哪些原因會造成玻璃幕墻的玻璃自爆？

【專家解說】：由于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，各種玻璃在上墻后自裂（自爆）現(xiàn)象時有發(fā)生。我們經(jīng)常接到此類咨詢電話。高層幕墻的腳手架還在拆除中，玻璃就連續(xù)發(fā)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(jīng)濟損失，并且更換困難。施工單位和玻璃制造廠家責(zé)任不易分清，現(xiàn)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(yīng)用 玻璃幕墻作為建筑外墻的應(yīng)用日益廣泛，外墻必然受到風(fēng)荷載（風(fēng)壓）和溫度的影響，每個地區(qū)風(fēng)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(qū)、樓層高度的不同而選擇不同規(guī)格、不同型號、不同顏色的玻璃。玻璃用于外墻的要求起碼要考慮承受兩種應(yīng)力：一種是承受風(fēng)荷載能力，一種是承受熱應(yīng)力能力。應(yīng)對上述應(yīng)力進行認真驗算，選用適當(dāng)?shù)牟ＡР拍軠p少自爆。玻璃本體質(zhì)量，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，玻璃表面的質(zhì)量均比浮法玻璃質(zhì)量差。因此平板玻璃承受風(fēng)荷載能力及熱應(yīng)力能力也弱。如對玻璃進行半鋼化、鋼化，其抗風(fēng)壓及熱應(yīng)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(yīng)力，因此玻璃抗壓強度比抗張強度高得多，所以能經(jīng)受彎曲、沖擊和溫度變化。如引用風(fēng)荷載因子對不同類型玻璃抗風(fēng)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(xué)方法在玻璃表面鍍上一層或數(shù)層金屬合金或化學(xué)膜，目前國內(nèi)外生產(chǎn)不同工藝有：真空磁控濺射法（又稱真空濺射鍍膜）；在線噴涂法（在浮法玻璃生產(chǎn)過程中噴涂金屬或其它化合物和玻璃融為一體，又稱在線鍍膜玻璃，可以熱彎）；真空蒸發(fā)、凝膠法（又稱化學(xué)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(zhì)也存在很大差異。前兩種鍍膜玻璃質(zhì)量優(yōu)于后兩種玻璃，可用于隱框玻璃幕墻。 建筑上用陽光控制玻璃，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(nèi)，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(nèi)涼爽,該玻璃的透光率為8~40%之間,可制成金、銀、藍、褐、綠等各種顏色。國內(nèi)生產(chǎn)該種玻璃廠家甚多，由于不同做法，不同設(shè)備，及其它各種原因，質(zhì)量差異很大。 國外生產(chǎn)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(nèi)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(nèi)家具的影響?，F(xiàn)國內(nèi)沒有生產(chǎn)這種低輻射玻璃。 二、玻璃是脆性材料 玻璃的自爆現(xiàn)象受多方面影響。除玻璃本體質(zhì)量外，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：四周緊固或松馳，玻璃底部是否安放支撐物，玻璃與四周鋁合金框用什么硬度材質(zhì)密封或用玻璃膠密封，以及后續(xù)工藝、受熱狀況等均對玻璃的自爆有密切影響。 玻璃熱應(yīng)力自爆，一般是來自玻璃本體部位不均勻所致。玻璃上墻后，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(nèi)轉(zhuǎn)化為熱能，使玻璃本體溫度升高并形成玻璃四周的熱膨脹。如玻璃鑲嵌在鋁合金框內(nèi)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(dǎo)致暴露整體受熱不均，內(nèi)部熱應(yīng)力形成，玻璃中區(qū)的熱膨脹對玻璃邊緣產(chǎn)生張應(yīng)力，此張應(yīng)力大于玻璃的抗張強度，就會造成玻璃的破裂（自爆）。熱應(yīng)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(shù)量少，破裂線為曲折單線或復(fù)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(yīng)力破裂，或者是玻璃邊緣缺陷所致。 3、在玻璃中區(qū)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、玻璃本身質(zhì)量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(nèi)有氣泡夾渣等。在受太陽照射下，熱效應(yīng)不均勻，導(dǎo)致自爆。 2、在采用人工裁切玻璃時，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(tài)下使用，否則在玻璃邊緣有缺陷處極易產(chǎn)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(yīng)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(shù)量應(yīng)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(yīng)當(dāng)用彈性較好的材料密封。玻璃周邊與鋁框應(yīng)留有4~7毫米左右縫隙，不直接接觸，并周邊間隙均勻。玻璃周邊與鋁框應(yīng)用彈性好的玻璃密封膠密封，這比玻璃邊緣內(nèi)外兩側(cè)與鋁框縫隙用硬膠條鑲嵌為佳。現(xiàn)實中不少大面積玻璃因玻璃四周邊緣用硬膠條鑲嵌太緊，玻璃因熱應(yīng)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(yīng)力自爆。安裝玻璃必須嚴格執(zhí)行施工標準規(guī)范。 5、玻璃厚度的選擇是非常重要的，不僅要考慮風(fēng)荷載，也要考慮熱應(yīng)力。如玻璃面積大，厚度小，則該塊玻璃抗彎曲、抗熱應(yīng)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(shù)遠大于一般玻璃的熱膨脹系數(shù)，熱應(yīng)力更為明顯。有的廠家和設(shè)計者在玻璃計算時不考慮熱應(yīng)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(guān)系，一些鍍膜玻璃生產(chǎn)廠家，給一個關(guān)系比，這只作為參考。