幕墙玻璃的钢化和半钢化选择与应用

摘要：由玻璃面板与支撑结构体系组成、对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构荷载和作用的建筑护结构或装饰性结构通称玻璃幕墙。本文对于幕墙玻璃常用的种类和选用做出了相应的分析汇总，并针对几种常见类型和位置的幕墙提出了相应的幕墙玻璃安全性要求。

关键词：玻璃幕墙，安全性，钢化玻璃，半钢化玻璃，玻璃选用；

中图分类号：J527.3 文献标识码：A 文章编号：

概述

玻璃幕墙在国内外已获得广泛的应用与发展。在一些大中城市和沿海开放城市，开始使用玻璃幕墙作为公共建筑物的外装饰，取得了较好的社会经济效益，为美化城市做出贡献。幕墙的安全性设计作为幕墙结构设计中的一个重要分支和组成部分，也越来越得到广大幕墙设计师的重视，幕墙的安全性设计中最关键的问题就是合理选择玻璃。

安全玻璃

在《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ113-2003）中，对于安全玻璃给出了这样的定义：安全玻璃指的是破坏时安全破坏，应用和破坏时给人的伤害达到最小的玻璃，包括符合国家标准GB9962规定的夹层玻璃、符合国家标准GB9963规定的钢化玻璃和符合国家标准GB15763.1的防火玻璃及由它们构成的复合产品。因为玻璃是一种非常脆的材料，所以不可能有绝对安全的玻璃。在建筑中采用玻璃就必然有一定的风险。安全玻璃只是一个相对的说法，破损的时候不可能完全对人无伤害。 因此应根据幕墙不同部位的功能要求，合理选用玻璃，使人身和财产损失的风险降到最小。

钢化玻璃的应用

钢化玻璃是幕墙行业中应用最广泛的玻璃，我国幕墙玻璃标准则规定：钢化玻璃的表面压应力范围应大于 95 Mpa。钢化玻璃的优点：钢化玻璃强度高，比普通玻璃大4～5倍；抗冲击强度也很高，钢化玻璃不容易破碎，即使破碎也会以无锐角的颗粒形式碎裂，对人体伤害大大降低，钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多，一块1200mm×350mm×6mm的钢化玻璃，受力后可发生达100mm的弯曲挠度，当外力撤除后，仍能恢复原状，而普通玻璃弯曲变形只能有几毫米。 热稳定性好，在受急冷急热时，不易发生炸裂是钢化玻璃的又一特点。钢化玻璃耐热冲击，最大安全工作温度为288℃，能承受204℃的温差变化。 但是，高强度也伴随着高自爆率。钢化玻璃的自爆主要是由于玻璃中硫化镍(NiS)相变引起的体积膨胀所导致，导致自爆率升高。另外一个自爆因素就是玻璃的钢化均匀度，同一块玻璃平面各部分的加热温度及冷却强度不一致产生的平面应力，这种应力叠加在厚度应力上，使一些区域的实际张应力上升，最终同样也导致自爆率升高。

在这样两个因素作用下，钢化玻璃不可避免的会发生这种在无直接外力作用下自动炸裂的现象。澳大利亚研究人员对8幢建筑幕墙进行了长达12年的跟踪研究。在共计17760块钢化玻璃，共发生306例自爆，自爆率为1.72%。

实际工程中，有以下几个位置要优先选用钢化玻璃

点式幕墙： 由于点式幕墙大多采用四点或六点支撑结构，而非框架、单元幕墙的四边支撑结构，这样就造成对于单片玻璃来说，中心位置的设计强度要求比较高，而且在支承点（包括钢爪支承和夹板支承）会产生很大的局部应力，半钢化玻璃和普通浮法玻璃一般来说难以达到要求。

橱窗类的可接触位置：有可能经常被接触的临街一层及过道处的玻璃，或者在施工中由于交叉作业有可能被其它安装工作破坏的玻璃，要尽量选用钢化玻璃，由于经常受外力作用，此类型的玻璃强度要求较高，且因为处于低层位置，即便自爆也不会造成太大伤害。

实际工程中，有以下几个位置要慎用钢化玻璃：

承重玻璃结构：比如说全玻幕墙的承重玻璃肋(玻璃柱)、采光顶的玻璃梁，这两种都是面玻璃的支承结构，一旦玻璃梁、柱发生自爆、飞散，面板失去支持，幕墙或采光顶就会垮塌，造成严重的后果。

