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玻璃在建筑中的应用玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石等无机氧化物为主要原料,与某些辅助性原料经高温熔融,成型后经过冷却而成的固体与陶瓷不同的是,它是无定形非结晶体的均质同向性材料玻璃是现代室内装饰的主要材料之一随着现代建筑发展的需要和玻璃制作技术上的飞跃进步,玻璃正在向多品种多功能方面发展例如,其制品由过去单纯作为采光和装饰功能,逐渐向着控制光线、调节热量、节约能源、控制噪音、降低建筑自重、改善建筑环境、提高建筑艺术等多种功能发展,具有高度装饰性和多种适用性的玻璃新品种不断出现,为室内装饰装修提供了更大的选择性第一节 玻璃的基本知识
一、玻璃的分类玻璃的品种很多,可以按化学组成、制品结构与性能来分类一 按玻璃的化学组成分类
1. 钠玻璃钠玻璃主要由氧化硅、氧化钠、氧化钙组成,又名钠钙玻璃或普通玻璃,含有铁杂质使制品带有浅绿色钠玻璃的力学性质、热性质、光学性质及热稳定性较差,用于制造普通玻璃和日用玻璃制品
2. 钾玻璃钾玻璃是以氧化钾代替钠玻璃中的部分氧化钠,并适当提高玻璃中氧化硅含量制成它硬度较大,光泽好,又称做硬玻璃钾玻璃多用于制造化学仪器、用具和高级玻璃制品
3. 铝镁玻璃铝镁玻璃是以部分氧化镁和氧化铝代替钠玻璃中的部分碱金属氧化物、碱土金属氧化物及氧化硅制成的它的力学性质、光学性质和化学稳定性都有所改善,用来制造高级建筑玻璃
4. 铅玻璃铅玻璃又称铅钾玻璃、重玻璃或晶质玻璃它是由氧化铅、氧化钾和少量氧化硅组成这种玻璃透明性好,质软,易加工,光折射率和反射率较高,化学稳定性好,用于制造光学仪器、高级器皿和装饰品等
5. 硼硅玻璃硼硅玻璃又称耐热玻璃,它是由氧化硼、氧化硅及少量氧化镁组成它有较好的光泽和透明性,力学性能较强,耐热性、绝缘性和化学稳定性好,用来制造高级化学仪器和绝缘材料
6. 石英玻璃石英玻璃是由纯净的氧化硅制成,具有很强的力学性质,热性质、光学性质、化学稳定性也很好,并能透过紫外线,用来制造高温仪器灯具、杀菌灯等特殊制品二 按制品结构与性能分类
1. 平板玻璃1 普通平板玻璃包括普通平板玻璃和浮法玻璃2 钢化玻璃3 表面加工平板玻璃包括磨光玻璃、磨砂玻璃、喷砂玻璃、磨花玻璃、压花玻璃、冰花玻璃、蚀刻玻璃等4 掺入特殊万分的平板玻璃包括彩色玻璃、吸热玻璃、光致变色玻璃、太阳能玻璃等5 夹物平板玻璃包括夹丝玻璃、夹层玻璃、电热玻璃等复层平板玻璃普通镜面玻璃、镀膜热反射玻璃、镭射玻璃、釉面玻璃、涂层玻璃、覆膜覆玻璃贴膜玻璃等
2. 玻璃制成品1 平板玻璃制品包括中空玻璃、玻璃磨花、雕花、彩绘、弯制等制品及幕墙、门窗制品2 不透明玻璃制品和异型玻璃制品包括玻璃锦砖马赛克、玻璃实心砖、玻璃空心砖、水晶玻璃制品、玻璃微珠制品、玻璃雕塑等3 玻璃绝热、隔音材料包括泡沫玻璃和玻璃纤维制品等
二、玻璃原料玻璃原料比较复杂,但按其作用可分为主要原料与辅助原料主要原料构成玻璃的主体并确定了玻璃的主要物理化学性质,辅助原料赋予玻璃特殊性质和给制作工艺带来方便
1. 玻璃的主要原料1 硅砂或硼砂硅砂或硼砂引入玻璃的主要成分是氧化硅或氧化硼,它们在燃烧中能单独熔融成玻璃主体,决定了玻璃的主要性质,相应地称为硅酸盐玻璃或硼酸盐玻璃2 苏打或芒硝苏打和芒硝引入玻璃的主要成分是氧化钠,它们在煅烧中能与硅砂等酸性氧化物形成易熔的复盐,起了助熔作用,使玻璃易于成型但如含量过多,将使玻璃热膨胀率增大,抗拉度下降3 石灰石、白云石、长石等石灰石引入玻璃的主要成分是氧化钙,增强玻璃化学稳定性和机械强度,但含量过多使玻璃折晶和降低耐热性白云石作为引入氧化镁的原料,能提高玻璃的透明度、减少热膨胀及提高耐水性长石作为引入氧化铝的原料,它可以控制熔化温度,同时也可提高耐久性此外,长石还可提供氧化钾成分,提高玻璃的热膨胀性能4 碎玻璃一般来说,制造玻璃时不是全部用新原料,而是掺入15%——30%的碎玻璃
2. 玻璃的辅助原料1 脱色剂原料中的杂质如铁的氧化物会给玻璃带来色泽,常用纯碱、碳酸钠、氧化钴、氧化镍等作脱色剂,它们在玻璃中呈现与原来颜色的补色,使玻璃变成无色此外,还有与着色杂质能形成浅色化合物的减色剂,如碳酸钠能与氧化铁氧化成二氧化二铁,使玻璃由绿色变黄色2 着色剂某些金属氧化物能直接溶于玻璃溶液中使玻璃着色如氧化铁使玻璃呈现黄色或绿色,氧化锰能呈现紫色,氧化钴能呈现蓝色,氧化镍能呈现棕色,氧化铜和氧化铬能呈现绿色等3 澄清剂澄清剂能降低玻璃熔液的粘度,使化学反应所产生的气泡,易于逸出而澄清常用的澄清剂有白砒、硫酸钠、硝酸钠、铵盐、二氧化锰等4 乳浊剂乳浊剂能使玻璃变成乳白色半透明体常用乳浊剂有冰晶石、氟硅酸钠、磷化锡等它们能形成
0.1——
1.0μm的颗粒,悬浮于玻璃中,使玻璃乳浊化
三、玻璃的制造工艺玻璃的制造工艺因制品种类不同而有所不同,但基本上均需将各种原料混合后在高温下熔融,然后用不同的成型方法将玻璃液体冷凝成不同形状的固体图7—1是玻璃制品制造工艺流程图制造方法大致如下图7—1 玻璃制品制造工艺流程图1 计量与配料将硅砂、苏打、芒硝、石灰石、白云石、长石、碎玻璃及其它辅助原料,按所生产的玻璃种类要求进行不同配比后搅拌均匀2 熔融混合好的原料在1400—1600℃的高温窑内进行熔融,窑的一端不断供料,熔融的玻璃液连续从另一端流出3 澄清玻璃原料熔化后,结晶即遭破坏,同时,硫酸盐、碳酸盐分解产产生二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫等气体,产生气泡,必须加入澄清剂清除气泡采用砷的氧化物作澄清剂时,其作用是它产生的大气泡在上升过程中将小气泡吸收排除,使玻璃液得以澄清4 成型熔融玻璃达到成型温度后慢慢冷却,根据用途成型为需要形状平板玻璃的成型方法有浇注法、轧制法、引上法、浮法等浇注法是将熔融的玻璃液流到铁板上之后转动滚筒将玻璃压展成板状轧制法是用上下一对转动滚筒,将熔融玻璃沿水平方向引出成型用这一方法可以成型夹丝玻璃、型板玻璃及波形玻璃引上法是用滚筒将熔融玻璃沿垂直方向拉出成型,分为有槽法和无槽法浮法是使熔融玻璃通过熔融金属锡表面,延伸入退火窑降温退火,经切割而成
