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第一篇:常用玻璃自爆原因揭密

常用玻璃自爆原因揭密
由於我國近年來大面積玻璃窗及各種玻璃幕墻日益增多,愈建愈高,各種玻璃在上墻後自裂(自爆)現象時有發生。我們經常接到此類諮詢電話。高層幕墻的腳手架還在拆除中,玻璃就連續發生自爆(幕墻有個別向南的一面玻璃幾乎全部自爆),給施工單位帶來很大經濟損失,並且更換困難。施工單位和玻璃製造廠家責任不易分清,現將幾種玻璃自爆原因探討如下,供大家參考。
一、玻璃幕墻的應用
玻璃幕墻作為建築外墻的應用日益廣泛,外墻必然受到風荷載(風壓)和溫度的影響,每個地區風力強度和頻度,受熱條件等因素都不一樣,因此決定了對玻璃因地區、樓層高度的不同而選擇不同規格、不同型號、不同顏色的玻璃。玻璃用於外墻的要求起碼要考慮承受兩種應力:一種是承受風荷載能力,一種是承受熱應力能力。應對上述應力進行認真驗算,選用適當的玻璃才能減少自爆。玻璃本體品質,對自爆也極為重要,如平板玻璃和浮法玻璃相比較,平板玻璃的厚薄均勻度、平整度,玻璃表面的品質均比浮法玻璃品質差。因此平板玻璃承受風荷載能力及熱應力能力也弱。如對玻璃進行半鋼化、鋼化,其抗風壓及熱應力能力有較明顯的提高。半鋼化玻璃或鋼化玻璃,其表面最終形成壓應力,因此玻璃抗壓強度比抗張強度高得多,所以能經受彎曲、衝擊和溫度變化。如引用風荷載因子對不同類型玻璃抗風荷載能力的修正,以6毫米單片浮法玻璃為1,則6毫米半鋼化玻璃為2.0,鋼化玻璃為4.0。鍍膜玻璃是利用物理方法、化學方法在玻璃表面鍍上一層或數層金屬合金或化學膜,目前國內外生產不同工藝有:真空磁控濺射法(又稱真空濺射鍍膜);線上噴塗法(在浮法玻璃生產過程中噴塗金屬或其他化合物和玻璃融為一體,又稱線上鍍膜玻璃,可以熱彎);真空蒸發、凝膠法(又稱化學鍍膜)。上述四種鍍膜玻璃因工藝不同,鍍膜玻璃的性能和品質也存在很大差異。前兩種鍍膜玻璃品質優於後兩種玻璃,可用於隱框玻璃幕墻。
建築上用陽光控制玻璃,又稱為熱反射鍍膜玻璃(簡稱鍍膜玻璃),主要特點是允許足夠的太陽光射入室內,又能反映定量的太陽熱能,能透過0.3~2.5微米的可見光,3~12微米遠紅外線被反射,維持室內涼爽,該玻璃的透光率為8~40%之間,可製成金、銀、藍、褐、綠等各種顏色。國內生產該種玻璃廠家甚多,由於不同做法,不同設備,及其他各種原因,品質差異很大。
國外生產的低輻射玻璃,它的特點是在不影響可見光的透光性的情況下,能透過80%太陽光輻射能,對室內有保溫作用,同時這種玻璃可以擋大量紫外光,減少陽光中紫外線對室內傢具的影響。現國內沒有生產這種低輻射玻璃。
二、玻璃是脆性材料
玻璃的自爆現象受多方面影響。除玻璃本體品質外,玻璃的幾何形狀,如方形、矩形、三角形和圓形。玻璃安裝狀況如:四週緊固或鬆馳,玻璃底部是否安放支撐物,玻璃與四週鋁合金框用什麼硬度材質密封或用玻璃膠密封,以及後續工藝、受熱狀況等均對玻璃的自爆有密切影響。