玻璃梁、肋等宜采用夹层玻璃。点支承时宜采用钢化夹层玻璃。经计算支承点应力许可时，也可以用半钢化夹层玻璃。

3．玻璃地板、玻璃楼梯踏板、玻璃栏板

这些部位不采用单片钢化玻璃的原因是防自爆，防飞散，防人员坠落。当栏板不得不用单片钢化玻璃时，其厚度不应小于10mm，而且随时检查，一旦自爆，要及时修理更换。

四．半钢化玻璃的应用

半钢化玻璃不属于目前定义的“安全玻璃”。又称热增强玻璃，其生产方式基本与钢化玻璃相同，半钢化玻璃钢化程度低，控制其表面应力不大于70N/mm2。强度大约是同等厚度的钢化玻璃的1/2，普通玻璃的1.5倍。

半钢化玻璃表面应力低，所以不存在自爆的危险，不受外界影响时，它决不会自行爆炸，所以从这个意义来说，它比钢化玻璃要安全。即使在外力作用下破碎，由于周边有胶缝和槽口，放射形的裂缝所形成的碎块也不会轻易坠落。可以有时间进行拆除、更换。

实际工程中，有以下几个位置要优先选用半钢化玻璃

很少有外力施加作用的位置：这种位置主要玻璃的主要破损因素就是自爆，而半钢化玻璃没有自爆的危险

幕墙高度太高，如果发生玻璃自爆要更换，不但吊运困难，而且安装非常危险。所以避免玻璃自爆是首要考虑，因此应采用了半钢化玻璃幕墙。

钢化玻璃和半钢化玻璃的比较

半钢化和钢化玻璃相同之处，两者均为强化处理玻璃，前者强度增加约2倍，后者3～5倍。不同之处：1、后者是安全玻璃，破碎后呈颗粒状，不会对人身造成严重伤害，国家有关部门规定了建筑物的某些部位必须使用该类产品；后者为非安全玻璃，破碎后仍有大块玻璃和尖锐破裂刃口会严重伤人，但没有自爆风险，常用于玻璃幕墙。2、后者需通过国家强制（3C）认证，有严格的理化性能检测要求，有国家指定机构监督产品性能及生产过程；后者也有性能要求，但不属强制要求。3、两者都需用钢化炉进行热处理，但前者的处理要求显著低于后者。半钢化玻璃也是热增强玻璃，但加热后冷却速度较低，其表面应力小于70N/mm2。用于幕墙的半钢化玻璃，表面应力45N/mm2-54N/mm2。 半钢化玻璃表面应力较低，不会出现自爆现象。由于热增强，半钢化玻璃的强度达到普通浮法玻璃的2倍，有较高的耐受温度变化能力，也大大提高了抗冲击性能，不容易因温度突变或人为撞击而破碎。

我们无意一概否定钢化玻璃，有些地方还必须采用钢化玻璃，幕墙工程太多，情况千变万化，不能简单一句话，一刀切，实践表明，全盘肯定钢化玻璃，如同全盘否定半钢化玻璃一样，都是不科学的。实践是检验真理的唯一标准，应该让技术人员根据工程的具体情况，合理选用玻璃，求得最大限度的安全。

六． 结束语

注意事项：1、在运输过程中为了避免不必要的损失，一定要注意固定和加软护垫。一般建议采用竖立的方法运输。车辆也应该注意保持稳定、慢速。

2、玻璃安装的另一面是封闭的话，要注意在安装前清洁好表面。最好使用专用的玻璃清洁剂，并且要待其干透后证实没有污痕后方可安装，安装时最好使用干净的建筑手套。

3、玻璃的安装，要使用硅酮密封胶进行固定，在窗户等安装中，还需要与橡胶密封条等配合使用。

4、在施工完毕后，要注意加贴防撞警告标志，一般可以用不干贴、彩色电工胶布等予以提示

最后，没有绝对意义的安全玻璃，使用玻璃都有一定风险。可以通过合理选用玻璃类型，加上必要的设计和措施，来实现玻璃最大限度的使用安全。

参考文献

[1] 《钢化玻璃的自爆问题》周天辉 等

[2] 《建筑玻璃应用技术规程》中国建筑工业出板社 1997

[3] 《幕墙技术手册》 上海科学技术出版社 张芹 2001

[4] 《建筑幕墙工程手册》中国建筑工业出版社 赵西安 2002