四、玻璃制品的加工和装饰成型后的玻璃制品一般不能满足装饰性或适用性,需要进行加工,以得到不同要求的制品经加工后的玻璃不仅使外观与表面性质得到改善,同时也提高了装饰性建筑玻璃的加工与装饰方法主要有以下几种
1. 研磨与抛光为了使制品具有需要的尺寸和形状或平整光滑的表面,可采用不同磨料进行研磨,开始用粗磨料研磨,然后根据需要逐级使用细磨料,直至玻璃表面变得较细微需要时,再用抛光材料进行抛光,使表面变得光滑、透明,并具有光泽经研磨、抛光后的玻璃称为磨光玻璃常用的玻璃是金刚石、刚玉、碳化硅、碳化硼、石英砂等抛光材料有氧化铁、氧化铬、氧化铯等金属氧化物抛光盘一般用毛毡、呢绒、马兰草根等制作
2. 钢化、夹层、中空钢化玻璃是在炉内将平板玻璃均匀加热到600——650℃之后,喷射压缩空气使其表面迅速冷却制成的,制品具有很高的物理力学性能将两块或两块以上的平板玻璃用塑料薄膜或其它材料夹于其中,在热压条件下使其组成一体即成夹层玻璃中空玻璃是将两块玻璃之间的空气抽出后充入干燥空气,用密封材料将其周边封固
3. 表面处理表面处理是玻璃生产中十分重要的工序其目的与方法大致如下1 化学蚀剂目的是改变玻璃表面质地形成光滑面和散光面用氢氟酸类溶液进行侵蚀,使玻璃表面呈现凹凸形或去掉凹凸形2 表面着色在高温或电浮条件下金属离子会向玻璃表面层扩散,使玻璃表面呈现颜色,因此可将着色离子的金属、熔盐、盐类的糊膏涂覆在玻璃表面,在高温或电浮条件下使玻璃表面着色3 表面金属涂层玻璃表面可以镀上一层金属薄膜以获得新的功能,方法有化学法和真空沉积法及加热喷涂法等第二节 玻璃的性质
一、玻璃的力学性质玻璃的理论抗拉强度极限为12000Mpa,实际强度只有理论强度的1/300——1/200,一般为30——60Mpa,玻璃的抗压强度约为700——1000Mpa玻璃中的各种缺陷造成了应力集中或薄弱环节,试件尺寸越大缺陷存在的越多缺陷对抗拉强度的影响非常显著,对抗压强度的影响较小工艺上造成的外来杂质和波筋化学不均匀部分对玻璃的强度有明显影响在—50——+70℃范围内玻璃的强度基本不变脆性是玻璃的主要缺点玻璃的脆性指标为1300——1500橡胶为
0.4——
0.6,钢为400——460,混凝土为4200——9350E越大说明脆性越大玻璃的脆性也可以根据冲击试验来确定在实际应用中玻璃制品经常受到弯曲、拉伸和冲击应力,较少受到压缩应力玻璃的力学性质主要指标是抗拉强度和脆性指标
二、玻璃的光学性质光学性质是玻璃最重要的物理性质光线照射到玻璃表面可以产生透射,反射和吸收三种情况光线透过玻璃称为透射,光线被玻璃阻挡,按一定角度反射出来称为反射,光线通过玻璃后,一部分光能量损失在玻璃内部称为吸收玻璃中光的透射随玻璃厚度增加而减少玻璃中光的反射对光的波长没有选择性,玻璃中光的吸收对光的波长有选择性可以在玻璃中加入少量着色剂,使其选择吸收某些波长的光,但玻璃的透光性降低还可以改变玻璃的化学组成来对可见光、紫外线、红外线、X射线、和γ射线进行选择吸收
三、玻璃的热工性质玻璃的比热与其化学组成有关,在室温范围内其比经热的范围为
0.33——
1.05×103J/kg·K 表7— 1玻璃的导热系数名称 容 重kg/m3 导热系数[W/m·K]平板玻璃化学玻璃石英玻璃石英玻璃石英玻璃玻 璃 砖泡沫玻璃泡沫玻璃泡沫玻璃 250024502210221022502500140166300
0.
750.
930.
711.
352.
710.
810.
0520.
0870.116普通玻璃的导热系数在室温下约为
0.75W/m·k玻璃的导热系数约为铜的1/400,是导热系数较低的材料当发生温度变化时,玻璃产生的热应力很高在温度剧烈变化时玻璃会产生碎裂,玻璃的急热稳定性比急冷稳定性要强一些
四、玻璃的化学性质玻璃具有较高的化学稳定性,它可以抵抗除氢氟酸以外所有酸类的侵浊,硅酸盐玻璃一般不耐碱玻璃遭受侵蚀性介质腐蚀,也能导致变质和破坏大气对玻璃侵蚀作用实质上是水气、二氧化碳、二氧化硫等作用的总和实践证明,水气比水溶液具有更大的侵蚀性普通窗玻璃长期使用后出现表面光泽消失,或表面晦暗,甚至出现斑点和油脂状薄膜等,就是由于玻璃中的碱性氧化物在潮湿空气中与二氧化碳反应生成碳酸盐造成的这一现象称为玻璃发霉可用酸浸泡发霉的玻璃表面,并加热至400——450℃除去表面的斑点或薄膜通过改变玻璃的化学成分,或对玻璃进行热处理及表面处理,可以提高玻璃的化学稳定性第三节 常用的建筑玻璃
一、平板玻璃平板玻璃包括拉引法生产的普通平板玻璃和浮法玻璃由于浮法玻璃比普通平板玻璃具有更好的性能,因此,仅介绍浮法玻璃的有关内容一 产品分类
1、浮法玻璃按厚度分为3,4,5,6,8,10,12mm七类
2、浮法玻璃按等级分为优等品、一级品和合格品三等表7—2 浮法玻璃的外观质量要求缺陷名称 说明 优等品 一级品 合格品光学变形 光入射角 厚3mm,55°厚≥4mm,60° 厚3mm,50°厚≥4mm55° 厚3mm,40°厚≥4mm,45°气泡 长
0.5—1mm每平方米允许个数 3 5 10长>1mm每平方米允许个数 长1——
1.5mm2 长1——
1.5mm3 长1——
1.5mm,4长>
1.5——5mm,2夹杂物 长
0.3—1mm每平方米允许个数 1 长>1mm每平方米允许个数 长1——
1.5mm50mm边,1 长1——
1.5mm1 长1——2mm2划伤 宽≤
0.1mm每平方米允许条数 长≤50mm1 长≤50mm2 长≤100mm6宽>
0. 1mm每平方米允许条数 不许有 宽
0.1——
0.5m长≤50mm1 宽
0.1——1mm,长≤100mm3线道 正面可以看到的每片玻璃允许条数 不许有 50mm边部1 2雾斑沾锡、麻点与光畸变点 表面擦不掉的点或条纹斑点,每平方米允许个数 肉眼看不出 斑点状,直径≤2mm,4个;条纹状,宽≤2mm,长≤50mm,2条二 浮法玻璃的外观质量要求浮法玻璃的外观质量要求见表7-2三 应用浮法玻璃主要用作汽车、火车、船舶的门窗风挡玻璃,建筑物的门窗玻璃,制镜玻璃以及玻璃深加工原片
二、钢化玻璃钢化玻璃是将玻璃加热到接近玻璃软化点的温度600——650℃以迅速冷却或用化学方法钢化处理所得的玻璃深加工制品它具有良好的机械性能玻璃和耐热冲击性能,又称为强化玻璃玻璃经处理表面产生了均匀的压应力,它的强度是经过良好退火处理的玻璃的3——10倍,抗冲击性能也大大提高钢化玻璃破碎时出现网状裂纹,或产生细小碎粒,不会伤人,故又称安全玻璃钢化玻璃的耐热冲击性能很好,最大的安全工作温度为