玻璃熱應力自爆,一般是來自玻璃本體部位不均勻所致。玻璃上墻後,在陽光直接照射下,玻璃吸收陽光的紅外光和部分可見光,這些光在玻璃體內轉化為熱能,使玻璃本體溫度升高並形成玻璃四週的熱膨脹。如玻璃鑲嵌在鋁合金框內部,玻璃被鑲部份不能受到暴露在框外暴露同樣照射,因此導致暴露整體受熱不均,內部熱應力形成,玻璃中區的熱膨脹對玻璃邊緣產生張應力,此張應力大於玻璃的抗張強度,就會造成玻璃的破裂(自爆)。熱應力破裂一般可從以下特點來辨別:
1、玻璃破裂邊緣裂口整齊,裂口數量少,破裂線為曲折單線或復線。
2、玻璃破裂線與玻璃邊緣一般成直角,否則可能是彎曲應力破裂,或者是玻璃邊緣缺陷所致。
3、在玻璃中區的破裂線多為弧線形。
三、鋁合金有框幕墻玻璃自爆的原因
1、玻璃本身品質不良是造成玻璃自爆原因之一,如玻璃平整度差,厚薄不均,玻璃內有氣泡夾渣等。在受太陽照射下,熱效應不均勻,導致自爆。
2、在採用人工裁切玻璃時,裁切的玻璃邊緣一定要求平直光滑,不準許有崩邊、牙邊、崩角等缺陷。要保證玻璃周邊沒有傷殘狀態下使用,否則在玻璃邊緣有缺陷處極易產生自爆點。
3、玻璃安裝時為了減少哽對哽的接觸,玻璃下端不能直接落在鋁合金框上,否則玻璃受熱膨脹極易自爆。應在玻璃下面有彈性的固定墊塊,放置位置一般在玻璃邊部1/4處,最少放兩個墊塊,墊塊數量應以玻璃寬度而定。使玻璃下方與鋁框為彈性接觸,玻璃熱脹冷縮時能自由伸縮,減少自爆。同時玻璃周邊應當用彈性較好的材料密封。玻璃周邊與鋁框應留有4~7毫米左右縫隙,不直接接觸,並周邊間隙均勻。玻璃周邊與鋁框應用彈性好的玻璃密封膠密封,這比玻璃邊緣內外兩側與鋁框縫隙用硬膠條鑲嵌為佳。現實中不少大面積玻璃因玻璃四週邊緣用硬膠條鑲嵌太緊,玻璃因熱應力而自爆。
4、鑲嵌玻璃的鋁框,不能保證幾何精度,鋁框扭擰不平,彎曲變形,玻璃彎曲受力,極易造成熱應力自爆。安裝玻璃必須嚴格執行施工標準規範。
5、玻璃厚度的選擇是非常重要的,不僅要考慮風荷載,也要考慮熱應力。如玻璃面積大,厚度小,則該塊玻璃抗彎曲、抗熱應力均小,極易自爆。對玻璃幕墻玻璃厚度選擇,一定要進行計算,低層、高層同一面積的玻璃受力就差別很大。尤其是鍍膜玻璃的熱膨脹系數遠大於一般玻璃的熱膨脹系數,熱應力更為明顯。有的廠家和設計者在玻璃計算時不考慮熱應力而造成玻璃自爆。一般鍍膜玻璃的厚度、長寬比和最大面積的關係,一些鍍膜玻璃生產廠家,給一個關係比,這只作為參考。因玻璃的使用高低不同,地區不同,應有所調整,應以計算為準。
四、隱框幕墻玻璃的自爆
隱框玻璃幕墻是用結構膠把鍍膜玻璃粘貼在單體鋁合金框格上,再把粘好的一塊塊單體框格懸挂在鋁合金幕墻的框架上。鍍膜玻璃之間間隙用幕墻硅酮密封膠密封,形成一鏡面狀玻璃幕墻,鍍膜玻璃的周邊無鋁框鑲嵌,因此不存在鑲嵌玻璃邊內和邊外溫差的差異,也不會產生上述原因造成的溫差熱應力自爆的可能。但半隱框玻璃幕墻仍有一個對應邊嵌在鋁框內,仍應考慮嵌鋁框內外玻璃的熱應力,以防自爆。
隱框玻璃幕墻的自爆原因,有以下幾個可能:
