鍍膜玻璃幕墻熱炸裂成因與預防
19482011-11-29 13:19:42
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”、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、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。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。
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