鍍膜玻璃熱炸裂的原因與預(yù)防方法

由于鍍膜玻璃的點(diǎn)綴使建筑物絢麗多彩、明亮大方，并具有節(jié)能降耗作用，這些優(yōu)點(diǎn)得到廣泛公認(rèn)，但引來(lái)幕墻玻璃"光污染"、安全性等系列問(wèn)題，其中安全性備受矚目!

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不合格的幕墻的安全性主要集中于玻璃的脫落、玻璃破裂后的掉落。玻璃脫落主要原因在于膠、雙面貼等材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)、固化時(shí)間不夠長(zhǎng)、膠與玻璃不相容、打膠質(zhì)量不過(guò)關(guān)、施工不規(guī)范、風(fēng)和地震作用等，所以需在設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、監(jiān)督這些方面進(jìn)行把關(guān)，預(yù)防、杜絕玻璃的脫落。

但幕墻使用的玻璃，特別是鍍膜玻璃使用過(guò)程中，出現(xiàn)破裂或出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象更為普遍，人們對(duì)此現(xiàn)象并不清楚，往往單純地歸罪于玻璃質(zhì)量不好，并稱(chēng)之所謂"空中定時(shí)炸彈"，所以有必要對(duì)此現(xiàn)象的特征、成因和預(yù)防進(jìn)行分析、探索，讓公眾對(duì)幕墻鍍膜玻璃更為了解，使用更安心。

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鍍膜玻璃正常使用下不存在破裂，鍍膜玻璃的破裂絕大部分屬于熱應(yīng)力破裂。陽(yáng)光的強(qiáng)烈照射下，玻璃吸收陽(yáng)光中輻射能，在玻璃體內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱能，使玻璃被照射部分溫度相對(duì)升高而處于熱膨脹狀態(tài)，而處于鋁框結(jié)構(gòu)內(nèi)部的玻璃邊區(qū)卻不能受到相同的太陽(yáng)輻射或者陰影作用，散熱不均，因此導(dǎo)致玻璃整體溫度分布不均，產(chǎn)生內(nèi)部熱應(yīng)力，玻璃中區(qū)的熱膨脹對(duì)玻璃邊區(qū)產(chǎn)生張應(yīng)力，此張應(yīng)力超過(guò)邊區(qū)抗張強(qiáng)度，就會(huì)導(dǎo)致玻璃破裂，這種現(xiàn)象叫玻璃的熱應(yīng)力破裂。

由于鍍膜玻璃吸熱更為顯著，吸收太陽(yáng)輻射能的差異造成玻璃溫差更大，熱應(yīng)力破裂現(xiàn)象較多。相比之下，用于窗、明框幕墻的鍍膜玻璃發(fā)生此現(xiàn)象比用于隱框幕墻更多。下面針對(duì)鍍膜玻璃熱應(yīng)力破裂的特征、原因和預(yù)防作進(jìn)一步的論述。

1、熱應(yīng)力破裂的特征：破裂線(xiàn)與玻璃邊緣成直角，從玻璃邊緣或角部開(kāi)始發(fā)生，并在距離玻璃或角部約50mm處分裂為兩條或多條，形狀為不規(guī)則曲折單線(xiàn)，向中間延伸，并通常在玻璃中區(qū)形成弧形線(xiàn)。

2、鍍膜玻璃的本體吸收：玻璃經(jīng)鍍膜加工后，其化學(xué)性能基本無(wú)改變，但其物理性能卻大大改變，尤其是光學(xué)性能和熱學(xué)性能。鍍膜玻璃對(duì)太陽(yáng)輻射能的吸收率遠(yuǎn)大于普通透明玻璃和本體著色玻璃，一般鍍膜玻璃太陽(yáng)能輻射能吸收率是普通透明玻璃、本體著色玻璃的數(shù)倍，所以在相同的使用條件下，鍍膜玻璃的吸熱比普通玻璃多得多，溫度高得多，也就是說(shuō)玻璃不同部分的溫差相對(duì)大得多。所以，針對(duì)鍍膜玻璃這些優(yōu)點(diǎn)，在安裝使用過(guò)程中，采取有別于普通玻璃相應(yīng)措施，保證鍍膜玻璃的安全使用。

3、建筑物的朝向：鑒于鍍膜玻璃對(duì)光熱能敏感，鍍膜玻璃使用的朝向非常重要，特別是對(duì)于吸收較大的玻璃，東面、東南面、南面、西南面使用的玻璃吸熱相對(duì)于其它面多得多，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把玻璃的熱應(yīng)力破裂作為重要因素加以考慮，建議采用淺色玻璃(如白玻璃)鍍膜產(chǎn)品，減少玻璃的吸熱，更為保險(xiǎn)的方法是對(duì)玻璃進(jìn)行強(qiáng)化處理，加工成鋼化、半鋼化鍍膜玻璃。

4、氣候條件：在清晨溫差變化較大的地區(qū)或季節(jié)，鍍膜玻璃是太陽(yáng)輻射熱能的高吸收體，玻璃的溫升速度很快。而鋁框是極好的散熱體，經(jīng)過(guò)晝夜的冷卻，玻璃和鋁框的溫度已降至最低，清晨太陽(yáng)輻射熱能很快使玻璃升溫，而鋁框的溫升相對(duì)小，如玻璃與鋁框相接觸，造成玻璃溫差分布不均，當(dāng)?shù)貧夂驕夭?、玻璃朝向、驟晴驟雨以及空調(diào)系統(tǒng)很容易使玻璃的溫差超越極限而破裂。選用玻璃根據(jù)上述情況決定玻璃是否強(qiáng)化，選用玻璃的顏色、尺寸，以及鍍膜玻璃應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范施工。

