建筑玻璃現(xiàn)階段發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用分析

1、建筑玻璃現(xiàn)階段發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用分析內(nèi)容摘要：隨著建筑多元化的發(fā)展，建筑玻璃的已經(jīng)成為建筑多樣化和建筑功能化的關(guān)鍵組成部分，尤其是最近幾年，建筑用深加工玻璃的品種、數(shù)量也得到了很大的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量有了很大的提高。但是一些建筑使用的深加工玻璃出現(xiàn)了如鋼化玻璃自爆、中空玻璃漏氣等多種問題，造成很大的損失。本文重點(diǎn)針對(duì)一些建筑使用玻璃出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討分析，以期為玻璃深加工行業(yè)和建筑部門提供一些借鑒。一) 世界建筑的發(fā)展對(duì)玻璃的要求變化從20世紀(jì)60年代，隨著第一個(gè)玻璃幕墻出現(xiàn)開始，建筑幕墻一直占據(jù)著建筑市場(chǎng)的主導(dǎo)位置并引領(lǐng)著建筑行業(yè)技術(shù)的發(fā)展。到目前，建筑對(duì)玻璃的要求經(jīng)過了從白玻、本體著色玻璃、熱反射

2、鍍膜到低輻射鍍膜玻璃的變化。玻璃的顏色也由無色、茶色、金黃色到蘭色、綠色并最后向通透方向的發(fā)展變化。隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理念向人性化、親近自然以及世界各國(guó)對(duì)能源危機(jī)的憂患意識(shí)提高，對(duì)建筑節(jié)能的重視程度也越來越高，對(duì)玻璃的要求也逐步向功能性、通透性進(jìn)行轉(zhuǎn)變。全世界建筑行業(yè)對(duì)玻璃的要求有向高通透、低反射或者減反射的方向轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。二) 建筑玻璃的主要應(yīng)用品種及特點(diǎn)1、鋼化玻璃它是利用加熱到一定溫度后迅速冷卻的方法，或是化學(xué)方法進(jìn)行特殊處理的玻璃。一般是在原來普通的浮法玻璃基礎(chǔ)上，經(jīng)過將玻璃加熱到軟化點(diǎn)溫度再經(jīng)過淬火處理，使玻璃內(nèi)部中心部位具有張應(yīng)力而玻璃表面部位具有壓應(yīng)力并達(dá)到均勻應(yīng)力平衡的玻璃產(chǎn)品。

3、鋼化玻璃的品種包括化學(xué)鋼化也稱離子鋼化和物理鋼化兩種；化學(xué)鋼化玻璃的特點(diǎn)是由于采用顆粒較大的離子如鉀離子置換玻璃表面的鈉離子，在約400度的溫度下經(jīng)過一定的工藝制作完成；化學(xué)鋼化玻璃可以切割、熱彎等，但經(jīng)過高溫加工后的玻璃強(qiáng)度會(huì)受影響；化學(xué)鋼化玻璃的初始強(qiáng)度可以達(dá)到原片的6-7倍，但是隨著使用時(shí)間加長(zhǎng)，性能會(huì)衰減；由于離子置換的特殊性，多數(shù)使用在超薄的玻璃上。物理鋼化玻璃的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，一般強(qiáng)度可以達(dá)到普通平板玻璃的4倍左右；安全鋼化玻璃破碎后立即分裂成沒有尖角產(chǎn)生的小顆粒；缺點(diǎn)是存在自暴的可能；物理鋼化玻璃也同樣存在著兩個(gè)品種即全鋼化玻璃及熱增強(qiáng)玻璃之分，熱增強(qiáng)玻璃不存在自暴現(xiàn)象，但是強(qiáng)度僅

4、僅是普通玻璃的兩倍左右，多數(shù)應(yīng)用在高層建筑，提高抗風(fēng)壓性能；熱增強(qiáng)玻璃不屬于安全玻璃。2、夾層玻璃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，中間層是介于玻璃之間或玻璃與塑料材料之間起粘結(jié)和隔離作用的材料，使夾層玻璃具有抗沖擊、陽光控制、隔音等性能；夾層玻璃的特點(diǎn)是安全即使破碎，也不會(huì)對(duì)人造成傷害，如汽車風(fēng)擋玻璃；阻擋紫外線，減少物體退色。PVB膠片可以減少達(dá)到99%以上的紫外線；缺點(diǎn)是降低采光性能、玻璃自重增加。3、鍍膜玻璃鍍膜玻璃俗稱熱反射玻璃，包括陽光控制鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃（Low-E）玻璃兩個(gè)品種。鍍膜形成的原理是在原片玻璃表面鍍上金屬或者金屬氧化物/氮

5、化物膜，使玻璃的遮蔽系數(shù)降低。又稱低輻射玻璃、“Low-E”玻璃（low emissivity coated glass），是一種對(duì)波長(zhǎng)范圍4.5m-25 m的遠(yuǎn)紅外線有較高反射比的鍍膜玻璃。低輻射鍍膜玻璃還可以復(fù)合陽光控制功能，稱為陽光控制低輻射玻璃。鍍膜玻璃主要有兩個(gè)系列的品種，一種是在線鍍膜玻璃，也稱氣相蒸發(fā)鍍膜玻璃；一種是離線鍍膜玻璃，也稱磁控濺射鍍膜玻璃。在線汽相蒸發(fā)鍍膜玻璃的特點(diǎn)是持久的/損傷阻抗，無制作程序限制；可以鋼化、切割、熱彎處理及其他二次加工；沒有去邊和密封相容性的問題；磁控濺射鍍膜玻璃的特點(diǎn)是產(chǎn)品性能及使用范圍廣泛；濺射程序要求員工具有好的操作習(xí)慣；二次加工過程中需要?jiǎng)h

