安全玻璃在高層建筑中的使用

安全玻璃在高層建筑中的使用

Keywords：glasscurtainwall；fullytemperedglass；heatstrengthglass；laminatedglass；burst引言

據(jù)20XX年7月24日《羊城晚報(bào)》報(bào)道的“一戶人家飄窗玻璃自爆引發(fā)滿城幕墻安全憂慮”……隨著使用年限的增長(zhǎng)，玻璃幕墻的隱患漸漸暴露出來(lái)，除了光污染，玻璃幕墻的自爆、脫落都成為城市的安全隱患，而目前國(guó)家允許的鋼化玻璃自爆率為3％……“雖然目前建筑玻璃的質(zhì)量和強(qiáng)度都有足夠的保障，但究竟玻璃的抗震性和抗變形能力都有欠缺，一旦遇到臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)、地震、冰雹、溫差遽然變化等，均有可能會(huì)導(dǎo)致安全事件?！弊?0XX年1月1日起施行的《建筑安全玻璃管理規(guī)定》，規(guī)定：“建筑物需要以玻璃作為建筑材料的下列部位必需使用安全玻璃：7層及7層以上建筑物外開(kāi)窗、幕墻（全玻幕墻除外）”，同時(shí)規(guī)定“本規(guī)定所稱安全玻璃，是指符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的鋼化玻璃、夾層玻璃及由鋼化玻璃或夾層玻璃組合加工而成的其他玻璃制品，如安全中空玻璃等”，旨在規(guī)范建筑玻璃的使用。

在此，筆者僅對(duì)高層建筑上超過(guò)使用部位一定高度的鋁合金幕墻所常用的玻璃在此進(jìn)行探討。

1建筑幕墻常用玻璃簡(jiǎn)述

建筑幕墻常用玻璃包括鋼化玻璃、半鋼化玻璃、及其組合而成的夾層玻璃、中空玻璃等。

1.1鋼化玻璃（FullyTemperedglass）

鋼化玻璃是將浮法玻璃在鋼化爐中勻稱加溫至620℃，使之輕度軟化膨脹，再在其表面吹冷空氣使之快速冷卻，使其表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和耐沖擊性能大幅提高，并且玻璃破裂后成小顆粒狀。

1.2半鋼化玻璃（HeatStrengthglass）

半鋼化玻璃制作的熱處理過(guò)程與鋼化玻璃類似，只是冷卻方法不同，吹風(fēng)強(qiáng)度降低，冷卻時(shí)間長(zhǎng)。其機(jī)械性能也有較大提高，破裂時(shí)會(huì)有大的碎片和放射狀的裂紋，與平凡玻璃的破裂狀態(tài)類似，但碎片一般沒(méi)有銳利的尖角。

1.3夾層玻璃（Laminatedglass）

夾層玻璃是由一層玻璃與一層或多層玻璃、塑料材料夾中間層而成的玻璃制品。幕墻用的夾層玻璃的中間層通常采用PVB或EVA膜。

1.4中空玻璃（Insulatingglass）

中空玻璃是由兩片或多片玻璃以有效支撐勻稱隔開(kāi)并周邊粘結(jié)密封，使玻璃層間形成有干燥氣體空間的制品。

2高層建筑鋁合金幕墻用玻璃比較

2.1應(yīng)力特性與破裂概率

《幕墻用鋼化與半鋼化玻璃》（GB17841-1999）規(guī)定：鋼化玻璃的表面應(yīng)力值σ？叟95Mpa、半鋼化玻璃為應(yīng)力值24σ？燮69MPa.美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)C1048（StandardSpecificationforHeat-TreatedFlatGlass）規(guī)定：鋼化玻璃為69Mpa以上、半鋼化玻璃為24～52Mpa.玻璃鋼化程度越高，表面應(yīng)力值越大，材料強(qiáng)度值就越大，破裂后顆粒也越小。但鋼化玻璃存在自爆的可能性，即在無(wú)直接機(jī)械外力作用下發(fā)生的自動(dòng)性炸裂，可能在幾個(gè)月內(nèi)自爆，也可能在幾年甚至十幾年后自爆，產(chǎn)生自爆的主要原因是玻璃中硫化鎳（NiS）相變引起的體積膨脹所導(dǎo)致，目前的生產(chǎn)技術(shù)還不能完全解決此問(wèn)題。

2.2破裂特性

鋼化玻璃的自爆沒(méi)有征兆，非常突然，并且破裂后成小顆粒狀，在風(fēng)荷載作用下簡(jiǎn)單灑落，殘余強(qiáng)度較低，所以路人較難有時(shí)間躲閃。有些玻璃碎片散落在地面的距離達(dá)10m寬。鋼化玻璃的表面應(yīng)力為2.8～4.8MPa時(shí)，玻璃破裂后碎片相對(duì)較大，與平凡浮法玻璃的破裂狀態(tài)類似，碎片趨于相互鎖在一起并保持在玻璃框上，尤其是玻璃四邊是用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在框上的構(gòu)造更是如此，殘余強(qiáng)度較大，路人通常有時(shí)間避讓，工程人員也有時(shí)間修理。

2.3經(jīng)濟(jì)性

鋼化玻璃若自爆后需要成本進(jìn)行修理，更讓人頭疼的是玻璃自爆后灑落地面時(shí)可能帶來(lái)的意外傷害，以及修理前室外風(fēng)雨給房間內(nèi)可能帶來(lái)的損壞。為了降低鋼化玻璃的自爆率，有的建筑師或業(yè)主要求對(duì)鋼化玻璃進(jìn)行熱浸處理（HeatSoakTest）（熱浸處理是20世紀(jì)60年月皮爾金頓公司和圣戈班公司創(chuàng)造的方法，目前只有德國(guó)DIN18516有此明確的標(biāo)準(zhǔn)），將鋼化玻璃再次加熱到290oC左右并保溫一定時(shí)間，使硫化鎳在玻璃出廠前完成晶相轉(zhuǎn)變，讓以后可能自爆的玻璃在工廠內(nèi)提前破裂。但由于一個(gè)工程需要的玻璃數(shù)量浩大，采用該方