5、玻璃與周邊環(huán)境的熱絕緣：玻璃是熱的不良導(dǎo)體，由于吸熱、散熱不均勻造成的溫差很難靠自身達(dá)到平衡，所以安裝玻璃時(shí)，盡可能用導(dǎo)熱系數(shù)低的彈性材料作襯墊，將玻璃與導(dǎo)熱性良好的鋁框、陰冷的墻體等隔絕開(kāi)來(lái)，減少玻璃不均勻溫差的形成。

一般隱框幕墻炸裂相對(duì)少得多，其中很大的原因是：玻璃周邊用導(dǎo)熱差的彈性材料與鋁框軟接觸，不存在玻璃與鋁框的熱交換，減少因玻璃散熱而造成玻璃各部位的溫差;相反，對(duì)于用于明框、固定窗、推拉窗、落地玻璃等地方的鍍膜玻璃，中部吸熱導(dǎo)致升溫，而周邊被夾持住，吸收不到熱能而形成低溫帶，如玻璃跟鋁框相接觸，玻璃就導(dǎo)熱給鋁框，不僅使鋁框內(nèi)的玻璃，而且鋁框周?chē)牟Ａ冀K保持低溫，很多時(shí)候，玻璃中部溫度達(dá)到60-70℃，而邊緣僅25-30℃，相差幾十度，即使用手都明顯感覺(jué)到，所以在玻璃內(nèi)部產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，很容易導(dǎo)致玻璃破裂。

這種目前鍍膜玻璃最常見(jiàn)熱應(yīng)力破裂，避免出現(xiàn)上述問(wèn)題，就設(shè)法讓玻璃與鋁框熱絕緣，玻璃安裝時(shí)下部平衡墊兩塊橡膠塊，不僅保證玻璃與下部彈性接觸和避免局部受力，而且使它們熱絕緣，玻璃兩側(cè)、上部與鋁框保持足夠的間隙，玻璃兩側(cè)與鋁框的間隙間夾塞橡膠條后，然后才能打玻璃膠，目的是保證它們絕對(duì)分離、彈性接觸和熱絕緣。

6、玻璃的邊緣質(zhì)量：玻璃是脆性材料，其邊緣許用應(yīng)力與玻璃邊緣質(zhì)量關(guān)系極為密切。邊部是玻璃最脆弱的地方，存在許多微裂紋和缺陷(如崩邊、崩角、鉗邊不齊整等)會(huì)導(dǎo)致邊緣許用應(yīng)力降低十幾倍，遇到過(guò)大熱應(yīng)力、外力沖擊容易造成從此處開(kāi)始破裂，所以鍍膜玻璃最好用切裁機(jī)切割，手工切割時(shí)須嚴(yán)格檢查玻璃邊緣的切割質(zhì)量，更為有效的方法是玻璃切割完后進(jìn)行機(jī)器磨邊，可大大減少邊緣微裂紋。

7、玻璃的尺寸和形狀：針對(duì)鍍膜玻璃而言，采用玻璃的厚度越大，對(duì)太陽(yáng)的輻射能的吸收也較大，使玻璃的熱應(yīng)力增大，玻璃越容易破裂;同樣，玻璃面積越大，也越容易破裂;玻璃的長(zhǎng)、短邊比值越大越易形成彎曲應(yīng)力，會(huì)增大熱應(yīng)力破裂的幾率;另外，玻璃的形狀越不規(guī)則，各部位、方向受力不平衡，同樣會(huì)增大熱應(yīng)力破裂的幾率，合理的設(shè)計(jì)是減少這方面的影響至關(guān)重要的因素。

8、陰影的影響：室外物體或建筑結(jié)構(gòu)本身，都可能會(huì)在玻璃上留下陰影，導(dǎo)致玻璃不同部位吸熱不同而存在溫差，陰影形狀越不規(guī)則，玻璃越容易破裂。

9、室內(nèi)遮陽(yáng)裝置的影響：深色窗簾、百葉窗和室內(nèi)接近玻璃物體(包括在玻璃上貼紙、涂料)，對(duì)太陽(yáng)輻射能的吸收較高，且一般具有較高的輻射率。因此，玻璃中區(qū)除受到太陽(yáng)的直接輻射外，還受到室內(nèi)物體吸熱后的再輻射，還減少玻璃的散熱。所以，室內(nèi)的遮陽(yáng)裝置增加了玻璃溫度不均勻性，也增加了熱應(yīng)力的自爆的概率，應(yīng)盡可能避免上述裝置。

10、玻璃的再加工影響：鍍膜玻璃的再加工，增加玻璃破裂的因素。鍍膜玻璃熱彎加工后，退火質(zhì)量不好，增加玻璃應(yīng)力不均勻;鍍膜玻璃加工成中空產(chǎn)品，中間的氣體隨玻璃的吸熱而膨脹，并施壓于玻璃邊緣，增加玻璃自爆的概率，所以鍍膜玻璃做成中空玻璃最好進(jìn)行磨邊或強(qiáng)化處理。