6、除邊部；合成中空玻璃時(shí)采用的密封劑必須與膜層相容；可以采用已經(jīng)鋼化的玻璃加工制成鋼化鍍膜玻璃，多數(shù)不能直接用于鋼化；多數(shù)不能異地加工，而必須在鍍膜玻璃生產(chǎn)完成后盡快加工合成中空玻璃使用。4、中空玻璃中空玻璃是由兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開并周邊粘結(jié)密封，使玻璃層間形成有干燥氣體空間的制品。目前市場(chǎng)上大部分的中空玻璃全部為膠封中空玻璃，而膠封中空玻璃又分為傳統(tǒng)鋁條及暖邊密封方式。Swiggle暖邊中空玻璃在世界上第一個(gè)提出暖邊概念并一直引領(lǐng)著世界暖邊中空玻璃的發(fā)展方向。要滿足不同的建筑性能需求，必須采用多品種組合的復(fù)合玻璃產(chǎn)品，如著色中空玻璃、著色夾層玻璃、鍍膜中空玻璃、彩釉中空玻璃、彩釉夾

7、層玻璃、鍍膜夾層中空玻璃等等。由于中國(guó)地域遼闊，南北氣候特征差異懸殊，因此對(duì)建筑玻璃性能指標(biāo)的要求不盡相同；此外不同功能用途的建筑物對(duì)玻璃的節(jié)能性、隔聲性及采光的要求也有所差異。因此，設(shè)計(jì)師或使用者在選擇玻璃時(shí)必然面臨這樣的問題：什么樣的玻璃、怎樣的復(fù)合玻璃結(jié)構(gòu)能滿足建筑物的性能要求？不同地區(qū)甚至建筑物的不同部位是否應(yīng)選擇同樣的玻璃？而對(duì)于玻璃深加工企業(yè)來說，設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)配置是否合理？要求企業(yè)制作的產(chǎn)品是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求？如何避免產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題？將是十分關(guān)鍵的問題。本文擬就一些建筑應(yīng)用玻璃出現(xiàn)的問題做一些技術(shù)剖析，希望能夠從另外的角度給設(shè)計(jì)師、使用者和加工企業(yè)提供一些基礎(chǔ)素材。三) 建

8、筑用玻璃容易出現(xiàn)的問題及解決辦法>1、NiS導(dǎo)致鋼化玻璃的自爆問題硫化鎳引起熱增強(qiáng)以及鋼化安全玻璃自爆的問題，在最近的幾年在我國(guó)許多幕墻工程上十分普遍，也給很多企業(yè)造成極大的損失，雖然業(yè)內(nèi)人士嘗試使用多種測(cè)量方法解決這個(gè)問題，但是由于一直沒有完全成功，仍然在建筑幕墻以及許多現(xiàn)代建筑上遺留了非常實(shí)際的問題。本文重點(diǎn)探討NiS引起鋼化玻璃自爆的機(jī)理。概述：由于浮法玻璃制作工藝的原因，玻璃內(nèi)部可能包含硫化鎳雜質(zhì)，這些雜質(zhì)以小水晶狀態(tài)存在，在一般情況下，不會(huì)造成玻璃破損，但是在玻璃熔化以及鋼化處理過程中，經(jīng)過穩(wěn)態(tài)390的溫度條件，改變了態(tài)-硫化鎳NiS的組成。在這個(gè)過程中，由于玻璃冷卻速度快，導(dǎo)

9、致NiS沒有轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，因而被冰凍在玻璃成分內(nèi)，硫化鎳NiS沒有轉(zhuǎn)換本身的相態(tài)。態(tài)-硫化鎳NiS的體積較態(tài)-硫化鎳NiS的體積高2.2%到4%，從態(tài)-硫化鎳NiS到態(tài)-硫化鎳NiS轉(zhuǎn)換可以導(dǎo)致玻璃內(nèi)部產(chǎn)生誘導(dǎo)應(yīng)力、壓力導(dǎo)致在包含物周圍產(chǎn)生半圓的裂紋，這些變化在尺寸達(dá)到臨界之前一直是穩(wěn)定的，最終取決于玻璃內(nèi)部包含物周圍環(huán)境壓力狀況。在室溫條件下，態(tài)-硫化鎳NiS到態(tài)-硫化鎳NiS轉(zhuǎn)換是緩慢的，需要很長(zhǎng)時(shí)間。當(dāng)Nis的體積增長(zhǎng)超過鋼化玻璃可以接受的臨界狀態(tài)時(shí)，自爆就會(huì)發(fā)生。NiS具有典型的熟化周期，最長(zhǎng)的可以達(dá)到4-5年的時(shí)間，主要引起的原因是玻璃與硫化鎳NiS的熱膨脹系數(shù)不同造成的。歐洲標(biāo)

10、準(zhǔn)(prEN14179-1)已經(jīng)提議采用熱浸程序克服鋼化玻璃自爆的問題，這是破壞性實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過2個(gè)小時(shí)在290±10的溫度下，消除硫化鎳包含物對(duì)玻璃的擠壓。自爆起始點(diǎn)：硫化鎳導(dǎo)致鋼化玻璃自爆引發(fā)點(diǎn)典型的是出現(xiàn)在玻璃中心部位，形狀類似“蝶形”，兩個(gè)翅膀組成的形狀類似五邊形或者六邊形，見圖1。對(duì)玻璃石頭做微量分析顯示，在玻璃斷面中心位置經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鎳和硫磺附加在非常小的金屬如鐵以及銅上，顯微鏡顯示，硫鎳礦NiS是主要成分。從另一方面看，“蝶形”的出現(xiàn)并不一定能夠證明是硫化鎳NiS出現(xiàn)造成，也有其他材料能夠?qū)е落摶ＡС霈F(xiàn)相同的現(xiàn)象，因?yàn)椴Ａ?nèi)部?jī)?chǔ)存了太高的能量。硫化鎳石頭大多數(shù)具有球形組成，有

