現代建筑玻璃

馮學曦

隨著建筑業的發展，玻璃在建筑裝飾工程中起著越來越重要的作用。它由過去單純作為采光材料發展成為具有控光、保溫隔熱、隔音、降低建筑結構自重、防輻射、防盜、防火及內外裝飾的多功能建筑材料。

在現代建筑中，應用大面積的玻璃窗甚至玻璃墻體（玻璃幕墻）裝飾于建筑物的外立面，使建筑物顯得光亮、明快、挺拔、別具一格。在玻璃幕墻中大量應用熱反射玻璃，將建筑物周圍的景物、藍天白云等自然現象，都反映到建筑物表面，更使建筑外表面情景交融、層層交錯，大有變幻莫測的感覺，近看景物豐富；遠看又有熠熠生輝、光彩照人的效果。

采用大面積的玻璃甚至玻璃墻體。冬季固然起了采暖作用，而夏季則需要進行空調，總的能量消耗急劇上升。用雙層中空玻璃以及吸熱和熱反射膜玻璃作為窗戶，因具有隔熱、保暖性能，節省了大量采暖及空調所需的能耗及費用。美國一幢二十層的辦公大樓，采用銀色涂層的雙層中空玻璃，每平方英尺每年能耗為54941KJ，如使用普通單層玻璃，則為177218KJ，即可節約能耗2/3。據羅馬尼亞資料，采用雙層中空玻璃，冬季采暖的能耗可降低25～30%，噪音由80DB降至30DB。比利時格拉維爾公司稱，熱反射雙層中空玻璃與普通雙層中空玻璃相比，每m2采暖面積每年可節約用油45L，設備投資亦隨之降低。

由于現代建筑中，愈來愈多地應用了玻璃門窗、玻璃幕墻以及玻璃構件。磚石、鋼材以及鋼筋混凝土的用量逐步減少，從而減輕了建筑結構的重量。據美國資料，每m2普通墻體重250kg，而同面積的雙層中空玻璃構成的墻體僅25kg。

兼具裝飾性與功能性的玻璃新品種不斷問世，從而為現代建筑提供了更大的選擇性，因此國外曾引用“玻璃調節”（Class Conditioning）的術語。另外，建筑施工企業在工程項目施工中，其目的除了為發展社會建設外，另一首要任務是回收為繼續再生產所必須的成本和創造價值利潤。因此，在工程項目成本管理中，注重材料損耗成本及質量成本是必須的。而面對建筑玻璃材料大量使用的趨勢，對玻璃裝飾工程安裝施工的技術工藝及質量更應重視。

綜合上述可見，如今的建筑設計人員及施工人員對現代建筑玻璃的認識是必不可少的。

建筑玻璃一般都是鈉鈣硅酸鹽玻璃，原料主要是硅砂、石灰石、長石、純堿和碎玻璃等，按一定配比的配合料投入玻璃熔窯中，在15500C左右的高溫下熔制成均質的玻璃液，用不同的成型方法制成。

其主要性質如下：

力學性質：玻璃是熔融物經過冷卻而成的固體。在凝結過程中，由于粘度急劇增加，分子來不及按一定晶體有序的排列，而形成無定型結構的玻璃體，因而其物理性質和力學性質是各向同性的，總的來說，玻璃是脆而易碎的材料。玻璃的力學性質也取決于化學組成、制品形狀、表面性質和加工方法。凡含有未熔雜物、結石、結瘤或具有微細裂紋的制品，都會造成應力集中，從而急劇降低其機械強度。

玻璃的熱性質：玻璃的導熱性很小，在常溫中其導熱系數僅為銅的1/400。玻璃的熱膨脹性決定于化學組成及其純度，純度越高熱膨脹系數越小。玻璃的熱穩定性決定玻璃在溫度劇變時抵抗破碎的能力。其熱膨脹系數越小，熱穩定性越高。熱穩定性還與導熱系數的平方根成正比。玻璃的導熱系數很小是導致玻璃在冷熱急劇變化時易裂的重要原因之一。凡玻璃制品越厚，體積越大，熱穩定性也越差。

玻璃的光學性質：玻璃既能透過光線，還有反射光線和吸收光線的能力，所以厚玻璃和重疊多層的玻璃往往是不易透光的。普通3mm厚的窗玻璃在太陽光垂直投射的情況下，吸收系數為8%，透射系數為85%，反射系數為7%。將透過3mm厚標準透明玻璃的太陽輻射能量作為1.0，其它玻璃在同樣條件下透過太陽輻射能的相對值稱為遮蔽系數。遮蔽系數越小，說明通過玻璃進入室內的太陽輻射能越少，冷房效應越好，光線越柔和。所以遮蔽系數是選取玻璃材料的一個重要參數。

化學穩定性：玻璃具有較高的化學穩定性，但長期遭受侵蝕性介質的腐蝕，也能導致變質和破壞。大多數玻璃都能抵抗酸的侵蝕，但對氫氟酸除外。因此，對于玻璃長時間使用后表面出現的微裂紋，可用氫氟酸擦洗清除，以恢復玻璃的機械強度。硅酸鹽玻璃長期受水汽作用，能生成酸和堿，這種現象稱為玻璃的風化。但是隨著玻璃風化程度的加深，所形成的硅酸為玻璃表面所吸附，形成薄膜可防止玻璃繼續風化。玻璃中堿性氧化物在潮濕空氣中，能與CO2結成碳酸鹽，隨著水分蒸發，碳酸鹽類集聚于玻璃表面形成白色的斑點或薄膜，破壞了玻璃的透光性，稱為玻璃發霉。這時可用酸處理硅酸鹽玻璃表面并加熱到400-5000C，不僅可溶去斑點和薄膜，還能提高它的化學穩定性。

建筑玻璃多為平板玻璃，其主要品種有：普通平板玻璃、吸熱平板玻璃、壓花玻璃、夾絲玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃、裝飾藝術玻璃、玻璃磚、槽型玻璃、玻璃馬賽克等。隨著品種的不同，其質量要求和施工工藝也有所不同。其中鋼化玻璃、夾層玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃是二次加工而成的平板玻璃，由于它們自身的特殊性能，使得它們在現代建筑中得到越來越廣泛的使用。