因玻璃的使用高低不同，地區(qū)不同，應(yīng)有所調(diào)整，應(yīng)以計算為準。 玻璃厚度 長寬比 玻璃最大面積 玻璃厚度 長寬比 玻璃最大面積 6mm 1：3以下 2．5㎡以下 8mm 1:3以下 4㎡以下 四、隱框幕墻玻璃的自爆 隱框玻璃幕墻是用結(jié)構(gòu)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掛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(nèi)和邊外溫差的差異，也不會產(chǎn)生上述原因造成的溫差熱應(yīng)力自爆的可能。但半隱框玻璃幕墻仍有一個對應(yīng)邊嵌在鋁框內(nèi)，仍應(yīng)考慮嵌鋁框內(nèi)外玻璃的熱應(yīng)力，以防自爆。 隱框玻璃幕墻的自爆原因，有以下幾個可能： 6、鍍膜玻璃的邊緣質(zhì)量：鍍膜玻璃邊緣裁切質(zhì)量是非常重要的，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(yīng)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(dǎo)致應(yīng)力集中及嚴重降低允許張應(yīng)力（可降十多倍）。在邊緣缺陷點，玻璃正常的彎曲應(yīng)力，熱應(yīng)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采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質(zhì)量或打磨邊緣。 7、鍍膜玻璃對太陽輻射能的吸收率熱應(yīng)力均遠大于一般透明玻璃，因此對玻璃的原片質(zhì)量要求甚嚴。如果玻璃原片的厚薄度、平整度較差，表面有疤痕亦形成內(nèi)應(yīng)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(yōu)良的新鮮玻璃原片是保證鍍膜玻璃質(zhì)量的重要一環(huán)。鍍膜玻璃在生產(chǎn)過程中，如設(shè)備不先進，鍍膜工藝不嚴，在鍍膜過程中易產(chǎn)生膜層厚度不均，退火不完全等缺陷，即便是微小的差別，均是玻璃上墻后自爆的起因。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(shè)備是否先進，也要看軟件是否過硬，技術(shù)是否熟練，原片質(zhì)量是否新鮮。 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(shè)計面積很大，為了保證抗風(fēng)壓的需要，鍍膜玻璃的厚度就必然增加，這就導(dǎo)致了玻璃本身對太陽輻射能的吸收量增大，造成玻璃張應(yīng)力增加，容易形成熱應(yīng)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(yīng)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(jié)，清晨和傍晚的氣溫變化較大地區(qū)，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(qū)，夏季高溫季節(jié)，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(nèi)熱應(yīng)力也極大。如因結(jié)構(gòu)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?qū)ψ员灿忻黠@的影響。如幕墻玻璃面朝南和朝北或其它方向，所受熱應(yīng)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(yīng)力也就很大。如天氣突變或日落降溫較快，則該玻璃以熱應(yīng)力破裂為主，設(shè)計者應(yīng)以熱應(yīng)力破壞為主，抗風(fēng)壓強為輔。反之幕墻玻璃朝北，設(shè)計者應(yīng)以考慮抗風(fēng)壓強為主，熱應(yīng)力破裂為輔。朝南方向的鍍膜玻璃的太陽能吸收率大于75%，建議用鋼化或半鋼化玻璃。 11、集中在幕墻上方結(jié)構(gòu)物遮陽的影響：在幕墻玻璃上方，由于室外裝置或設(shè)計結(jié)構(gòu)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(nèi)遮陽部分的影響：室內(nèi)深色窗簾或百葉窗對太陽輻射能的吸收也相當(dāng)高，并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(nèi)遮陽裝置吸熱后的再輻射也易造成熱應(yīng)力自爆。 13、其它的影響：經(jīng)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掛的裝置圖案或廣告，可導(dǎo)致鍍膜玻璃吸熱量局部急劇增加，使整片玻璃產(chǎn)生溫差，幕墻上的空調(diào)通風(fēng)口也可以導(dǎo)致鍍膜玻璃不同部位明顯的溫度，均加大熱應(yīng)力，給鍍膜玻璃的自爆增加機率。為了防止玻璃的熱應(yīng)力自爆，可對鍍膜玻璃采取強化處理，強化處理后，可使玻璃承受風(fēng)壓強度和熱應(yīng)力強度均有較大的提高，可以明顯減少熱應(yīng)力自爆的機率。 五、中空玻璃的自爆 建筑物的室內(nèi)外熱交換，窗戶和玻璃幕墻是主要熱傳導(dǎo)部分，所以冬天的取暖和夏日的空調(diào)需用量的大小，取決于窗戶和玻璃幕墻的隔熱性能好壞。中空玻璃有優(yōu)良的絕熱性能，在某些條件下，中空玻璃絕熱性有時可能優(yōu)于混凝土墻。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，并用二次密封膠密封，使之形成兩玻璃間有干燥氣體空氣的玻璃。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。用于有框玻璃幕墻時，聚硫膠被鋁合金型材槽鑲嵌在內(nèi)，太陽照射不到聚硫膠。但用于隱框玻璃幕墻，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(jié)構(gòu)膠，不怕太陽紫外線照射。中空玻璃結(jié)構(gòu)膠也不同于一般結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)膠變位能力為土25~50%。 各種玻璃上墻后的自爆，因各種玻璃性能不同，地區(qū)不同，安裝方法不同，自爆原因也很復(fù)雜。因此對不同地區(qū)玻璃的自爆，均要根據(jù)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后的自爆，多要從安裝上找原因。中空玻璃上墻后自爆要從制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于帶色透明玻璃的自爆率，所有帶色透明玻璃的自爆率低于鍍膜玻璃的自爆率，隱框幕墻的鍍膜玻璃的自爆率低于有框玻璃幕墻的自爆率，單片玻璃上墻后的自爆率低于中空玻璃上墻后的自爆率。