11、時(shí)，他們也有一些橢圓形狀，這就顯示，在玻璃熔化過程中，他們一定被熔化而且沒有與玻璃融合。因此，象油在水中一樣，他們形成小滴游離在玻璃溶液中。另一方面，石頭表面是粗糙的，顯示在玻璃冷卻過程中發(fā)生了結(jié)晶化：從高溫到低溫過程中出現(xiàn)同素相態(tài)轉(zhuǎn)換。同素相態(tài)轉(zhuǎn)換、熱膨脹、化學(xué)合成等，這個(gè)同素相態(tài)轉(zhuǎn)換是導(dǎo)致鋼化玻璃自爆的真正原因，NiS包含物遭受相態(tài)轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致結(jié)晶體膨脹。雖然也存在其他相態(tài)的硫化鎳（如Ni7S6、Ni3S4或者Ni3S2），但是他們與鋼化玻璃自爆沒有關(guān)系，真正導(dǎo)致鋼化玻璃自爆的僅僅是NiS。NiS硫化鎳化合物的熱膨脹系數(shù)大約為14×10-6（平均在20-300）和16×1

12、0-6（大約在350-500高溫），這些數(shù)值較玻璃的熱膨脹系數(shù)（在相同溫度范圍內(nèi)為9×10-6）高。另外，態(tài)-硫化鎳NiS理論上可以包括更多的硫（NiSx 1x<1.08），實(shí)際上，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在態(tài)-NiS中有鐵的痕跡。這些Ni(Fez)Sx是具有與他們本身特性不同的地方（如同素相態(tài)轉(zhuǎn)換以及從態(tài)-硫化鎳NiS到態(tài)-硫化鎳NiS轉(zhuǎn)換的速度）。NiS包含物的粒子尺寸變化大約在0.05mm到0.6mm之間，平均在0.2mm（見圖1），所有的能夠?qū)е伦员腘iS包含物都在鋼化玻璃的內(nèi)部，在玻璃厚度方向25%-75%的范圍之間（即玻璃的張力區(qū)）（見圖2）。物理特性顯然，如果將NiS放置在拉應(yīng)

13、力區(qū)域以及他們足夠大的時(shí)候，NiS僅僅能夠破壞鋼化玻璃。導(dǎo)致玻璃自爆的NiS存在一個(gè)臨界直徑尺寸，這個(gè)臨界尺寸取決于包含物周圍的殘余應(yīng)力0（玻璃內(nèi)部NiS石頭位置的退火水平）：伴隨壓力強(qiáng)度系數(shù)K1C=0.76MPa×m0.5作為玻璃材料的常數(shù)，和從態(tài)-硫化鎳NiS到態(tài)-硫化鎳NiS轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的流體壓力以及熱膨脹的差別系數(shù)P0=615Mpa，計(jì)算顯示，破壞玻璃的最小的NiS直徑（在最大的拉應(yīng)力下）大約為0.040.05mm。NiS引起鋼化玻璃自爆的機(jī)械原理：在玻璃熔化過程中，在爐子里面，高溫將Ni3S2經(jīng)過中間過程改變?yōu)閼B(tài)-NiS，態(tài)-NiS在390°C以上高溫時(shí)是穩(wěn)定的，在室

14、溫條件下的玻璃板內(nèi)，態(tài)-NiS并不（完全）轉(zhuǎn)換相態(tài)，因?yàn)槔鋮s速度對(duì)改變相態(tài)來說太快。另外，轉(zhuǎn)換相態(tài)的NiS由于處于鋼化玻璃的張應(yīng)力區(qū)域，所以專門破壞鋼化玻璃。在鋼化加熱的時(shí)間段內(nèi)，NiS完全轉(zhuǎn)換成態(tài)，在后面的吹風(fēng)冷卻階段，冷卻速度非?？?。由于在玻璃與NiS之間熱膨脹系數(shù)不同，在快速退火到室溫條件下，在NiS周圍將有一個(gè)空間（一個(gè)球形裂縫），由于在將玻璃冷卻變成剛性階段溫度Tg時(shí)收縮速度的差別。在溫度Tg，玻璃內(nèi)部空腔的直徑的固定的，在這個(gè)溫度以下，NiS收縮的較玻璃更多，在包含物周圍形成了縫隙，NiS生長(zhǎng)首先被周圍的空間消化，僅僅當(dāng)空間全部填滿后，NiS才能給玻璃壓力并導(dǎo)致玻璃自爆。這就是為什

15、么建筑上鋼化玻璃自爆開始通常是會(huì)延遲到一年或者兩年的原因。壓力最初以一個(gè)或者幾個(gè)半圓形裂縫開始（見圖5），甚至在鋼化玻璃內(nèi)部，這些都是穩(wěn)定的，直到達(dá)到一個(gè)確定的臨界尺寸，這個(gè)時(shí)間取決于玻璃內(nèi)部NiS周圍環(huán)境壓力情況，拉應(yīng)力越高，最初裂紋的臨界半徑越?。ㄆ屏训膲毫椋篺=KIC/a劍庖蔡逑至爍只潭仍礁擼只員壤醬蟮墓媛傘畛醯娜畢菽芄環(huán)治芅iS周圍成蝶形，玻璃內(nèi)部的裂縫在生長(zhǎng)過程中僅僅依靠壓力而不受靜態(tài)疲勞的影響，當(dāng)有水存在的條件下，由于玻璃與水之間壓力增強(qiáng)化學(xué)反映導(dǎo)致的裂縫增長(zhǎng)速度加快，縮短鋼化玻璃自爆的時(shí)間，這也是為什么鋼化玻璃在雨后自爆的幾率增大的原因。退火玻璃內(nèi)部NiS包含物周圍的缺陷，使用

16、偏振光顯微鏡方法觀察的熱處理后的最終狀態(tài)，取決于包含物的尺寸，小的或者大的缺陷能夠顯現(xiàn)出來。小的包含物沒有引起缺陷，因此，他們的壓力不能足夠?qū)е落摶Ａё员?。另外，由于鋼化玻璃具有?nèi)部結(jié)石和邊部缺陷等應(yīng)力集中區(qū)域以及鋼化玻璃內(nèi)部應(yīng)力過大，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，應(yīng)力在消散過程中，也會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力過大，造成鋼化玻璃自爆。為了減少鋼化玻璃在建筑上自爆的可能，一方面需要在加工制作過程中，嚴(yán)格控制玻璃的磨邊精度、嚴(yán)格控制鋼化工藝，在滿足鋼化玻璃質(zhì)量要求的情況下盡可能降低鋼化玻璃的內(nèi)部應(yīng)力，嚴(yán)格挑選原片玻璃，將硫化鎳晶體排除在鋼化過程之外，最后是將鋼化玻璃做熱浸處理，雖然這樣會(huì)導(dǎo)致鋼化玻璃的成本增加，但是可以消除