287.78℃,并能承受
204.44℃的温差故可用来制造高温炉门上的观测窗、辐射式气体加热器和干燥器等由于钢化玻璃具有较好的性能,所以,它在汽车工业、建筑工程以及军工领域等行业得到了广泛应用常用作高层建筑的门、窗、幕墙、屏蔽及商店橱窗、军舰与轮船舷窗以及桌面玻璃等钢化玻璃有普通钢化玻璃、钢化吸热玻璃、磨光钢化玻璃等品种,目前在上海、沈阳、厦门等地均有生产钢化玻璃制品有平面钢化玻璃、弯钢化玻璃、半钢化玻璃和区域钢化玻璃等平面钢化玻璃主要用作建筑工程的门窗、隔墙与幕墙等;弯钢化玻璃主要用作汽车车窗玻璃;半钢化玻璃主要用作暖房、温室及隔墙等的玻璃窗;区域钢化玻璃主要用作汽车的风挡玻璃钢化玻璃不能切割、磨削,边角不能碰击,使用时需选择现成尺寸规格或提出具体设计图纸加工定做此外,钢化玻璃在使用过程中严禁溅上火花否则,当其再经受风压或振动时,伤痕将会逐渐扩展,导致破碎
三、夹层玻璃夹层玻璃系两片或多片平板玻璃之间嵌夹透明塑料薄片,经加热、加压,粘合而成的平面或弯曲的复合玻璃制品夹层玻璃的抗冲击性比普通平板玻璃高出几倍玻璃破碎时不裂成碎块,仅产生辐射状裂纹和少量玻璃碎屑,而且碎片仍粘贴在膜片上,不致伤人因此夹层玻璃也属于安全玻璃夹层玻璃的透光性好,如2+2mm厚玻璃的透光率为82%夹层玻璃还具有耐久、耐热、耐湿、耐寒等性质生产夹层玻璃的厚片可以采用普通平板玻璃、浮法玻璃、钢化玻璃、彩色玻璃、吸热玻璃和热反射玻璃等常用的热塑性树脂薄片为聚乙烯醇宿丁醛PV夹层玻璃的品种很多,有减薄夹层玻璃、遮阳夹层玻璃、电热夹层玻璃、防弹夹层玻璃、玻璃纤维增强夹层玻璃、报警夹层玻璃、防紫外线夹层玻璃、隔音夹层玻璃等夹层玻璃主要用作汽车和飞机的风挡玻璃、防弹玻璃以及有特殊安全要求的建筑物的门窗、隔墙、工业厂房的天窗和某些水下工程
四、中空玻璃中空玻璃中由两层或两层以上的平板玻璃原片构成,四周用高强度气密性复合胶粘剂将玻璃及铝合金框和橡皮条、玻璃条粘结、密封,中间充入干燥气体,还可以涂上各种颜色或不同性能的薄膜,框内充以干燥剂,以保证玻璃原片间空气的干燥度玻璃原片可以采用普通平板玻璃、钢化玻璃、压花玻璃、热反射玻璃、吸热玻璃和夹丝玻璃等其加工方法分为胶接法、焊接法和熔接法中空玻璃的主要功能是隔热隔声,所以,又称为绝缘玻璃一般可降低噪声30——40dB;且防结霜性能好,结箱温度比普通玻璃低15℃左右传热系数为
3.09W/m2·K,而普通玻璃3mm厚的传热系数则为
7.19 W/m2·K,耗热量为中空玻璃的两倍优质的中空玻璃寿命可达25年之久国外中空玻璃的应用较为普通1990年,美国有90%的住宅使用了中空玻璃一些欧洲国家还规定所有建筑物必须全部采用中空玻璃,禁止普通玻璃作窗玻璃近年来,随着人们对建筑节能重要性认识的提高,中空玻璃的应用在我国也受到了重视我国对建筑节能的规划要求是第一步1995年住宅能耗降低30%;第二步2000年前,要节能50%要实现第二步要求,仅靠墙体和屋面节能的话,不仅投资大,而且见效慢;必须采用投资少见效快的节能门窗据专家估算,建筑使用能耗占建筑总能耗的80%——90%,而建筑门窗能耗约占建筑使用能耗的一半因此,具有显著节能作用的中空玻璃在建筑领域具有广阔的应用前景中空玻璃广泛应用于高级住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合,也可以用于汽车、火车、轮船的门窗等处
五、热反射玻璃热反射玻璃是将平板玻璃经过深加工处理得到的一种新型玻璃制品它既具有较高的热反射能力,又保持了平板玻璃的透光性,具有良好的遮光性和隔热性能它用于建筑的门窗及隔墙等处热反射玻璃对太阳辐射的反射率高达30%左右,而普通玻璃仅为7%——8%,因此,热反射玻璃在日晒时能保证室内温度的稳定,并使光线柔和,改变建筑物内的色调,避免眩光,改善了室内的环境镀金属膜的热反射玻璃还有单向透视作用,故可用作建筑的幕墙或门窗,使整个建筑变成一座闪闪发光的玻璃宫殿,映出周围景物的变幻,可谓千姿百态,美妙非凡热反射玻璃是在平板玻璃表面涂覆金属或金属氧化物薄膜制成的薄膜包括金、银、铜、铝、铬、镍、铁等金属及其氧化物;镀膜方法有热解法、真空溅射法、化学浸渍法、气相沉积法、电浮法等热反射的玻璃具有以下特性
(一)对太阳辐射能的反射能力较强普通平板玻璃的太阳能辐射反射率为7%——10%,而热反射玻璃高达25%——40%
(二)遮阳系数小能有效阻止热辐射,有一定的隔热保温的效果不同品种玻璃的遮阳系数见表7—3表7—3 不同品种玻璃的遮阳系数品 种 厚度/mm 遮阳系数透明浮法玻璃 8
0.99茶色吸热玻璃 8
0.77热反射玻璃 8
0.60—
0.75热反射双层中空玻璃 —
0.24—
0.49双面青铜色热反射玻璃 8
0.58
(三)单向透视性它是指热反射玻璃在迎光的一面具有镜子的特性,而在背光的一面则具有普通玻璃的透明效果白天,人们从室内透过热反射玻璃幕墙可以看到外面车水马龙的热闹街景,但室外却看不见室内的景物,可起到屏幕的遮挡作用晚间的情况正好相反,由于室内光线的照明作用,室内看不见玻璃幕墙外的事物,给人以不受外界干扰的舒适感但对不宜公开的场所应用窗帘等加以遮蔽
(四)可见光透过率低6mm厚热反射玻璃的可见光透过率比相同厚度的浮法玻璃减少75%以上,比吸热玻璃也减少60%热反射玻璃在应用时应注意以下几点一是安装施工中要防止损伤膜层,电焊火花不得落到薄膜表面;二是要防止玻璃变形,以免引起影像的“畸变”;三是注意消除玻璃反光可能造成的不良后果
六、吸热玻璃既能保持较高的可见光透过率,又能吸收大量红外辐射的玻璃称为吸热玻璃吸热玻璃的生产是在普通钠—钙硅酸盐玻璃中加入有着色作用的氧化物,如氧化铁、氧化镍、氧化钴以及氧化硒等;或在玻璃表面喷涂氧化锡、氧化钴、氧化铁等有色氧化物薄膜使玻璃带色,并具有较高的吸热性能吸热玻璃按颜色分为灰色、茶色、绿色、古铜色、金色、棕色和蓝色等;按成分分为硅酸盐吸热玻璃、磷酸盐吸热玻璃、光致变色玻璃和镀膜玻璃等吸热玻璃具有以下特性
(一)吸收太阳光辐射如6mm蓝色吸热玻璃能挡住50%左右的太阳辐射能普通玻璃及蓝色吸热玻璃的太阳能透热率见表7—4表7—4 普通玻璃及吸热玻璃的热工性能比较品 种 透过热值 W/m2 透热率(%)空气暴露空间 879 100普通玻璃3mm 726
82.56普通玻璃6mm 663
75.53蓝色吸热玻璃3mm 551
