框的溫升相對小,如玻璃與鋁框相接觸,造成玻璃溫差分布不均,當地氣候溫差、玻璃朝向、驟晴驟雨以及空調系統很容易使玻璃的溫差超越極限而破裂。選用玻璃根據上述情況決定玻璃是否強化,選用玻璃的顏色、尺寸,以及鍍膜玻璃應嚴格按照有關規范施工。
5、玻璃與周邊環境的
熱絕緣:玻璃是熱的不良導體,由于吸熱、散熱不均勻造成的溫差很難靠自身達到平衡,所以安裝玻璃時,盡可能用
導熱系數低的
彈性材料作
襯墊,將玻璃與
導熱性良好的鋁框、陰冷的墻體等隔絕開來,減少玻璃不均勻溫差的形成。
一般隱框幕墻炸裂相對少得多,其中很大的原因是:玻璃周邊用
導熱差的彈性材料與鋁框軟接觸,不存在玻璃與鋁框的
熱交換,減少因玻璃散熱而造成玻璃各部位的溫差;相反,對于用于明框、
固定窗、
推拉窗、落地玻璃等地方的鍍膜玻璃,中部吸熱導致升溫,而周邊被夾持住,吸收不到熱能而形成低溫帶,如玻璃跟鋁框相接觸,玻璃就導熱給鋁框,不僅使鋁框內的玻璃,而且鋁框周圍的玻璃始終保持低溫,很多時候,玻璃中部溫度達到60-70℃,而邊緣僅25-30℃,相差幾十度,即使用手都明顯感覺到,所以在玻璃內部產生很大的熱應力,很容易導致玻璃破裂。
這種目前鍍膜玻璃最常見熱應力破裂,避免出現上述問題,就設法讓玻璃與鋁框熱
絕緣,玻璃安裝時下部平衡墊兩塊
橡膠塊,不僅保證玻璃與下部彈性接觸和避免局部受力,而且使它們熱絕緣,玻璃兩側、上部與鋁框保持足夠的間隙,玻璃兩側與鋁框的間隙間夾塞
橡膠條后,然后才能打
玻璃膠,目的是保證它們絕對分離、彈性接觸和熱絕緣。
6、玻璃的邊緣質量:玻璃是
脆性材料,其邊緣
許用應力與玻璃邊緣質量關系極為密切。邊部是玻璃最脆弱的地方,存在許多微裂紋和缺陷(如
崩邊、崩角、鉗邊不齊整等)會導致邊緣許用應力降低十幾倍,遇到過大熱應力、外力沖擊容易造成從此處開始破裂,所以鍍膜玻璃最好用切裁機
切割,手工切割時須嚴格檢查玻璃邊緣的切割質量,更為有效的方法是玻璃切割完后進行機器磨邊,可大大減少邊緣微裂紋。
7、玻璃的尺寸和形狀:針對鍍膜玻璃而言,采用玻璃的厚度越大,對太陽的輻射能的吸收也較大,使玻璃的熱應力增大,玻璃越容易破裂;同樣,玻璃面積越大,也越容易破裂;玻璃的長、短邊比值越大越易形成
彎曲應力,會增大熱應力破裂的幾率;另外,玻璃的形狀越不規則,各部位、方向受力不平衡,同樣會增大熱應力破裂的幾率,合理的設計是減少這方面的影響至關重要的因素。
8、陰影的影響:室外物體或建筑結構本身,都可能會在玻璃上留下陰影,導致玻璃不同部位吸熱不同而存在溫差,陰影形狀越不規則,玻璃越容易破裂。
9、室內
遮陽裝置的影響:深色窗簾、
百葉窗和室內接近玻璃物體(包括在玻璃上貼紙、
涂料),對太陽輻射能的吸收較高,且一般具有較高的
輻射率(詞條“輻射率”由行業大百科提供)。因此,玻璃中區除受到太陽的直接輻射外,還受到室內物體吸熱后的再輻射,還減少玻璃的散熱。所以,室內的遮陽裝置增加了玻璃溫度不
均勻性,也增加了熱應力的自爆的概率,應盡可能避免上述裝置。
10、玻璃的再加工影響:鍍膜玻璃的再加工,增加玻璃破裂的因素。鍍膜玻璃
熱彎加工后,
退火質量不好,增加玻璃應力不均勻;鍍膜
玻璃加工成
中空(詞條“中空”由行業大百科提供)產品,中間的氣體隨玻璃的吸熱而膨脹,并施壓于玻璃邊緣,增加玻璃自爆的概率,所以鍍膜玻璃做成
中空玻璃最好進行磨邊或強化處理。
鍍膜玻璃雖有其固有的缺點,但它有更多的一系列其它材料無法替代優點。為了發揚鍍膜玻璃在建筑業中眩目的地位,鍍膜玻璃供應商向用戶提供更多產品性能參數,配合用戶提供更為合理的設計、施工方案,澄清人們對鍍膜玻璃的誤解,推廣鍍膜玻璃的使用。【完】