17、鋼化玻璃自爆的危險(xiǎn)。鋼化玻璃表面彩虹現(xiàn)象因?yàn)殇摶ＡФ鄶?shù)使用的是浮法玻璃制作，在浮法玻璃生產(chǎn)成型過程中，金屬錫被氧化而形成氧化錫（SnO），氧化錫擴(kuò)散到與錫液接觸的玻璃表層內(nèi)，在鋼化過程中，當(dāng)溫度超過600時(shí)，玻璃表層內(nèi)的氧化錫（SnO）被進(jìn)一步氧化成二氧化錫（SnO2），使體積膨脹，形成微波紋，在陽光照射下會(huì)產(chǎn)生光干涉現(xiàn)象，而呈現(xiàn)蘭色為主的彩虹或者霧狀薄層，給人的感覺是有彩虹現(xiàn)象；在實(shí)際生產(chǎn)過程中，一般是控制將浮法玻璃的粘錫面朝上擺放，以降低彩虹現(xiàn)象的出現(xiàn)。2、夾層玻璃首先是檢查夾層玻璃是濕法夾層還是干法夾層玻璃，由于制作工藝的區(qū)別以及原材料的區(qū)別，濕法夾層玻璃較干法夾層玻璃的質(zhì)量、性能差，

18、所以必須首先判定夾層玻璃的制作工藝；檢查夾層玻璃的外觀是否符合要求如氣泡的數(shù)量、是否存在裂紋、爆邊、劃傷、磨傷、脫膠等缺陷存在；檢查尺寸偏差、厚度偏差是否符合要求等；3、鍍膜玻璃鍍膜玻璃的質(zhì)量好壞，基本可以從幾個(gè)方面考量：外觀檢驗(yàn)：主要是檢查鍍膜玻璃的針孔、斑點(diǎn)、斑紋的多少及大小，另外一個(gè)因素就是玻璃表面劃傷情況，都可以鑒別鍍膜玻璃自生產(chǎn)線出來的質(zhì)量；檢查鍍膜玻璃的色度均勻性，也就是色差。一般來講，人的肉眼很難區(qū)分單片玻璃的色差是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，往往是產(chǎn)品安裝到墻上后才能分辨出來；鍍膜玻璃的耐酸、堿以及耐磨性能，這些性能指標(biāo)直接決定鍍膜玻璃產(chǎn)品的使用壽命；低輻射鍍膜玻璃與熱反射鍍膜玻璃在功能上

19、有哪些區(qū)別？熱反射玻璃是通過降低玻璃的遮陽系數(shù)，限制太陽直接輻射能透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)，從而降低能源消耗；低輻射玻璃是通過降低玻璃的K值，限制遠(yuǎn)紅外線熱輻射透過玻璃，從而達(dá)到降低輻射熱能透過玻璃的目的。如果將低輻射玻璃合成暖邊中空玻璃，更能降低玻璃的熱能損耗；低輻射玻璃是否能夠單片使用？嚴(yán)格來說，針對(duì)兩種不同的玻璃，離線低輻射玻璃不能單片使用，必須合成中空玻璃，而且還能夠提高中空玻璃的節(jié)能效果；在線低輻射玻璃雖然也是在合成中空玻璃后性能提高很多，但是他可以單片使用，只是單片使用對(duì)K值提高的幅度很小；低輻射鍍膜玻璃在鋼化時(shí)，膜層應(yīng)該在什么位置？為了防止劃傷膜層，鍍膜面應(yīng)該在上面，而且由于空氣運(yùn)動(dòng)方式

20、的原因，在鋼化過程中，為了降低玻璃加熱時(shí)間，鍍膜面也應(yīng)該在上面；4、中空玻璃影象散射原因及處理辦法中空玻璃影象失真的現(xiàn)象概要：中空玻璃影象失真現(xiàn)象是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化因數(shù)，他們很難被量化。主要表現(xiàn)是從光線透過、反射或者其他任何模式觀察產(chǎn)生的物體影象的失真現(xiàn)象。中空玻璃影象失真可以由玻璃厚度變化、兩片或者多片玻璃的平面度和平行度引起。一般建筑用玻璃采用的多是汽車級(jí)浮法玻璃，個(gè)別建筑為了控制成本采用的是建筑級(jí)浮法玻璃，玻璃的表面質(zhì)量與光學(xué)質(zhì)量比較，在確定的視覺條件下，一些失真現(xiàn)象不可避免地會(huì)發(fā)生。詳細(xì)描述：浮法玻璃從理論上說是非常平的而且兩個(gè)表面面平行，但是微觀角度看，浮法玻璃并不非常平整，他們遵循地

21、球的曲線形狀。在實(shí)際產(chǎn)品上，每天熔化幾百噸玻璃，制造程序及隨后的加工技術(shù)將導(dǎo)致光學(xué)平整度的偏差。本文將重點(diǎn)探討導(dǎo)致兩種分離的和獨(dú)特的失真種類：透射失真及反射失真。首先引起失真最主要的原因是浮法玻璃兩個(gè)表面缺乏平整度，這樣在合成中空玻璃后，即使兩片玻璃是平行的，也存在著影象反射失真。浮法玻璃表面不平整可以在浮法玻璃成型時(shí)冷卻退火過程中，由于邊部冷卻速度較玻璃中心快引起的。更壞的情況發(fā)生在玻璃熱處理過程中，在水平鋼化爐中，如果玻璃太熱和太軟，將在輥道之間產(chǎn)生下垂，而且在進(jìn)入或者離開一個(gè)鋼化爐或者急冷淬火時(shí)，玻璃板的邊部將卷曲（見圖6）；相反，如果玻璃不熱，將在熱處理過程中發(fā)生炸裂。因此鋼化爐操作人