62.70蓝色吸热玻璃6mm 423
49.20
(二)吸收可见光如6mm普通玻璃可见光透过率为78%,同样厚度的古铜色玻璃仅为26%吸热玻璃能使刺目的阳光变得柔和,起到反眩作用特别是在炎热的夏天,能有效地改善室内光照,使人感到舒适凉爽
(三)吸收太阳光紫外线能有效减轻紫外线对人体和室内物品的损害特别是有机材料,如塑料和家具油漆等,在紫外线作用下易产生老化及褪色
(四)具有一定的透明度能清晰地观察室外的景物
(五)玻璃色泽经久不变止前,吸热玻璃已广泛用于建筑工程的门窗或外墙以及车船的风挡玻璃等,起到采光、隔热、防眩作用吸热玻璃还可按不同的用途进行加工,制成磨光玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、镜面玻璃及中空玻璃等玻璃深加制品无色磷酸盐吸热玻璃能大量吸收红外线辐射热,可用于电影拷贝和放影以及彩色印刷等
七、玻璃马赛克玻璃马赛克又称玻璃锦砖,其名称源于拉丁文,英文为MOSAIC历史上,马赛克泛指镶嵌艺术作品,后来指由不同色彩的小块镶嵌而成的平面装饰玻璃马赛克是将长度不超过45mm的各种颜色和形状的玻璃质小块铺贴在纸上而制成的一种装饰材料它与陶瓷锦砖的主要区别是玻璃质结构,呈乳浊状或半乳浊状,内含少量气泡和未熔颗粒;单块产品断面呈楔形,背面有锯齿状或阶梯状的沟纹,以便粘贴牢固玻璃马赛克具有如下特点
(一)色泽绚丽多彩,典雅美观“赤橙黄绿青蓝紫”诸色彩兼备,用户可根据不同的需要进行选择特别是近年生产的金星玻璃马赛克产品,除了具有普通马赛克的特点外,还能随外界光线的变化映出不同的色彩,恰似金星闪烁、璀璨耀眼不同色彩图案的马赛克可以组合拼装成各色壁画,装饰效果十分理想
(二)质地坚硬,性能稳定,具有耐热、耐寒、耐候、耐酸碱等性能由于玻璃马赛克的断面比普通陶瓷有所改进,吃灰深,粘结较好,不易脱落,耐久性较好因而不积尘,天雨自涤,经久常新
(三)价格较低一般陶瓷马赛克为9——11元/m2,而玻璃马赛克仅需
7.50——
10.00元/m2
(四)施工方便减少了材料堆放,减轻了工人的劳动强度,施工效率提高玻璃马赛克适用于宾馆、医院、办公楼、礼堂、住宅等建筑的外墙装饰
八、其他品种玻璃一 磨砂玻璃磨砂玻璃又称为毛玻璃,它是将平板玻璃的表面经机械喷砂、手工研磨或用氢氟酸溶蚀等方法处理成均匀毛面而成由于表面粗糙,只能透光而不能透视,多用于需要隐秘或不受干扰的房间,如浴室、卫生间和办公室的门窗等,也可用作黑板二 压花玻璃压花玻璃又称为滚花玻璃,是在平板玻璃硬化前用带有花样图案的滚筒压制而成的由于压花玻璃表面凹凸不平而具有不规则的折射光线,可将集中光线分散,使室内光线柔和,且有一定的装饰效果常用于办公室、会议室、浴室及公共场所的门窗和各种室内隔断三 夹丝玻璃将编织好的钢丝网压入已软化的玻璃即制成夹丝玻璃这种玻璃的抗折强度高,抗冲击能力和耐温度剧变的性能比普通玻璃好破碎时其碎片附着在钢丝上,不致飞出伤人透用于公共建筑的走廊、防火门、楼梯、厂房天窗及各种采光屋顶等四光致变色玻璃在玻璃中加入卤化银,或在玻璃与有机夹层中加入铝和钨的感光化合物,就能获得光致变色性光致变色玻璃受太阳或其他光线照射时,颜色随着光线的增强而逐渐变暗;照射停止时又恢复原来的颜色目前,光致变色玻璃的应用已从眼镜片开始向交通、医学、摄影、通信和建筑领域发展五 泡沫玻璃泡沫玻璃是以玻璃碎屑为原料,加少量发气剂,经发泡炉发泡后脱模退火而成的一种多孔轻质玻璃其孔隙率可达80%——90%,气孔多为封闭型的,孔径一般为
0.1——
5.0mm特点是热导率低,机械强度较高,表观密度小于160kg/m3不透水、不透气,能防火,抗冻性强,隔声性能好可锯、钉、钻是良好的绝热材料,可用作墙壁、屋面保温,或用于音乐室、播音室的隔声等六 镭射玻璃镭射英文Laser的音译玻璃是国际上十分流行的一种新型建筑装饰材料它是以平板玻璃为基材,采用高稳定性的结构材料,经特殊工艺处理,从而构成全息光栅或其他图形的几何光栅在同一块玻璃上可形成上百种图案镭射玻璃的特点在于,当它处于任何光源照射下时,都将因衍射作用而产生色彩的变化;而且,对于同一受光点或受光面而言,随着入射光角度及人的视角的不同,所产生的光的色彩及图案也将不同五光十色的变幻给人以神奇、华贵和迷人的感受其装饰效果是其他材料无法比拟的镭射玻璃大体上可分为两类一类是以普通平板玻璃为基材制成的,主要用于墙面、窗户和顶棚等部位的装饰;另一类是以钢化玻璃为基材制成的,主要用于地面装饰此外,还有专门用于柱面装饰的曲面镭射玻璃,专门用于大面积幕墙的夹层镭射玻璃以及镭射玻璃砖等镭射玻璃的技术性质十分优良镭射钢化玻璃地砖的抗冲击、耐磨、硬度等性能均优于大理石,与花岗石相近镭射玻璃的耐老化寿命是塑料的10倍以上在正常使用情况下,其寿命大于50年镭射玻璃的反射率可在10%——90%的范围内任意调整,因此可最大限度地满足用户的要求目前国内生产的镭射玻璃的最大尺寸为1000mm×2000mm在此范围内有多种规格的产品可供选择镭射玻璃是用于宾馆、饭店、电影院等文化娱乐场所以及商业设施装饰的理想材料,也适用于民用住宅的顶棚、地面、墙面及封闭阳台等的装饰此外,还可用于制作家具、灯饰及其他装饰性物品七 玻璃砖玻璃砖又称特厚玻璃,分为实心砖和空心砖两种实心玻璃砖是用熔融玻璃采用机械模压制成的矩型块状制品空心玻璃砖是由箱式模具压成凹形半块玻璃砖,然后再将两块凹形砖熔结或粘接而成的方型或矩型整体空心制品砖内外可以压铸出各种条纹,空心砖按内部结构可分为单空腔和双空腔两类,后者在空腔中间有一道玻璃肋玻璃空心砖有
115、
145、
240、300mm等规格;可以用彩色玻璃制做,也可以在其内腔用透明涂料涂饰玻璃空心砖的容重较低800kg/m3导热系数较低[
0.46W/m·K],有足够的透光率50%——60%和散射率25%其内腔制成不同花纹可以使外来光线扩散或使其向指定方向折射,具有特殊的光学特性玻璃砖可用于建造透光隔墙、淋涂隔断、楼梯间、门厅、通道等和需要控制透光、眩光和阳光直射的场合
九、装饰玻璃纤维制品一 玻璃纤维简介玻璃纤维一般指用制造玻璃的原料,经高温熔化后,用特殊机具拉制或用压缩空气、高压蒸汽喷吹、离心成型等方法制成的玻璃态纤维或丝状物玻璃纤维的品种很多,其化学成分、生产方法、形态、性能与用途也各不相同,因此也就有不同的分类法,但根据纤维形态和长度大体可分为三大类