6、鍍膜玻璃的邊緣品質:鍍膜玻璃邊緣裁切品質是非常重要的,是影響玻璃破裂的重要因素。因為鍍膜玻璃是脆性材料,玻璃的邊緣允許張應力的大小與玻璃邊緣缺陷極為密切,如前面談到過的崩角,崩角和參差不齊牙邊等,玻璃邊緣缺隱會導致應力集中及嚴重降低允許張應力(可降十多倍)。在邊緣缺陷點,玻璃正常的彎曲應力,熱應力等均可造成玻璃的自爆破裂。大面積隱框幕墻的鍍膜玻璃最好採用裁剪機來切割玻璃,若手工切割玻璃要嚴格檢查玻璃切割邊緣品質或打磨邊緣。
7、鍍膜玻璃對太陽輻射能的吸收率熱應力均遠大於一般透明玻璃,因此對玻璃的原片品質要求甚嚴。如果玻璃原片的厚薄度、平整度較差,表面有疤痕亦形成內應力不均而自行破裂。鍍膜玻璃的原片只能用浮法玻璃,不能用一般平板玻璃。優良的新鮮玻璃原片是保證鍍膜玻璃品質的重要一環。鍍膜玻璃在生產過程中,如設備不先進,鍍膜工藝不嚴,在鍍膜過程中易產生膜層厚度不均,退火不完全等缺陷,即便是微小的差別,均是玻璃上墻後自爆的起因。如退火過程中局部有溫差,也會造成鍍膜玻璃中間弧形破裂等。因此在購置鍍膜玻璃時,不僅要看設備是否先進,也要看軟體是否過硬,技術是否熟練,原片品質是否新鮮。
8、鍍膜玻璃尺寸大小的影響:隱框玻璃幕墻為了美觀大方,往往把單片玻璃設計面積很大,為了保證抗風壓的需要,鍍膜玻璃的厚度就必然增加,這就導致了玻璃本身對太陽輻射能的吸收量增大,造成玻璃張應力增加,容易形成熱應力自爆。如果鍍膜玻璃是明顯的長條狀,長短比愈大,愈容易形成彎曲應力,同時加大熱力自爆的機率,所以鍍膜玻璃的面積和長度比均不易過大,否則自爆率增加。
9、氣候條件的影響:冬夏季節,清晨和傍晚的氣溫變化較大地區,要著重考慮鍍膜玻璃的吸熱情況。鍍膜玻璃是太陽輻射熱的高吸收體,在南方炎熱地區,夏季高溫季節,在太陽照射下,鍍膜玻璃的表面溫度在800C左右,有的更高。這樣玻璃本體內熱應力也極大。如因結構膠粘貼寬度厚度過大,影響鍍膜玻璃自由伸縮,易使鍍膜玻璃自爆。
10、幕墻方向性影響:幕墻玻璃的方向對自爆也有明顯的影響。如幕墻玻璃面朝南和朝北或其他方向,所受熱應力均有不同,幕墻玻璃朝南都向陽方向,中午日照直接照在幕墻玻璃上,太陽的輻射能很大,熱應力也就很大。如天氣突變或日落降溫較快,則該玻璃以熱應力破裂為主,設計者應以熱應力破壞為主,抗風壓強為輔。反之幕墻玻璃朝北,設計者應以考慮抗風壓強為主,熱應力破裂為輔。朝南方向的鍍膜玻璃的太陽能吸收率大於75%,建議用鋼化或半鋼化玻璃。
11、集中在幕墻上方結構物遮陽的影響:在幕墻玻璃上方,由於室外裝置或設計結構有遮太陽光部分,會在鍍膜玻璃上留有陰影,暴露在陽光下和留有陰影的玻璃形成非常明顯的溫度差,極容易造成玻璃橫向整齊的自爆。
12、室內遮陽部分的影響:室內深色窗簾或百葉窗對太陽輻射能的吸收也相當高,並且具備較高的再輻射率。幕墻玻璃不僅受室外太陽輻射能直接輻射,同時以往受到室內遮陽裝置吸熱後的再輻射也易造成熱應力自爆。
13、其他的影響:經常看到在幕墻玻璃上安裝,粘貼各種圖案和文字廣告,及玻璃表面粘貼或懸挂的裝置圖案或廣告,可導致鍍膜玻璃吸熱量局部急劇增加,使整片玻璃產生溫差,幕墻上的空調通風口也可以導致鍍膜玻璃不同部位明顯的溫度,均加大熱應力,給鍍膜玻璃的自爆增加機率。為了防止玻璃的熱應力自爆,可對鍍膜玻璃採取強化處理,強化處理後,可使玻璃承受風壓強度和熱應力強度均有較大的提高,可以明顯減少熱應力自爆的機率。