22、員必須發(fā)現(xiàn)與設(shè)備相適應(yīng)的操作溫度以平衡兩種矛盾的要求。而在熱處理過程中也可以導(dǎo)致玻璃板具有總體弓形和蝶形的輥?zhàn)硬?。在生產(chǎn)高性能彩色玻璃和Low-E玻璃時(shí)，由于各自需要不同的鋼化爐設(shè)置，這些失真影響將會(huì)發(fā)生的更嚴(yán)重一些。最大的厚度變化是帶有彩色的鋼化（熱增強(qiáng)）夾層玻璃，這里，軟性的PVB膠片夾到兩個(gè)玻璃板之間不平行的縫隙中，形成凸透鏡或者凹透鏡，在適當(dāng)?shù)囊暰€條件下，將引起主要的傳遞失真（見圖7）通過浮法玻璃板的厚度變化是小的和次要的問題，超過6mm厚度的玻璃板偶爾在接近邊部位置有變化（見圖8）這些變化非常容易測(cè)量。中空玻璃的影象失真能夠進(jìn)行量化，密封中空玻璃在大氣溫度及壓力隨天氣變化時(shí)，很容易偏

23、差1.5mm或者更多的距離，玻璃的尺寸?。ù蠹s300 m2），采用的玻璃厚（4-5mm以上），將不會(huì)彎曲較多。而大尺寸的中空玻璃（大約2m2以上），將帶有很大曲率半徑的偏斜，反而降低視覺失真的影響。不合適的安裝細(xì)將增加視覺失真現(xiàn)象，如不平的窗框，開啟部位的兩個(gè)邊部互相不平行等等，都將很容易扭曲大玻璃的光線，并扭曲反射的影象。在中空玻璃上的簡(jiǎn)單物理影象失真是隨著一個(gè)玻璃的反射和間隔層內(nèi)空氣壓力高或低造成的，與平面比較，反射和他們的影象失真在凹面將放大而在凸面將縮小。解決中空玻璃影象失真的一個(gè)很有效的辦法是采用毛細(xì)管技術(shù)。使用毛細(xì)管控制中空玻璃影象失真的幾個(gè)前提條件：A.當(dāng)生產(chǎn)和運(yùn)輸之間最大的高度

24、差達(dá)到3000英尺或者更高的時(shí)候；B.當(dāng)密封和安裝的高度差在1000，2000，2500和7500英尺的時(shí)候；C.當(dāng)中空玻璃反射影象失真要求最小的時(shí)候；D.當(dāng)需要采用大的空氣間隔尺寸（超過1英寸）的時(shí)候；采用毛細(xì)管技術(shù)可以通過Einsteins 擴(kuò)散時(shí)間方程式（公式2）計(jì)算潮氣通過毛細(xì)管進(jìn)入中空玻璃內(nèi)部的時(shí)間：這里：t =通過密封截面擴(kuò)散進(jìn)入到間隔層氣體重量的時(shí)間；dx =距離(mm)MW =氣體的分子重量 (g) =h 粘性 = 3.1416 etc k = Boltzmanns常數(shù) T = 絕對(duì)溫度在設(shè)計(jì)使用毛細(xì)管的過程中，建議首先是計(jì)算預(yù)想的開口毛細(xì)管中空玻璃的壽命、使用毛細(xì)管

25、代替呼吸管、盡可能使用現(xiàn)場(chǎng)密封的毛細(xì)管、如果需要使用開口毛細(xì)管，中空玻璃產(chǎn)品盡可能使用白玻（沒有熱吸收）而且安裝在干燥通風(fēng)的場(chǎng)所、不要讓干燥劑的灰塵堵塞毛細(xì)管的尾端、確保毛細(xì)管與中空玻璃密封膠接觸部位得到良好的密封、在靠近與密封膠接觸端部彎曲毛細(xì)管、在毛細(xì)管的端部做防護(hù)，防止液體水進(jìn)入毛細(xì)管、在高溫高濕實(shí)驗(yàn)或者其他實(shí)驗(yàn)測(cè)試毛細(xì)管的彎曲技術(shù)。毛細(xì)管的種類及特點(diǎn)：小孔徑大約0.53mm，管的長(zhǎng)度大約305mm，采用硬不銹鋼、軟（退火）不銹鋼或者鋁合金制作；特點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單滑動(dòng)毛細(xì)管通過角部進(jìn)入中空玻璃間隔層；可以封口或者開口使用。使用毛細(xì)管具有系列優(yōu)點(diǎn)：1.保持中空玻璃具有最小的影象失真；2.給

26、中空玻璃邊部密封膠最小的密封壓力；3.保持足夠的空間層厚度，保證中空玻璃具有更高的隔熱性能；但是毛細(xì)管也有兩個(gè)缺點(diǎn)：1.允許一些水蒸氣進(jìn)入中空玻璃內(nèi)部；2.充氣中空玻璃不能使用毛細(xì)管的截面積是通常一些企業(yè)使用的呼吸管的1/36，但長(zhǎng)度是呼吸管的4-6倍，這意味著毛細(xì)管具有更低的水氣傳送速度，同時(shí)由于通過毛細(xì)管的氣流極少，甚至可以認(rèn)為帶有毛細(xì)管的中空玻璃完全可以抵消因?yàn)闇囟群蜌鈮鹤兓瘜?duì)中空玻璃的影響而不會(huì)對(duì)中空玻璃的質(zhì)量造成很大的影響。由于海拔高度每增加610米，對(duì)中空玻璃來說，則在每一個(gè)邊部將增加很大的壓力。使用毛細(xì)管可以減輕這個(gè)壓力并能夠補(bǔ)償生產(chǎn)車間和使用地點(diǎn)之間的海拔差異。采用TruSea

