關于玻璃在建筑使用中穩固與節能問題的探討

摘#8195;要：論文探討了高層建筑上鋁合金幕墻玻璃的牢固性和節能問題，就玻璃幕墻常用玻璃的種類進行了歸納分析，總結了各種玻璃優缺點以及用途。最后對高層建筑玻璃幕墻建造遇到的問題進行了分析，就其節點做法進行了研究，并聯系實際介紹了其實際應用情況。

關鍵詞：玻璃幕墻；節能問題；牢固性；

作為現代建筑一大特色的玻璃幕墻，在得到廣泛應用的同時，也存在諸多問題，比如選擇玻璃不當，致使夏季透過玻璃的太陽能是其它材料墻體的數倍，增大了建筑的能耗；所用的型材、保溫隔熱材料、填充材料不合理，節點做法不正確，構件間未有效設置墊片，使得室內熱能損失量大；玻璃的抗震性和抗變形能力都有欠缺，一旦遇到臺風、颶風、地震、冰雹、溫差遽然變化，均有可能會導致安全事件。在此，筆者僅對高層建筑上超過使用部位一定高度的鋁合金幕墻玻璃的牢固性和節能問題進行研究探討。

1．建筑幕墻常用玻璃

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#8195;鋼化玻璃鋼化玻璃是將浮法玻璃在鋼化爐中均勻加溫至620℃，并通過吹冷空氣等手段，使其表面產生拉應力，強度設計值和耐沖擊性能大幅提高，玻璃破碎后成小顆粒狀。但其平整度差，易自爆，一旦破壞即整體粉碎等弱點。

1.2#8195;半鋼化玻璃半鋼化玻璃制作的熱處理過程與鋼化玻璃類似，只是吹風強度降低，冷卻時間長。其機械性能也有較大提高，破碎時會有大的碎片和放射狀的裂紋，與普通玻璃的破碎狀態類似，但碎片一般沒有鋒利的尖角。

1.3#8195;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。幕墻用的夾層玻璃的中間層通常采用PVB或EVA膜。

1.4#8195;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#8195;應力特性與破碎概率玻璃鋼化程度越高，表面應力值越大，材料強度值就越大，破碎后顆粒也越小。但鋼化玻璃存在自爆的可能性，即在無直接機械外力作用下發生的自動性炸裂，可能在幾個月內自爆，也可能在幾年甚至十幾年后自爆，產生自爆的主要原因是玻璃中硫化鎳相變引起的體積膨脹所導致，目前的生產技術還不能完全解決此問題。

2.2#8195;破碎特性鋼化玻璃的自爆沒有征兆，十分突然，并且破碎后成小顆粒狀，在風荷載作用下容易灑落，殘余強度較低，所以路人較難有時間躲閃。有些玻璃碎片散落在地面的距離達10m寬。鋼化玻璃的表面應力為2.8～4.8MPa時，玻璃破碎后碎片相對較大，與普通浮法玻璃的破碎狀態類似，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構膠粘結在框上的構造更是如此，殘余強度較大，路人通常有時間避讓，工程人員也有時間維修。

2.3#8195;節能考慮為了使玻璃幕墻工程做到最大限度的節能，就要求工程各方參建人員必須按照《玻璃幕墻工程技術規范》以及有關技術標準及節能方面的相關規定，認真設計、精心施工、把好節能關。選材方面盡量采用鍍鏌玻璃，因其鏌層能有效阻礙太陽能向室內輻射，如采用單片鍍鏌玻璃時，應使用在線熱噴法生產的產品（膜層牢固、耐久性好）。玻璃的厚度關系到結構安全，同時也影響熱能的透射量，當采用框支承幕墻時，單片玻璃厚度不應小于6毫米，夾層玻璃的單片厚度不宜小于5毫米。保溫隔熱材料在節能方面扮演著重要角色，同時還強化了防火功能。幕墻工程宜采用巖棉、礦棉、玻璃棉等充當保溫隔熱材料，其優點是保溫隔熱性能好，導熱系數只有0.044W/(m﹒K)，最高使用溫度達到650℃。

玻璃與鋁型材副框間結構性粘結必須采用中性硅酮結構密封膠，這種結構膠性能穩定、粘結力強。但全玻幕墻和點支承幕墻采用鍍膜玻璃時，不應采用酸性硅酮結構密封膠粘結。耐候密封膠應采用硅酮建筑密封膠。硅酮密封膠耐紫外線性能好，因此經久耐用、不宜老化龜裂，且與硅酮結構膠、玻璃及其它構件有良好相容性，粘結效果好。

3．玻璃幕墻穩固與節能的節點做法

開啟窗部位是玻璃幕墻中保溫隔熱的薄弱環節。由空氣滲透性能檢測數據可知，在同壓力差下，可開啟部位的空氣滲透量遠大于固定部位空氣滲透量。因此，開啟窗部位開啟角度不宜大于30°，開啟距離不宜大于300毫米，同時要注意在立面分隔設計中開啟窗設置數量不宜過多、面積不宜過大。

立柱與橫梁接觸處設置柔性墊片，橫梁兩端與立柱間隙可預留1－2毫米的間隙，間隙內填膠。此做法有利于減少幕墻噪音，同時也起到了斷熱作用。

隱框幕墻采用掛鉤式連接固定玻璃組件時，掛鉤面要設置柔性墊片，明框、全玻幕墻玻璃下端與金屬槽間應采用彈性墊塊支承。采用墊片、墊塊一方面防玻璃與掛鉤硬性接觸而應力集中、導致玻璃開裂，另一方面也有著斷熱作用。玻璃幕墻與周邊構件、實體墻面洞口邊緣、樓板或隔墻外沿間的縫隙處要設置保溫材料，進行有效封堵設計，確保玻璃幕墻保溫性能。

玻璃幕墻的單元板塊不應跨越主體建筑的變形縫。在主體建筑變形縫處幕墻應采用合理的構造措施，適應建筑變形的要求，有些玻璃幕墻工程因變形縫處幕墻結構設計不當，在投入使用后不到一年，因建筑主體沉降、溫度伸縮的影響，此處幕墻出現拉裂、破壞，以致漏水、透氣。

4．玻璃幕墻實際應用

鋼化玻璃和半鋼化玻璃在國內外很多建筑幕墻都使用過，但香港和國外工程在高層建筑幕墻上更趨向于采用半鋼化玻璃和其制成的中空玻璃，如上海金茂大廈、香港金融中心二期和美國西爾斯大廈。而且現在更多地采用半鋼化玻璃制成的夾層中空玻璃，玻璃破碎后有更大的殘余強度，一般情況不會墜落。香港廉政公署新辦公大樓，大面幕墻采用半鋼化夾膠中空玻璃，并特意在局部采用鋼化玻璃，并設置明顯標志，以便在發生緊急情況時室內外的人員可以敲碎此處玻璃進行逃生和營救。因此建議在建筑上的一般部位的采用半鋼化玻璃及其組合的夾層中空玻璃；在易遭受撞擊、沖擊而造成人體傷害的部位，如門和標高在5m以下的玻璃攔河，選用應力大于95Mpa的鋼化玻璃及其組合玻璃。玻璃幕墻下應設置綠化帶或雨蓬，防止路人靠近。總之，設計以人為本，應該根據實際情況采用更安全的材料。