1. 连续玻璃纤维或称纺织玻璃纤维其生产方法主要是熔融玻璃液经耐高温材料制作的漏板流出,用高速旋转的滚筒拉制多根纤维束而成经纺织加工后,可制成玻璃纱、布、带、绳和无捻粗纱等制品
2. 定长玻璃纤维或称玻璃长棉它是一根根杂乱的单纤维,可制成毡片或毛纱,毛纱也可制成布、带定长玻璃纤维是采用高速气流喷吹或将熔融玻璃液体拉制成纤维后再经切制而成
3. 玻璃棉玻璃棉是一种纤维长度较短的玻璃纤维,在形态上组织蓬松,类似棉絮,也称为玻璃短棉玻璃短棉是经蒸汽喷吹、离心法、离心喷吹及火焰喷吹等方法加工而成玻璃纤维具有容重小,导热系数低,吸声性好、过滤效率高、不燃烧、耐腐蚀等优良性能,用其长纤维可织成玻璃纤维贴墙布,玻璃纤维布经树脂粘结热压后制成玻璃钢装饰板,玻璃棉经热压加工制成玻璃棉装饰板二 玻璃纤维贴墙布玻璃纤维贴墙布是以中碱玻璃纤维布为基材,表面涂以耐磨树脂,印以彩色图案而成其色彩鲜艳,花样繁多,是一种优良饰面材料在室内使用时,具有不裉色、不老化、耐腐蚀、不燃烧、不吸湿等优良特性,而且易于施工,可刷洗,适用于建筑、车船等内室的墙面、顶棚、梁柱等贴面装饰用贴墙布粘贴于墙面上,当室温15℃、相对湿度9%时,经24小时,其吸湿率不大于
0.5%在1%的肥皂水中煮沸不褪色水泥墙、石灰墙、油漆墙、乳胶漆墙、石膏板墙及层压板墙上均可直接粘贴其物理、机械性能见表7—5表7—5 玻璃纤维贴墙布物理、机械性能指标名称 密度根/cm 断裂强度kg/25×100mm 组织 重量g/m2 耐火性 耐洗性经 纬 经 纬 指标值 20±1 16±1 65 55 斜纹 170——200 离火自熄 在1%肥皂水中煮不裉三 玻璃棉装饰吸声板玻璃棉装饰吸声板是以玻璃棉为主要原料,加入适量的胶粘剂、防潮剂、防腐剂等,经热压成型加工而成的板材玻璃棉装饰吸声板具有质轻、吸声、防火、隔热、保温、美观大方、施工方便等特点,用于影剧院、会堂、音乐厅、播音室、录音室等可以控制和调整室内的混响时间,消除回声,改善室内音质,提高语音清晰度用于旅馆、医院、办公室、会议室、商场以及吵闹场所,如工厂车间、仪表控制间、机房等,可以降低室内噪声级,改善生活环境与劳动条件在此同时它也起到了室内装饰的作用玻璃棉装饰吸声板的品种与规格见表7—6表7—6 玻璃棉装饰吸声板的品种与规格 品 种 规 格mm玻璃棉吸声板 303×303×101820玻璃纤维菱苦土吸声板 500×500半硬质玻璃纤维装饰吸声板 500×500×50硬质玻璃棉装饰吸声板 300×400×16400×400×16500×500×30船形玻璃棉悬挂式吸声板 100×600×8
(四)玻璃钢装饰板玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的俗称,它是以玻璃纤维及其制品为增强材料,以合成树脂为粘结剂,经一定的成型方法制作而成的一种新型材料它集中了玻璃纤维及合成树脂的优点,具有重量轻、强度高、热性能好、电性能优良、耐腐蚀、抗磁、成型制造方便等优良特性它的质量轻、强度接近钢材,因此,人们常把它称为玻璃钢玻璃钢装饰板是以玻璃纤维布为增强材料,以不饱和聚酯树脂为胶粘剂,在固化剂、催化剂的作用下经加工而成的装饰板材玻璃钢装饰板色彩多样、美观大方、漆膜光亮、硬度高、耐磨、耐酸碱、耐高温,是一种优良的室内装饰材料适用于粘贴在各种基层、板材表面上作建筑装饰和家具用玻璃钢装饰板产品规格、花色与产地见表7—7表7—7 玻璃钢装饰板产品规格、花色与产地规格mm 花色 产地1700×920700×500 粗、细木纹,有米黄,深黄咖啡等色石纹、花形图案 贵州雪山1850×850 木纹、石纹、花纹、各种色 昆明2000×850×
0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 江西南康2000×850×
0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 江西九江1850×850×
0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 安徽歙县1700×850×
0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 江西清江1000—2000×100—200 木纹、石纹、花纹、各种色 江苏宜兴150×150500×500 人造大理石贴面 江苏宜兴900×1000200015002000 各种花色 新疆石河子1970×970 广西宜山500×500 各种花色27种 江苏寨桥1800×850×
0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 安徽蚌埠节能玻璃在现代建筑中的设计和应用-注册建筑师考试玻璃结构是建筑物节约能源的薄弱环节,追求建筑的现代感外观与有效节能之间总是存在不易调和的矛盾,因此采用落地大玻璃窗、飘窗、幕墙等玻璃结构受到了客观限制本文重点介绍建筑领域内的新一代节能玻璃热镜中空玻璃、XIR热反射薄膜夹层节能玻璃这些产品为实现建筑师设计、使用大型玻璃结构乃至全玻璃结构建筑的设计理念提供了支持
1.热镜中空玻璃
1.1热镜中空玻璃结构这是一种将低辐射塑料薄膜张悬在两片玻璃之间形成的双中空玻璃结构,可以采用单面和双面镀膜的低辐射塑料薄膜,也可以采用不同光学性能的薄膜以适应不同需要尽管双中空结构可以有效改善玻璃系统的隔热保温性能,玻璃部件的厚度和重量都会大大增加,并会对建筑结构和载荷提出一系列新的要求综合成本和性能的因素,双中空玻璃将只会限于对隔热要求非常苛刻的应用于是,如何在不显著增加重量与厚度的条件下达到更好的隔热保温效果成为建筑设计师和玻璃制造商所面临的一大挑战使用低辐射薄膜可以在基本不增加厚度和重量的情况下增加隔热层数量,使原来普通中空玻璃难以达到的隔热保温性能成为可能当使用三腔结构时(超级热镜),中空结构的厚度仅比普通中空玻璃稍有增加,却可以达到实际使用玻璃系统的最高隔热保温效果
1.2主要技术指标●隔热保温热镜中空玻璃(SC75),K值可达到
1.24;热镜Low-E中空玻璃的K值可达到
1.0;超级热镜中空玻璃(TC88)的K值可达到
