玻璃幕墙中玻璃破裂.doc

1、玻璃幕墙建筑，包括由玻璃、金属和石材组合的幕墙建筑。玻璃是铝合金玻璃幕墙主要材料之一，它直接制约幕墙的各项性能，同时也是幕墙艺术风格的主要体现者，因此选用玻璃是幕墙设计的重要内容。玻 璃 幕 墙 建 筑 ， 包 括 由 玻 璃 、 金 属 和 石 材 组 合 的 幕 墙 建 筑 。 玻 璃 是 铝 合 金玻 璃 幕 墙 主 要 材 料 之 一 ， 它 直 接 制 约 幕 墙 的 各 项 性 能 ， 同 时 也 是 幕 墙 艺 术 风格 的 主 要 体 现 者 ， 因 此 选 用 玻 璃 是 幕 墙 设 计 的 重 要 内 容 。 幕 墙 建 筑 自 20世 纪 50 年 代 自 西 方 国 家

2、 兴 起 ， 因 其 具 有 丰 富 多 变 的 外 装 饰 效 果 ， 在 全 球 发展 很 快 。 我 国 幕 墙 建 筑 是 从 改 革 开 放 后 的 1983 年 开 始 起 步 ， 90 年 代 中 期形 成 高 潮 ， 到 目 前 ， 20 多 年 来 呈 现 了 大 规 模 、 高 速 发 展 的 态 势 。 从 东 部 的沿 海 城 市 到 西 部 的 边 远 小 镇 ， 几 乎 都 可 以 看 到 使 用 玻 璃 幕 墙 的 建 筑 ， 特 别 是在 城 市 中 的 高 层 建 筑 上 ， 玻 璃 幕 墙 占 据 了 绝 对 的 优 势 ， 但 是 20 多 年 来 在 玻

3、璃 幕 墙 的 使 用 中 ， 玻 璃 幕 墙 的 玻 璃 的 破 裂 问 题 一 直 难 以 解 决 ， 下 面 从 六 方 面对 之 进 行 分 析 和 探 讨 ：一 、 玻 璃 本 身 材 质 的 问 题 是 玻 璃 幕 墙 中 玻 璃 破 裂 的 重 要 原 因玻 璃 幕 墙 所 使 用 的 玻 璃 ， 特 别 是 经 过 钢 化 的 玻 璃 ， 强 度 是 大 大 增 加 了 ，但 是 却 在 自 身 材 质 中 混 进 了 硫 化 镍 杂 质 ， 杂 质 是 如 何 混 入 的 现 还 未 根 本 查 清， 最 大 可 能 的 来 源 是 设 备 上 使 用 的 各 种 含 镍 合

4、 金 部 件 及 窑 炉 上 使 用 的 各 种 耐热 合 金 。 对 于 烧 油 的 熔 窑 ， 曾 报 道 在 小 炉 中 发 现 富 镍 的 凝 结 物 。 硫 毫 无 疑 问来 源 于 配 合 料 中 及 燃 料 中 的 含 硫 成 份 。 当 温 度 超 过 1000 时 ， 硫 化 镍 以 液滴 形 式 存 在 于 熔 融 玻 璃 中 ， 这 些 小 液 滴 的 固 化 温 度 为 797 。 根 据 实 验 检测 ， 熔 炉 中 0.1 克 镍 可 以 形 成 的 晶 体 数 量 多 达 5 万 个 。 硫 化 镍 杂 质 ， 以 小 水晶 状 态 存 在 ， 在 一 般 情 况

5、 下 ， 不 会 造 成 玻 璃 破 损 ， 但 是 由 于 钢 化 玻 璃 重 新 加热 ， 改 变 了 硫 化 镍 杂 质 的 相 态 ， 硫 化 镍 的 高 温 态 在 玻 璃 急 冷 时 被 冻 结 ，他 们 在 恢 复 到 态 可 能 需 要 几 年 的 时 间 ， 由 于 低 温 态 的 硫 化 镍 杂 质 将 产生 体 积 增 大 ， 在 玻 璃 内 部 产 生 局 部 的 应 力 集 中 ， 这 时 钢 化 玻 璃 自 爆 将 发 生 。然 而 ， 仅 仅 比 较 大 的 杂 质 将 引 起 自 爆 ， 而 且 仅 仅 当 杂 质 在 拉 应 力 的 核 心 部 位时 才 能

6、发 生 钢 化 玻 璃 自 爆 。 NiS 是 一 种 晶 体 ， 存 在 二 种 晶 相 ： 高 温 相 -NiS 和 低 温 相 -NiS， 相 变 温 度 为 379 。 玻 璃 在 钢 化 炉 内 加 热 时 ， 因 加 热 温度 远 高 于 相 变 温 度 ， NiS 全 部 转 变 为 相 。 然 而 在 随 后 的 淬 冷 过 程 中 ， -NiS 来 不 及 转 变 为 -NiS， 从 而 被 冻 结 在 钢 化 玻 璃 中 。 在 室 温 环 境 下 ， -NiS 是 不 稳 定 的 ， 有 逐 渐 转 变 为 -NiS 的 趋 势 。 这 种 转 变 伴 随 着 约 2-4