27、l技術(shù)公司的暖邊膠條使用毛細(xì)管制作中空玻璃的安裝程序：1. 使用尖利的軸或者是尖利的特氟龍密封塊將毛細(xì)管彎曲成90海（25mm）的距離（參考9#）； 毛細(xì)管必須放置在距離膠條開始點(diǎn)1§§ 關(guān)鍵的是將毛細(xì)管的尾端放置在DuraSeal膠條內(nèi)部至少1.5mm；2. 放置一片TruSeal技術(shù)公司的0.5mm厚度、6.35mm寬、12.7mm長(zhǎng)的邊部密封條，中心部位包裹毛細(xì)管并沿著膠條的內(nèi)表面平鋪；3. 在DuraSeal膠條的粘接表面輕輕地壓邊部密封膠條并去邊部密封膠的分離紙；4. 按照正常方式將中空玻璃合片并按照總體中空玻璃的公稱尺寸，正確壓合中空玻璃備注：在中空玻璃安裝到扇

28、上時(shí)，暴露在外部的毛細(xì)管部分，管口應(yīng)該在豎挺位置朝下安裝并不能與窗臺(tái)面積接觸，這是十分關(guān)鍵的因素！干燥劑對(duì)中空玻璃影象失真的影響：我國(guó)中空玻璃制造企業(yè)使用的干燥劑型號(hào)有3A、4A和13X幾個(gè)品種，更多的企業(yè)使用4A分子篩。13X和4A分子篩能夠吸附氮?dú)?，將加劇中空玻璃的偏斜，例如：一盎司?8.3g）的13X和4A分子篩在25，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下能夠吸附超過10立方英寸（164cm3）的氮?dú)?。在中空玻璃?nèi)部使用13X和4A的分子篩：1.當(dāng)溫度下降時(shí)，吸收或者移動(dòng)氮?dú)猓?.當(dāng)溫度升高時(shí)，呼出或者釋放氮?dú)膺M(jìn)入空氣中；因?yàn)榭諝庵邪?9%的氮?dú)猓?3X和4A分子篩對(duì)玻璃偏斜的影響可能雙倍于自然力量（溫度

29、和氣壓變化）造成的影響。下圖12 顯示13X分子篩對(duì)氮?dú)獾奈眨?A分子篩的作用類似，數(shù)據(jù)顯示13X和4A分子篩加劇玻璃的偏斜：理論上講，3A分子篩可以歸類于低偏斜中空玻璃專用干燥劑，中空玻璃采用3A型分子篩：1.很少吸收氮?dú)?，將產(chǎn)生最小的偏斜；2.最小的視覺扭曲和產(chǎn)生哈哈鏡現(xiàn)象；3.對(duì)邊部密封膠產(chǎn)生最小的密封壓力；4.中空玻璃空間層內(nèi)最小的熱性能損失；5.較13X、4A分子篩提供更好的性能。所以建議所有中空玻璃采用3A型分子篩作為中空玻璃的干燥劑。5、控制無框裝配中空玻璃中空玻璃產(chǎn)品由于很好地改進(jìn)建筑門窗洞口的隔熱保溫性能，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在住宅及辦公建筑。從另外角度看，無框裝配系統(tǒng)如點(diǎn)駁接

30、（DPG）系統(tǒng)由于具有很好的設(shè)計(jì)性能，最近幾年的建筑上被設(shè)計(jì)師廣泛應(yīng)用在幕墻上。隨著無框中空玻璃系統(tǒng)應(yīng)用的增加，一個(gè)不容忽視的問題是中空玻璃的耐久性及中空玻璃第一道密封膠塑性流動(dòng)（或者塑性變形）的紫外線阻抗及日常風(fēng)荷載阻抗問題。無框裝配中空玻璃幕墻系統(tǒng)分類：A)兩邊簡(jiǎn)單支撐系統(tǒng)（見圖13左圖），基本是屬于豎隱橫不隱的幕墻；B)點(diǎn)駁接玻璃裝配鉆孔系統(tǒng)(DPG)（見圖13中間圖），是在玻璃的四角鉆孔并采用駁接的裝配系統(tǒng)；C)點(diǎn)駁接剪切非鉆孔系統(tǒng)(MPG)見圖13右圖，是在玻璃的四角切削1/4圓，并組合而成的駁接系統(tǒng)，這種裝配要求的加工精度較高；無框裝配中空玻璃系統(tǒng)退化的機(jī)械原理：幕墻在使用過程中，

31、有一些因素將導(dǎo)致中空玻璃壽命降低，這些因素包括：紫外線輻射、高溫、高濕（水）、溫度變化和風(fēng)變化的循環(huán)荷載等等。中空玻璃的第一道密封膠或/和第二道密封膠在這些因素影響下將逐年退化，此外對(duì)無框裝配的中空玻璃，還應(yīng)該考慮下面幾點(diǎn)：a)直接氣候侵蝕特別是紫外線直接照射在中空玻璃邊部；b)鋼化玻璃和熱增強(qiáng)玻璃的表面失真；c)由于缺乏窗扇的支撐，玻璃板邊部由于風(fēng)荷載造成玻璃邊部窗扇出現(xiàn)較大的剪切變形；對(duì)于玻璃邊部直接侵蝕、室外暴露性能，經(jīng)過多年實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)，使用硅酮結(jié)構(gòu)膠做第二道密封膠，長(zhǎng)期使用沒有大的問題。鋼化玻璃和熱增強(qiáng)玻璃由于具有高的機(jī)械強(qiáng)度，在許多玻璃DPG系統(tǒng)上使用。由于鋼化玻璃表面質(zhì)量較浮法

32、玻璃低許多，經(jīng)常導(dǎo)致中空玻璃失效。這樣在實(shí)際生產(chǎn)過程中就需要增加第一道密封膠的厚度來與這些玻璃的表面進(jìn)行充分粘接，但是第一道密封膠的厚度增加，通過第一道密封膠進(jìn)入到中空玻璃內(nèi)部的潮氣的量也增加了，將影響中空玻璃的耐久性。此外，當(dāng)玻璃受到風(fēng)荷載時(shí)，因?yàn)橹锌詹ＡУ膬善Ａ瑯訌澢?，將在玻璃邊部產(chǎn)生剪切變形。丁基膠具有由于具有極低的水氣滲透特性，從防止水氣滲透角度看是非常好的第一道密封材料，但是丁基膠會(huì)產(chǎn)生塑性流動(dòng)或者塑性變形，即經(jīng)常出現(xiàn)丁基膠移動(dòng)進(jìn)入中空玻璃內(nèi)部，甚至在無框安裝時(shí)，在日常風(fēng)荷載變化時(shí)也產(chǎn)生移動(dòng)。由于丁基膠是粘性材料，一旦出現(xiàn)移動(dòng)，將破壞丁基膠做為第一道密封膠的作用，這樣水氣滲透將加