0.91据测试,同样的24mm的一般中空玻璃与热镜中空玻璃,在250W的红外线灯照射下,10秒钟后,普通中空玻璃背温达到51℃,热镜背温为23℃;60秒后,前者达到74℃,后者仅为25℃●防止结露以4mm浮法玻璃+8mm氩气+HM88热镜膜+8mm氩气+4mmLow-E玻璃为例,在室温25℃,室外温度-23℃,湿度70%的条件下,该结构能有效防止结露在欧美多项游泳馆工程的成功应用证明,在40摄氏度的温差下使用热镜双中空玻璃有效防止窗玻璃内侧结露,保持了建筑设计风格,并消除了冬季窗口附近的辐射冷感●阳光控制热镜中空玻璃产品可以运用各种可见光透过率的光谱选择性反射薄膜,以满足不同的采光和阳光遮蔽设计要求●高透光率热镜中空玻璃的透明度与一般中空玻璃无异,可见光透射率为70%●高效屏蔽紫外线可以屏蔽
99.5%有害的紫外辐射●高效隔音可隔绝
34.5分贝左右的噪音●有效节省能源据美国科罗拉多州一家使用热镜的麦当劳餐厅统计热镜对普通中空玻璃溢价$7093降低空调系统容量节省额$5715热镜中空玻璃净成本$1298全年节能金额估算$1748加装热镜的直接成本可在9个月收回●热镜用于斜面采光顶玻璃的优势A)在竖直安装的中空玻璃中,由于气体分子的上下运动路径远长于横向运动,垂直于玻璃方向的对流热传导贡献较小B)当中空玻璃倾斜时,由于上下方向的分子运动路径缩短,垂直于玻璃方向的对流热传导增加C在热镜结构中由于热镜薄膜阻挡了气体分子上下运动的路径,垂直于玻璃方向的对流热传导显著降低普通中空玻璃从竖直到27度倾斜,热传导系数(K值)降低30%以上;热镜中空玻璃只降低3%●高度环保完全适应全球建筑环保需求,除中间镀层需焚化处理外,其余组成部分均可回收利用
1.3适用范围建筑门窗、玻璃幕墙、斜面采光部位等一切商用及民用建筑,如游泳馆、室内滑冰场,对温度控制及防止结露、节能环保有很高要求的建筑也可用于成列柜、医用或商用冷冻冷藏设备
2.XIR热反射薄膜夹层节能玻璃
2.1结构介绍多层膜系的低辐射塑料薄膜可以夹层在两片玻璃之间成为兼有阳光隔热和安全功能的夹层玻璃产品XIR夹层节能玻璃是在两片PVB之间加入一张透明的XIR热反射薄膜,再与两片玻璃热合而成的一种新型夹层节能玻璃
2.2主要技术指标夹层/贴膜玻璃-综合性能比较●有效降低能耗可见光透过率高达72%,可见光反射率低至8%,同时反射超过90%的可见光热辐射,阳光得热系数仅为
0.41或
0.47☆高效屏蔽紫外线XIR夹层玻璃可以阻挡高达
99.8%的紫外线☆显著隔音基于XIR夹层玻璃特殊的夹层结构,可以有效降低噪声干扰☆安全性提高由于XIR夹层玻璃结构特殊,使其具有更高的抗冲击性能XIR夹层节能玻璃适用范围广泛用于大型节能建筑物的外窗、采光顶、美术馆、图书馆、博物馆、植物园、长廊、录音棚、柜台、橱窗及高级车窗玻璃等方面,尤其适用于银行及军事、信息等有特殊的需求部门的建筑玻璃构件建筑玻璃现阶段的发展趋势以及应用分析 随着建筑多元化的发展,建筑玻璃的已经成为建筑多样化和建筑功能化的关键组成部分,尤其是最近几年建筑用深加工玻璃的品种、数量也得到了很大的发展,产品质量有了很大的提高但是一些建筑使用的深加工玻璃出现了如钢化玻璃自爆、中空玻璃漏气等多种问题,造成很大的损失
(一)世界建筑的发展对玻璃的要求变化 从20世纪60年代,随着第一个玻璃幕墙出现开始,建筑幕墙一直占据着建筑市场的主导位置并引领着建筑行业技术的发展 到目前,建筑对玻璃的要求经过了从白玻、本体着色玻璃、热反射镀膜到低辐射镀膜玻璃的变化玻璃的颜色也由无色、茶色、金黄色到兰色、绿色并最后向通透方向的发展变化随着现代建筑设计理念向人性化、亲近自然以及世界各国对能源危机的忧患意识提高,对建筑节能的重视程度也越来越高,对玻璃的要求也逐步向功能性、通透性进行转变全世界建筑行业对玻璃的要求有向高通透、低反射或者减反射的方向转变的趋势
(二)建筑玻璃的主要应用品种及特点
1、钢化玻璃 它是利用加热到一定温度后迅速冷却的方法,化学方法进行特殊处理的玻璃一般是在原来普通的浮法玻璃基础上,经过将玻璃加热到软化点温度再经过淬火处理,使玻璃内部中心部位具有张应力而玻璃表面部位具有压应力并达到均匀应力平衡的玻璃产品钢化玻璃的品种包括化学钢化也称离子钢化和物理钢化两种; 化学钢化玻璃的特点是由于采用颗粒较大的离子如钾离子置换玻璃表面的钠离子,在约400度的温度下经过一定的工艺制作完成;化学钢化玻璃可以切割、热弯等,但经过高温加工后的玻璃强度会受影响;化学钢化玻璃的初始强度可以达到原片的6-7倍,但是随着使用时间加长,性能会衰减;由于离子置换的特殊性,多数使用在超薄的玻璃上 物理钢化玻璃的特点是强度高,一般强度可以达到普通平板玻璃的4倍左右;安全—钢化玻璃破碎后立即分裂成没有尖角产生的小颗粒;缺点是存在自暴的可能; 物理钢化玻璃也同样存在着两个品种即全钢化玻璃及热增强玻璃之分,热增强玻璃不存在自暴现象,但是强度仅仅是普通玻璃的两倍左右,多数应用在高层建筑,提高抗风压性能;热增强玻璃不属于安全玻璃
2、夹层玻璃 夹层玻璃是由一层玻璃与一层或多层玻璃、塑料材料夹中间层而成的玻璃制品,中间层是介于玻璃之间或玻璃与塑料材料之间起粘结和隔离作用的材料,使夹层玻璃具有抗冲击、阳光控制、隔音等性能; 夹层玻璃的特点是安全—即使破碎,也不会对人造成伤害,如汽车风挡玻璃;阻挡紫外线,减少物体退色 PVB胶片可以减少达到99%以上的紫外线;缺点是降低采光性能、玻璃自重增加
3、镀膜玻璃 镀膜玻璃俗称热反射玻璃,包括阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃(Low-E)玻璃两个品种镀膜形成的原理是在原片玻璃表面镀上金属或者金属氧化物/氮化物膜,使玻璃的遮蔽系数降低又称低辐射玻璃、“Low-E”玻璃(lowemissivitycoatedglass),是一种对波长范围
4.5μm-25μm的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能,称为阳光控制低辐射玻璃 镀膜玻璃主要有两个系列的品种,一种是在线镀膜玻璃,也称气相蒸发镀膜玻璃;一种是离线镀膜玻璃,也称磁控溅射镀膜玻璃在线汽相蒸发镀膜玻璃的特点是持久的/损伤阻抗,无制作程序限制;可以钢化、切割、热弯处理及其他二次加工;没有去边和密封相容性的问题; 磁控溅射镀膜玻璃的特点是产品性能及使用范围广泛;溅射程序要求员工具有好的操作习惯;二次加工过程中需要删除边部;合成中空玻璃时采用的密封剂必须与膜层相容;可以采用已经钢化的玻璃加工制成钢化镀膜玻璃,多数不能直接用于钢化;多数不能异地加工,而必须在镀膜玻璃生产完成后尽快加工合成中空玻璃使用