7、%的 体积 膨 胀 ， 使 玻 璃 承 受 巨 大 的 相 变 张 应 力 ， 如 果 相 晶 体 位 于 张 力 最 大 的 玻璃 中 央 时 ， 膨 胀 产 生 的 压 力 可 以 使 整 块 玻 璃 破 裂 ， 破 裂 的 时 间 也 无 法 测 定 ，可 能 是 刚 刚 生 产 的 玻 璃 ， 也 可 能 是 以 前 生 产 的 玻 璃 已 安 装 到 了 玻 璃 幕 墙 上 ，一 旦 玻 璃 幕 墙 上 的 玻 璃 发 生 自 爆 是 相 当 危 险 的 ， 不 过 近 年 来 ， 很 多 玻 璃 生 产厂 家 正 在 努 力 的 寻 找 防 止 玻 璃 “玻 璃 癌 症 ”产 生

8、危 害 的 方 法 ， 如 近 年 发 明 的 热浸 法 就 是 尽 量 使 硫 化 镍 晶 体 转 化 成 相 ， 使 含 有 杂 质 的 玻 璃 在 熔 炉 中 破 碎， 大 大 减 少 了 玻 璃 幕 墙 上 玻 璃 的 破 裂 ， 减 少 了 危 害 。二 、 玻 璃 幕 墙 的 施 工 质 量 也 是 关 系 到 玻 璃 破 裂 的 原 因施 工 中 是 否 按 照 设 计 图 纸 施 工 ， 是 否 按 照 规 范 要 求 施 工 ， 是 关 系 玻 璃 幕墙 成 败 的 关 键 ， 玻 璃 幕 墙 规 范 JGJ102-2003 规 定 了 玻 璃 边 缘 槽 口 的 尺 寸 ，

9、 它的 目 的 就 是 为 了 保 证 玻 璃 在 温 度 变 化 和 其 他 因 素 影 响 下 的 自 由 伸 缩 ， 一 旦 出现 阻 碍 玻 璃 的 自 由 伸 缩 的 因 素 ， 哪 怕 是 直 径 很 少 的 固 体 颗 粒 如 钉 子 等 ， 玻 璃就 会 破 裂 ;玻 璃 的 槽 口 两 侧 和 底 部 不 能 用 硬 性 的 材 料 填 塞 ， 这 些 材 料 的 体 积 变化 对 玻 璃 产 生 挤 压 而 使 玻 璃 破 裂 ;玻 璃 在 平 面 外 力 作 用 下 ， 如 风 荷 载 的 影 响下 会 产 生 翘 曲 ， 如 果 嵌 缝 材 料 阻 碍 玻 璃 的 翘

10、曲 变 化 也 会 使 玻 璃 破 裂 ;玻 璃 幕墙 中 的 层 间 ， 通 常 做 法 是 在 用 单 层 玻 璃 后 衬 铝 塑 板 、 埃 特 板 或 保 得 板 等 ，在 施 工 设 计 时 后 衬 板 和 单 层 玻 璃 的 距 离 太 少 且 两 者 中 间 的 空 气 层 没 有 留 有 通气 孔 ， 在 太 阳 的 直 射 下 ， 中 间 的 空 气 层 温 度 急 剧 升 高 ， 玻 璃 受 热 过 高 且 气 体的 膨 胀 而 使 玻 璃 炸 裂 。 所 以 说 必 须 使 用 弹 性 材 料 填 缝 且 严 格 按 照 规 范 等 要 求进 行 设 计 施 工 ， 以

11、保 证 玻 璃 能 在 各 项 因 素 下 的 安 全 。三 、 玻 璃 幕 墙 所 依 附 的 主 体 结 构 在 风 荷 载 等 作 用 下 产 生 的 层 间 变 化 也 能使 玻 璃 破 裂土 建 主 体 结 构 在 各 项 荷 载 作 用 下 产 生 变 化 时 ， 它 必 然 要 强 制 玻 璃 幕 墙 的框 要 和 它 保 持 同 步 的 变 位 ， 如 果 玻 璃 幕 墙 的 玻 璃 边 缘 与 铝 合 金 框 间 没 有 足 够的 间 隙 适 应 这 种 变 位 的 话 ， 也 会 将 玻 璃 挤 碎 ， 因 此 玻 璃 幕 墙 规 范 JGJ102-2003 规 定 了 明