33、速，中空玻璃壽命將降低。帶有特殊設(shè)計(jì)間隔層的中空玻璃：通常采用特殊間設(shè)計(jì)的間隔層用來解決丁基膠的塑性移動(dòng)或塑性變形的問題，改進(jìn)的中空玻璃間隔層示意圖見圖14。由于間隔層高度增加，第一道密封膠能夠保持在玻璃和鋁條之間具有足夠的間隙，并達(dá)到連續(xù)阻擋潮氣進(jìn)入中空玻璃內(nèi)部的功能，也因?yàn)榈谝坏烂芊饽z增加了高度方向的長(zhǎng)度，甚至在與玻璃接觸的厚度方向稍微增加，也能夠維持中空玻璃的耐久性能。此外，鋁條尺寸增加以及暖邊膠條波浪形結(jié)構(gòu)的密封膠中，還能夠增加干燥劑的數(shù)量，改進(jìn)中空玻璃的耐久性（見圖15）。6、玻璃炸裂原因分析玻璃破裂削弱了建筑的舒適和安全，重新更換和安裝新的玻璃或者中空玻璃花費(fèi)很高，這里將討論玻璃破

34、碎的原因及評(píng)估最小數(shù)量。玻璃破裂的特性取決于玻璃的品種，退火玻璃破損成尖的-邊部尖的/鋒利的，盡管這些可以保持在窗框里，取決于裝配的方法。當(dāng)加固玻璃破損，破裂成相對(duì)微笑的小塊（小方塊），通常會(huì)掉出窗框外部，防止破損圖案觀察。夾層玻璃破損將保持粘著，可以觀察破損的圖案，可以鑒別破損的原因。玻璃破損的原因：象我們看到的，玻璃具有象玻璃纖維增強(qiáng)塑料一樣的高強(qiáng)度，然而，薄的玻璃由于看不見的小的缺陷存在，將降低應(yīng)力，象已經(jīng)知道的Griffith裂紋，能夠?qū)е聭?yīng)力集中允許裂紋傳播。大的可見缺陷也會(huì)降低玻璃的應(yīng)力。退火玻璃破損的潛在原因如下：均衡的負(fù)載；碰撞；邊部損害；差勁的裝配；位置損害；熱應(yīng)力。前面我們

35、已經(jīng)闡述了硫化鎳導(dǎo)致玻璃自爆的機(jī)理，這里我們重點(diǎn)探討玻璃熱應(yīng)力炸裂的原因：額外的熱應(yīng)力可以導(dǎo)致玻璃破碎，圖例說明，不同部分玻璃溫度差別引起玻璃板內(nèi)的熱應(yīng)力，舉例來說，在夏季，玻璃中心的溫度較玻璃邊部的溫度上升快，因?yàn)椴Ａн叢垦b配在窗框的內(nèi)部不能直接受到輻射熱，這部分玻璃面積可以忽略太陽輻射，玻璃中心在太陽光照射時(shí)將吸收熱量導(dǎo)致溫度增加并膨脹，這樣玻璃邊部將承受玻璃中心膨脹產(chǎn)生帶來的拉應(yīng)力。玻璃邊部膨脹在下面公式給出：Ldd  x Lx Ta=a在這里：是熱膨脹系數(shù)；L是原始長(zhǎng)度；T是玻璃邊部與中心的溫度差。誘導(dǎo)應(yīng)力由下式（公式3）給出：L / L ) x Ed = ( ss 公式3這

36、里，E是Youngs模數(shù)； = 10 x 10-6 / 0C和 E = 70,000 MPa ( N/mm2 )a x E，a一度溫度差的誘導(dǎo)應(yīng)力 一度溫度差引起的應(yīng)力大約是0.7 MPa ( N/mm2 )。當(dāng)應(yīng)力水平超過20MPa( N/mm2 )時(shí)，退火玻璃熱炸裂十分危險(xiǎn)，玻璃中心與玻璃邊部溫度差達(dá)到30必然引起玻璃熱炸裂。如果玻璃的切割很差、操作損害或者裝配錯(cuò)誤，炸裂將在更低的溫度下發(fā)生。因?yàn)檎T導(dǎo)應(yīng)力集中的作用，一般玻璃炸裂都是從不理想的玻璃邊部開始的，這些炸裂很容易鑒別，所有熱應(yīng)力炸裂的裂紋在起始點(diǎn)全部與玻璃端部垂直相交。圖例是典型的熱應(yīng)力炸裂的圖。玻璃邊部炸裂紋的數(shù)量取決

37、于玻璃板的邊部是否損害（單個(gè)裂紋）或者切割干凈（超過一個(gè)裂紋）。一般來講，在玻璃安裝時(shí)，應(yīng)該控制玻璃邊部墊塊的硬度，墊塊不能太硬，這樣容易加劇玻璃炸裂的危險(xiǎn)。對(duì)陽光控制玻璃玻璃來說，典型的代表是著色玻璃和鍍膜玻璃，在直接面對(duì)太陽光的輻射時(shí)，比普通浮法玻璃更易吸熱，從而增加玻璃熱炸裂的可能性。當(dāng)陽光控制玻璃被應(yīng)用在中空玻璃上時(shí)，這種可能性更加明顯。當(dāng)在中空玻璃的內(nèi)片采用LOW-E鍍膜和外片采用陽光控制玻璃時(shí)，這種組合進(jìn)一步增加了陽光控制玻璃的表面溫度，同時(shí)增加了熱炸裂的可能性。所以在選用這樣類型的中空玻璃時(shí)，應(yīng)該建議所有玻璃全部采用鋼化處理或者做熱增強(qiáng)處理，以降低熱炸裂的可能。而對(duì)中空玻璃來說，