4、中空玻璃 中空玻璃是由两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封,使玻璃层间形成有干燥气体空间的制品目前市场上大部分的中空玻璃全部为胶封中空玻璃,而胶封中空玻璃又分为传统铝条及暖边密封方式Swiggle暖边中空玻璃在世界上第一个提出暖边概念并一直引领着世界暖边中空玻璃的发展方向要满足不同的建筑性能需求,必须采用多品种组合的复合玻璃产品,如着色中空玻璃、着色夹层玻璃、镀膜中空玻璃、彩釉中空玻璃、彩釉夹层玻璃、镀膜夹层中空玻璃等等由于中国地域辽阔,南北气候特征差异悬殊,因此对建筑玻璃性能指标的要求不尽相同;此外不同功能用途的建筑物对玻璃的节能性、隔声性及采光的要求也有所差异因此,设计师或使用者在选择玻璃时必然面临这样的问题什么样的玻璃、怎样的复合玻璃结构能满足建筑物的性能要求?不同地区甚至建筑物的不同部位是否应选择同样的玻璃?而对于玻璃深加工企业来说,设计师的设计结构配置是否合理?要求企业制作的产品是否能够达到设计要求?如何避免产品出现质量问题?将是十分关键的问题
(三)建筑用玻璃容易出现的问题及解决办法
1、NiS导致钢化玻璃的自爆问题 硫化镍引起热增强以及钢化安全玻璃自爆的问题,在最近的几年在我国许多幕墙工程上十分普遍,也给很多企业造成极大的损失,虽然业内人士尝试使用多种测量方法解决这个问题,但是由于一直没有完全成功,仍然在建筑幕墙以及许多现代建筑上遗留了非常实际的问题本文重点探讨NiS引起钢化玻璃自爆的机理 概述 由于浮法玻璃制作工艺的原因,玻璃内部可能包含硫化镍杂质,这些杂质以小水晶状态存在,在一般情况下,不会造成玻璃破损,但是在玻璃熔化以及钢化处理过程中,经过稳态390℃的温度条件,改变了α态-硫化镍NiS的组成 在这个过程中,由于玻璃冷却速度快,导致NiS没有转换所需要的时间,因而被冰冻在玻璃成分内,硫化镍NiS没有转换本身的相态β态-硫化镍NiS的体积较α态-硫化镍NiS的体积高
2.2%到4%,从α态-硫化镍NiS到β态-硫化镍NiS转换可以导致玻璃内部产生诱导应力、压力导致在包含物周围产生半圆的裂纹,这些变化在尺寸达到临界之前一直是稳定的,最终取决于玻璃内部包含物周围环境压力状况 在室温条件下,α态-硫化镍NiS到β态-硫化镍NiS转换是缓慢的,需要很长时间当Nis的体积增长超过钢化玻璃可以接受的临界状态时,自爆就会发生NiS具有典型的熟化周期,最长的可以达到4-5年的时间,主要引起的原因是玻璃与硫化镍NiS的热膨胀系数不同造成的 欧洲标准prEN14179-1已经提议采用热浸程序克服钢化玻璃自爆的问题,这是破坏性实验,经过2个小时在290±10℃的温度下,消除硫化镍包含物对玻璃的挤压 自爆起始点 硫化镍导致钢化玻璃自爆引发点典型的是出现在玻璃中心部位,形状类似“蝶形”,两个翅膀组成的形状类似五边形或者六边形,见图1对玻璃石头做微量分析显示,在玻璃断面中心位置经常发现镍和硫磺附加在非常小的金属如铁以及铜上,显微镜显示,硫镍矿NiS是主要成分从另一方面看,“蝶形”的出现并不一定能够证明是硫化镍NiS出现造成,也有其他材料能够导致钢化玻璃出现相同的现象,因为玻璃内部储存了太高的能量 硫化镍石头大多数具有球形组成,有时,他们也有一些椭圆形状,这就显示,在玻璃熔化过程中,他们一定被熔化而且没有与玻璃融合因此,象油在水中一样,他们形成小滴游离在玻璃溶液中另一方面,石头表面是粗糙的,显示在玻璃冷却过程中发生了结晶化从高温到低温过程中出现同素相态转换 同素相态转换、热膨胀、化学合成等,这个同素相态转换是导致钢化玻璃自爆的真正原因,NiS包含物遭受相态转换,导致结晶体膨胀虽然也存在其他相态的硫化镍(如Ni7S
6、Ni3S4或者Ni3S2),但是他们与钢化玻璃自爆没有关系,真正导致钢化玻璃自爆的仅仅是NiS NiS硫化镍化合物的热膨胀系数大约为14×10-6(平均在20-300℃)和16×10-6(大约在350-500℃高温),这些数值较玻璃的热膨胀系数(在相同温度范围内为9×10-6)高另外,α态-硫化镍NiS理论上可以包括更多的硫(NiSx1≤x
1.08),实际上,经常发现在α态-NiS中有铁的痕迹这些NiFezSx是具有与他们本身特性不同的地方(如同素相态转换以及从α态-硫化镍NiS到β态-硫化镍NiS转换的速度) NiS包含物的粒子尺寸变化大约在
0.05mm到
0.6mm之间,平均在
0.2mm,所有的能够导致自爆的NiS包含物都在钢化玻璃的内部,在玻璃厚度方向25%-75%的范围之间(即玻璃的张力区)建筑环境设计中玻璃的应用探讨 玻璃是当今装饰材料中最常见的材料之一也是最早被作为透光的材料之一随着建筑技术的不断发展,玻璃在建筑中的用途越来越广,玻璃、建筑、环保之间的关系也越来越密切 节能玻璃的种类及特点 节能玻璃是指某些特定的产品,如中空玻璃、热反射玻璃、Low-E玻璃等它可以根据具体建筑物的设计要求而定按照节能途径和性能参数,节能玻璃可大致分为以下几类通过对这些性能参数进行调整、搭配,节能玻璃就可以应用于不同地区的建筑物上,产生最佳的节能效果
(1)吸热玻璃 吸热玻璃是一种能够吸收太阳能的平板玻璃,它是利用玻璃中的金属离子对太阳能进行选择性吸收,同时呈现出不同的颜色有些夹层玻璃胶片中也掺有特殊的金属离子,用这种胶片可以生产出吸热的夹层玻璃吸热玻璃一般可减少进入室内的太阳热能的20%~30%,降低了空调负荷吸热玻璃的特点是遮蔽系数比较低,太阳能总透射比、太阳光直接透射比和太阳光直接反射比都较低,可见光透射比、玻璃的颜色可以根据玻璃中金属离子的成分和浓度变化吸热玻璃的可见光反射比、传热系数、辐射率则与普通玻璃差别不大
(2)热反射玻璃 热反射玻璃是对太阳能有反射作用的镀膜玻璃,其反射率可达20%~40%,甚至更高它的表面镀有金属、非金属及其氧化物等各种薄膜,这些膜层可以对太阳能产生一定的反射效果,从而达到阻挡太阳能进入室内的目的在低纬度的炎热地区,夏季可节省室内空调的能源消耗,它同时具有较好的遮光性能,使室内光线柔和舒适另外,这种反射层的镜面效果和色调对建筑物的外观装饰效果都较好热反射玻璃的遮蔽系数、太阳能总透射比、太阳光直接透射比和可见光透射比都较低,太阳光直接反射比、可见光反射比较高,而传热系数、辐射率则与普通玻璃差别不大