12、 框 玻 璃 幕 墙 边 缘 到 边 框 槽 底 的 间 隙 应 符 合 下 式 的 要 求 ： 2C11+(L1/L2)*(C2-1.5)/(C1-1.5) ， 其 中 应 根 据 主 体 结 构 弹 性 层 间 位 移限 值 的 3 倍 来 确 定 。四 、 玻 璃 幕 墙 中 的 玻 璃 在 温 度 变 化 影 响 下 热 胀 冷 缩 下 也 能 使 玻 璃 破 裂玻 璃 在 温 度 变 化 影 响 下 会 热 胀 冷 缩 ， 玻 璃 的 线 胀 系 数 为 110-5， 一 块边 长 1500mm 的 玻 璃 ， 当 温 度 升 高 80 时 会 伸 长 1 .2mm。 如 果 在 安

13、 装 玻璃 时 ， 玻 璃 与 镶 嵌 槽 底 紧 密 接 触 ， 一 旦 伸 长 就 会 产 生 挤 压 应 力 ， 这 种 应 力 很大 ， t=ET 。 当 T=80 时 ， t=110-50.7210580=57.6N/mm2， 大于 浮 法 玻 璃 强 度 标 准 值 ， 因 此 在 设 计 玻 璃 幕 墙 节 点 时 ， 应 使 玻 璃 边 缘 与 镶 嵌槽 底 板 间 留 有 配 合 间 隙 ， 防 止 玻 璃 产 生 挤 压 应 力 。五 、 玻 璃 幕 墙 中 的 玻 璃 在 加 工 切 割 时 产 生 的 微 小 裂 口 也 能 造 成 玻 璃 的 破裂玻 璃 幕 墙 的

14、分 格 根 据 不 同 的 建 筑 需 要 ， 分 格 也 是 各 不 相 同 ， 所 以 玻 璃 的切 割 加 工 尺 寸 各 不 相 同 ， 但 玻 璃 的 切 断 不 同 于 一 般 的 刀 子 、 剪 子 切 断 的 概 念， 玻 璃 的 切 断 是 用 专 用 的 刀 具 造 成 细 微 的 伤 口 ， 然 后 在 进 行 切 断 ， 其 原 理 是刀 具 在 玻 璃 上 留 有 刻 痕 ， 这 时 玻 璃 内 部 产 生 三 条 裂 痕 ， 其 中 两 条 是 沿 表 面 左右 分 开 ， 另 一 条 是 垂 直 向 下 伸 展 的 竖 缝 ， 在 竖 缝 的 端 部 产 生 拉

15、应 力 ， 再 加 上曲 折 的 弯 力 ， 竖 缝 向 下 伸 展 出 去 便 可 把 玻 璃 切 断 ， 玻 璃 在 裁 划 切 断 时 ， 沿 玻璃 周 边 隐 藏 着 许 多 微 小 的 裂 口 ， 这 些 裂 口 在 各 种 效 应 与 热 应 力 影 响 下 ， 会 扩展 成 裂 缝 ， 裂 缝 进 一 步 发 展 导 致 玻 璃 破 裂 ， 所 以 为 了 消 除 玻 璃 切 割 加 工 后 ，留 下 的 小 裂 纹 而 导 致 玻 璃 破 裂 ， 在 玻 璃 裁 切 后 ， 要 用 磨 边 机 进 行 处 理 (磨 边或 者 精 磨 边 )， 消 除 玻 璃 周 边 的 隐 藏

16、 的 微 小 的 裂 纹 。六 、 玻 璃 幕 墙 中 的 玻 璃 受 热 不 均 匀 也 能 产 生 玻 璃 热 炸 裂玻 璃 幕 墙 是 建 筑 物 的 外 衣 ， 暴 露 在 阳 光 直 射 的 部 位 吸 收 红 外 线 和 可 见 光线 转 化 为 热 量 ， 温 度 升 高 ， 这 一 部 分 玻 璃 受 热 膨 胀 (升 长 )， 而 处 于 镶 嵌 槽 或阴 影 下 的 那 -部 分 玻 璃 因 受 不 到 阳 光 的 辐 射 ， 不 能 同 步 膨 胀 (升 长 )， 内 部热 应 力 形 成 ， 受 热 多 的 区 域 对 受 热 少 的 区 域 产 生 张 应 力 ， 这 种 张 应 力 超 过 玻璃 的 抗 拉 强 度 就 会 导 致 玻 璃 破 裂 。 在 玻 璃 边 缘 存 在 微 小 裂 纹 情 况 下 更 易 引 发热 炸 裂 ， 规 范 虽 然 没 有 明 文 规 定 如 何 计 算 的 情 况 ， 但 是 我 们 要 在 设 计 和 施 工时 ， 一 定 要 采 取 必 要 的 构 造 措 施 来 防 止 玻 璃 幕 墙 中 的 玻 璃 热 炸 裂 。 【