38、退火玻璃制作的中空玻璃將增加熱炸裂的危險(xiǎn)，因?yàn)橹锌詹Ａл^單片玻璃加熱的速度快。玻璃的邊部間隔也具有影響，尤其是帶有鋁條間隔框的中空玻璃，鋁間隔框象一個(gè)熱橋，在冬季，鋁條傳導(dǎo)熱到外面玻璃邊部，當(dāng)太陽照射時(shí)減少中心到邊部的溫度差，暖邊間隔越來越被證明雖然他們提高整體中空玻璃的性能并減少凝露的危險(xiǎn)，但是他們將增加熱炸裂的危險(xiǎn)。玻璃熱安全也受窗框設(shè)計(jì)的影響，重要的因素是從窗框到周圍建筑結(jié)構(gòu)的熱流以及窗框?qū)μ栞椛涞姆从?。如果窗框材料的?dǎo)熱性能好，與周圍墻體直接接觸并具有良好的熱耦合，將導(dǎo)致玻璃邊部溫度降低，隨著玻璃中心溫度升高，將增加玻璃熱炸裂的危險(xiǎn)。最明顯的例子是玻璃直接與混凝土或者磚墻接觸，玻璃炸

39、裂的可能性極大。窗框材料、顏色和設(shè)計(jì)將影響窗框的溫度上升并影響玻璃邊部的輻射反映，采用暗色的窗框材料將降低玻璃炸裂的危險(xiǎn)。房屋內(nèi)側(cè)的環(huán)境條件也會(huì)影響到通過玻璃吸收和損失的熱量。房屋內(nèi)部較暗的光線會(huì)反射輻射光，并限制屋內(nèi)空氣的流動(dòng)，從而減少熱量的損失；房屋內(nèi)的結(jié)構(gòu)部分會(huì)將屋內(nèi)的輻射熱反射到玻璃上，而屋內(nèi)的輻射加熱器也會(huì)將更多的熱量輻射到玻璃上。房屋外部的特征，如外部遮蔽等，也會(huì)影響玻璃的熱炸裂。例如玻璃外部的遮蔽能降低玻璃外表面的溫度，減少反射，從而增加在嚴(yán)寒地區(qū)玻璃表面的內(nèi)外溫差，增加玻璃熱炸裂的可能性。玻璃外部的遮蔽可包括房屋外部的陽臺(tái)、走道、附近的建筑或樹木等。建筑外部突出的立柱隨著太陽光

40、的移動(dòng)，能成為一個(gè)緩慢移動(dòng)的建筑外部遮蔽物，從而使得玻璃表面在不同時(shí)段內(nèi)產(chǎn)生較大的溫差，從而可能導(dǎo)致玻璃熱炸裂現(xiàn)象。玻璃的正確安裝是非常必要的，正確的安裝能避免玻璃角部的破裂，并減少由于熱應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力而產(chǎn)生的玻璃破裂現(xiàn)象。玻璃在建筑中安裝時(shí)應(yīng)該被合理地支撐，同時(shí)與外部的結(jié)構(gòu)應(yīng)該有一定的間隙，以允許玻璃在受到外部的熱應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力時(shí)而具有一定的位移，同時(shí)避免玻璃與金屬物的接觸，特別是避免玻璃部分地和金屬接觸。門窗和幕墻上的玻璃墊片應(yīng)該能夠在外部的溫度不斷變化時(shí)，有一定的伸縮性，不會(huì)因此而對(duì)玻璃產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力。7、正確的玻璃安裝方式正確的中空玻璃安裝應(yīng)該做到：保護(hù)和支撐中空玻璃；允許中空玻璃和窗扇

41、之間有一定的位移量；防止積水流進(jìn)安裝中空玻璃的窗槽中；確保通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確；延長(zhǎng)中空玻璃的服務(wù)使用壽命；導(dǎo)致中空玻璃失效的主要原因就是因?yàn)樵诎惭b中空玻璃的窗框槽中長(zhǎng)期有水存在，如果安裝不合適的話,積水會(huì)從窗戶的兩側(cè)玻璃表面上流進(jìn)窗槽中。影響中空玻璃安裝的因素包括:a)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性:確定中空玻璃安裝系統(tǒng)的相對(duì)成本: 如初期的制造安裝成本和預(yù)期的使用壽命；b)安裝操作水平:不考慮成本的話,必須保證安裝的正確性, 以使其能具有最大的使用性能；c)窗扇和窗扇中放玻璃的間隙:窗扇的尺寸和設(shè)計(jì)正確與否, 能影響中空玻璃是否具有好的使用性能；d)玻璃的種類和尺寸:采用LOW-E玻璃或較大尺寸的玻璃原片,將對(duì)

42、中空玻璃系統(tǒng)造成較大的壓應(yīng)力；e)窗扇的種類:鋁窗, 塑窗和木窗的尺寸均會(huì)隨著環(huán)境溫度和壓力的波動(dòng)而產(chǎn)生變化；f)環(huán)境條件:中空玻璃結(jié)構(gòu)尺寸也會(huì)隨著環(huán)境溫度和濕度的波動(dòng)而產(chǎn)生變化；綜上所述，合理的中空玻璃安裝方法是一種折衷的方法：即是在理想的中空玻璃支撐方式、防水處理方法和實(shí)際的經(jīng)濟(jì)成本、公差、好的安裝質(zhì)量之間找到一種平衡的方法。造成中空玻璃安裝后的失效的原因大致包括：a)在低于5°C的環(huán)境溫度下,現(xiàn)場(chǎng)安裝中空玻璃；b)在窗框或窗扇的四個(gè)角連接部位(無論是焊接法還是螺接法)處,或者是窗扇和中空玻璃的接觸間隙部位，都沒有進(jìn)行很好的密封；c)安裝中空玻璃的窗槽內(nèi)不干凈或者有污染物；d)中空玻璃在安裝的窗槽中出現(xiàn)水平方向的移動(dòng)；e)沒有正確地進(jìn)行打膠(在窗扇和中空玻璃接觸部位),未放置緩沖墊