現(xiàn)代建筑玻璃

馮學(xué)曦

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，玻璃在建筑裝飾工程中起著越來(lái)越重要的作用。它由過(guò)去單純作為采光材料發(fā)展成為具有控光、保溫隔熱、隔音、降低建筑結(jié)構(gòu)自重、防輻射、防盜、防火及內(nèi)外裝飾的多功能建筑材料。

在現(xiàn)代建筑中，應(yīng)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(yīng)用熱反射玻璃，將建筑物周圍的景物、藍(lán)天白云等自然現(xiàn)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(cuò)，大有變幻莫測(cè)的感覺，近看景物豐富；遠(yuǎn)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(jìn)行空調(diào)，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(jié)省了大量采暖及空調(diào)所需的能耗及費(fèi)用。美國(guó)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(jié)約能耗2/3。據(jù)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(shí)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(jié)約用油45L，設(shè)備投資亦隨之降低。

由于現(xiàn)代建筑中，愈來(lái)愈多地應(yīng)用了玻璃門窗、玻璃幕墻以及玻璃構(gòu)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(jié)構(gòu)的重量。據(jù)美國(guó)資料，每m2普通墻體重250kg，而同面積的雙層中空玻璃構(gòu)成的墻體僅25kg。

兼具裝飾性與功能性的玻璃新品種不斷問(wèn)世，從而為現(xiàn)代建筑提供了更大的選擇性，因此國(guó)外曾引用“玻璃調(diào)節(jié)”（Class Conditioning）的術(shù)語(yǔ)。另外，建筑施工企業(yè)在工程項(xiàng)目施工中，其目的除了為發(fā)展社會(huì)建設(shè)外，另一首要任務(wù)是回收為繼續(xù)再生產(chǎn)所必須的成本和創(chuàng)造價(jià)值利潤(rùn)。因此，在工程項(xiàng)目成本管理中，注重材料損耗成本及質(zhì)量成本是必須的。而面對(duì)建筑玻璃材料大量使用的趨勢(shì)，對(duì)玻璃裝飾工程安裝施工的技術(shù)工藝及質(zhì)量更應(yīng)重視。

綜合上述可見，如今的建筑設(shè)計(jì)人員及施工人員對(duì)現(xiàn)代建筑玻璃的認(rèn)識(shí)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(zhǎng)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(zhì)的玻璃液，用不同的成型方法制成。

其主要性質(zhì)如下：

力學(xué)性質(zhì)：玻璃是熔融物經(jīng)過(guò)冷卻而成的固體。在凝結(jié)過(guò)程中，由于粘度急劇增加，分子來(lái)不及按一定晶體有序的排列，而形成無(wú)定型結(jié)構(gòu)的玻璃體，因而其物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)是各向同性的，總的來(lái)說(shuō)，玻璃是脆而易碎的材料。玻璃的力學(xué)性質(zhì)也取決于化學(xué)組成、制品形狀、表面性質(zhì)和加工方法。凡含有未熔雜物、結(jié)石、結(jié)瘤或具有微細(xì)裂紋的制品，都會(huì)造成應(yīng)力集中，從而急劇降低其機(jī)械強(qiáng)度。

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

玻璃的光學(xué)性質(zhì)：玻璃既能透過(guò)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(yáng)光垂直投射的情況下，吸收系數(shù)為8%，透射系數(shù)為85%，反射系數(shù)為7%。將透過(guò)3mm厚標(biāo)準(zhǔn)透明玻璃的太陽(yáng)輻射能量作為1.0，其它玻璃在同樣條件下透過(guò)太陽(yáng)輻射能的相對(duì)值稱為遮蔽系數(shù)。遮蔽系數(shù)越小，說(shuō)明通過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射能越少，冷房效應(yīng)越好，光線越柔和。所以遮蔽系數(shù)是選取玻璃材料的一個(gè)重要參數(shù)。

化學(xué)穩(wěn)定性：玻璃具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，但長(zhǎng)期遭受侵蝕性介質(zhì)的腐蝕，也能導(dǎo)致變質(zhì)和破壞。大多數(shù)玻璃都能抵抗酸的侵蝕，但對(duì)氫氟酸除外。因此，對(duì)于玻璃長(zhǎng)時(shí)間使用后表面出現(xiàn)的微裂紋，可用氫氟酸擦洗清除，以恢復(fù)玻璃的機(jī)械強(qiáng)度。硅酸鹽玻璃長(zhǎng)期受水汽作用，能生成酸和堿，這種現(xiàn)象稱為玻璃的風(fēng)化。但是隨著玻璃風(fēng)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(xù)風(fēng)化。玻璃中堿性氧化物在潮濕空氣中，能與CO2結(jié)成碳酸鹽，隨著水分蒸發(fā)，碳酸鹽類集聚于玻璃表面形成白色的斑點(diǎn)或薄膜，破壞了玻璃的透光性，稱為玻璃發(fā)霉。這時(shí)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(diǎn)和薄膜，還能提高它的化學(xué)穩(wěn)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(shù)玻璃、玻璃磚、槽型玻璃、玻璃馬賽克等。隨著品種的不同，其質(zhì)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?cè)诂F(xiàn)代建筑中得到越來(lái)越廣泛的使用。