五、中空玻璃的自爆
建築物的室內外熱交換,窗戶和玻璃幕墻是主要熱傳導部分,所以冬天的取暖和夏日的空調需用量的大小,取決於窗戶和玻璃幕墻的隔熱性能好壞。中空玻璃有優良的絕熱性能,在某些條件下,中空玻璃絕熱性有時可能優於混凝土墻。中空玻璃也有較好的隔音性能,一般可使嗓音下降39~44分貝,可降低交通噪聲30~40分貝。
中空玻璃是用兩片或多片玻璃與周邊用鋁合金間隔分開一定距離,並用二次密封膠密封,使之形成兩玻璃間有乾燥氣體空氣的玻璃。中空玻璃間隔密封膠第一道膠為丁基膠,丁基膠密封性能很好,但強度很低,只起密封作用,不承受力;第二道密封膠一般為聚硫膠,聚硫膠強度高,在受力時能保持中間玻璃間隔不變,但該膠怕太陽紫外線照射。用於有框玻璃幕墻時,聚硫膠被鋁合金型材槽鑲嵌在內,太陽照射不到聚硫膠。但用於隱框玻璃幕墻,太陽就可能直接照射到聚硫膠,因此在隱框或半隱框玻璃幕墻中空玻璃的第二道密封膠必須用中空玻璃結構膠,不怕太陽紫外線照射。中空玻璃結構膠也不同於一般結構膠,其變位能力一般為5%左右,這樣能保證中空玻璃的兩片玻璃間距不變,而一般結構膠變位能力為土25~50%。
各種玻璃上墻後的自爆,因各種玻璃性能不同,地區不同,安裝方法不同,自爆原因也很複雜。因此對不同地區玻璃的自爆,均要根據實際情況仔細分析,找出原因,才能避免大面積玻璃的自爆。我們認為單片鍍膜玻璃上墻後的自爆,多要從安裝上找原因。中空玻璃上墻後自爆要從製作中空玻璃和安裝上雙方面找原因。總起來講:白色浮法透明玻璃的自爆率低於帶色透明玻璃的自爆率,所有帶色透明玻璃的自爆率低於鍍膜玻璃的自爆率,隱框幕墻的鍍膜玻璃的自爆率低於有框玻璃幕墻的自爆率,單片玻璃上墻後的自爆率低於中空玻璃上墻後的自爆率。以上是自己的一些認識,僅供大家參考,不當之處請指正.
梁工程师认为,市民可以采取相应措施提高安全系数。首先是到规范的市场买到正宗的钢化玻璃,市民选材时可用指关节敲打玻璃,好的钢化玻璃声音听起来很清脆,仔细察看还隐隐约约能看到花纹;其次是在购买后,最好要求厂家专业人士上门安装,安装不好,也是造成钢化玻璃自爆的原因之一;三是要防止外在因素的突变,如高温、超强冲击(如尖物冲击)等;四是要留意钢化玻璃的使用期限,一般来说,钢化玻璃的使用期限为5到10年,但温差较大的地方、防水之地的钢化玻璃使用寿命要短得多,注意提前更换,尤其要强调的是,到期的钢化玻璃要及时更换,如不及时更换,钢化玻璃可能因老化而自爆,一些装有玻璃幕墙的小区,物业管理公司或业主委员会要经常查阅房屋档案,一旦到期,立即进行更换。
梁工程师还提醒市民,钢化玻璃自爆后,如不遇大风等外力,一般不会掉落,即使掉落,一般不会给人造成大的伤害。梁工程师还特别提醒市民,客厅窗户、阳台护栏装钢化玻璃给人清洁、素雅的感觉,观景的时候更是一览无遗,但对于防止被视力不好的人碰撞而出现意外,最好是在玻璃的边缘涂上显著颜色,以起到提示警醒作用。
据了解,国家建设部曾于今年初组织了国内权威建材专家对钢化玻璃自爆现象进行专题调研,相应安全措施正在制定中。

第二篇:中空玻璃自爆的原因

中空玻璃自爆的原因