(3)低辐射玻璃 低辐射玻璃又称为Low-E玻璃,是一种对波长在4.5~25um范围的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃,它具有较低的辐射率冬季,它可以反射室内暖气辐射的红外热能,辐射率一般小于0.25将热能保护在室内夏季,马路、水泥地面和建筑物的墙面在太阳的暴晒下,吸收了大量的热量并以远红外线的形式向四周辐射低辐射玻璃的遮蔽系数、太阳能总透射比、太阳光直接透射比、太阳光直接反射比、可见光透射比和可见光反射比等都与普通玻璃差别不大,其辐射率、传热系数比较低
(4)中空玻璃 中空玻璃是将两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并对周边粘接密封,使玻璃层之间形成有干燥气体的空腔,其内部形成了一定厚度的被限制了流动的气体层由于这些气体的导热系数大大小于玻璃材料的导热系数因此具有较好的隔热能力中空玻璃的特点是传热系数较低与普通玻璃相比其传热系数至少可降低40%,是目前最实用的隔热玻璃我们可以将多种节能玻璃组合在一起,产生良好的节能效果
(5)真空玻璃 真空玻璃的结构类似于中空玻璃,所不同的是真空玻璃空腔内的气体非常稀薄,近乎真空其隔热原理就是利用真空构造隔绝了热传导,传热系数很低根据有关资料数据,同种材料真空玻璃的传热系数至少比中空玻璃低15%
(6)普通玻璃 普通玻璃可以通过贴膜产生吸热、热反射或低辐射等效果由于节能的原理相似贴膜玻璃的节能效果与同功能的镀膜玻璃类似随着玻璃深加工技术的不断创新特别是薄膜技术的飞速发展,一些新型的镀膜玻璃产品已不是单一功能的节能玻璃它可以是一种复合了多种功能的节能玻璃,如阳光控制型低辐射玻璃结合了热反射、低辐射和吸热等多种特性 合理选择节能玻璃 据统计,我国的建筑能耗占社会总能耗的30%,随着社会经济的发展,这个比例还会不断增长因此,提高玻璃的节能性能已经成为实现建筑节能的关键外窗是外围护结构的主要组成部分,不但要满足采光、通风、散热和观赏等基本功能,还应具备良好的保温、隔热和隔声等性能但是,外窗的能耗比较大,据研究,其耗热量约占建筑总耗热量的40%又由于玻璃占整个窗户面积很大,成为建筑物外围护结构中隔热、保温最薄弱的环节随着玻璃品种越来越多,玻璃的节能已成为降低建筑外窗能耗损失的首要目标,从而满足整个建筑物节能的需求具体来说,要考虑玻璃的遮阳系数Sc、传热系数U分冬季、夏季值U值越低,玻璃阻隔热传导的性能就越好因此,尽量选择U值低的玻璃产品,最好选择Low-E中空玻璃当对玻璃的隔热性能有更高要求时,可选择充有氩气的Low-E中空玻璃不同地区应该选择不同Sc值的玻璃或中空组装方式 在寒冷地区,太阳辐射对保持室内温度是有利的因此,不宜采用折射率低、遮阳系数小且不能有效利用太阳能采暖的玻璃,如单片热反射玻璃、Low-E玻璃或Solar-E玻璃等,可以使用保温性能好的透明中空玻璃在夏热冬暖地区,建筑耗能主要为室内外温差传热耗能和太阳辐射耗能,特别是太阳辐射耗能占建筑耗能的很大比例,是夏季得热的最主要因素,直接影响到室内的热环境因此,这个地区应最大限度地控制进入室内的太阳能,选择窗玻璃时主要考虑玻璃的反射系数,尽量选择Sc较小的玻璃在夏热冬冷地区,夏季炎热,冬季寒冷潮湿,选择窗玻璃时应充分考虑冬、夏两季的需求,但应以夏季遮阳为主这个地区玻璃的选择与夏热冬暖地区类似,选择单片热反射玻璃、Low-E玻璃或Solar-E玻璃,中空玻璃外片选择吸热玻璃、热反射玻璃、吸热的Low-E玻璃或Solar-E玻璃,内片选用透明玻璃或Low-E玻璃 节能玻璃在采暖中的运用 被动式采暖太阳房通过对建筑朝向和周围环境的合理布置,对建筑内外空间的巧妙处理及建筑材料和结构、构造的恰当选择,使房屋做到冬季采暖保温,夏季遮阳散热被动式太阳能采暖按照系统供暖方式,可分为直接受益式、集热蓄热墙式、附加阳光间式和组合式等几种
(1)直接受益式 它利用南窗直接接受太阳能辐射供热,是被动式太阳能采暖方式中最简单的一种其特点是让阳光直接加热采暖房间,把房间本身当成一个包括有太阳能集热器、蓄热器和分配器的集合体,供热效率较高,但是它在晚上降温较快、室内温度波动较大,比较适用于仅需要在白天供热的办公楼、学校等
(2)集热蓄热墙式 在南向玻璃窗里面的蓄热墙外表涂上黑色涂料,上下开设风口白天阳光入射到特朗勃墙上被墙面吸收转变为热能,加热墙与玻璃之间的空气,热空气上升,由上部风口进入室内,室内冷空气由下部风口流入墙与玻璃之间的空气通道,形成自然的热循环晚上热量通过墙体辐射传导进入室内,宜关闭上下风口,以防逆循环
(3)附加阳光间式阳光间附加在房间南侧,中间用一堵墙把房间与阳光间隔开阳光间的南墙或屋面为玻璃或其他透光材料在房间之间的公共墙上开设门、窗等孔洞阳光间得到太阳的照射被加热,其温度始终高于室外的环境温度这样既可在白天通过对流经门、窗给房间供热,又可在夜间作为缓冲区,减少房间热损失
(4)组合式 组合式太阳房是由上述两种或两种以上基本类型组合而成的被动式太阳房不同的采暖方式结合使用,可以形成互为补充的、更为有效的被动式太阳能采暖系统实际建成的太阳房大多为组合式 玻璃在建筑采光中的运用 20世纪中后期,随着经济不断发展,人们对生产及生活环境的要求越来越多样化,尤其需要天然采光于是,建筑师就力图采用丰富多彩的建筑造型,如外形有带坡的、圆形的或锥形的,以符合建筑造型的需要,同时提高天然采光效率玻璃采光顶按照组合方式可分为单体(即单个玻璃采光顶)、群体(由若干单体玻璃采光顶在钢结构或钢筋混凝土结构支撑体系上组合成一个玻璃采光顶群)、联体(由几种玻璃采光顶和玻璃幕墙以共用杆件连成一个整体的玻璃顶和墙面系统)玻璃采光顶按照其支架杆件用料可分为钢玻璃采光顶、铝合金玻璃采光顶、玻璃框架玻璃采光顶玻璃采光顶按其设置方式分有敞开式和封闭式敞开式是指通廊或雨蓬上的采光顶;封闭式是位于封闭空间的顶盖或屋盖上的采光顶玻璃采光顶按功能也可分为密闭型和非密闭型两种密闭型是用于封闭空间的玻璃采光顶,非密闭型是用于敞开空间的玻璃采光顶 玻璃采光顶最大的问题是保温隔热性能较差,如果室内外温差较大,容易产生冷凝水解决冷凝水问题有3种办法首先是可以考虑采用双层玻璃,改善其保温隔热性能;其次是将玻璃顶设计成一定的坡度和弧度,并组织好完善的排水系统一般来说,玻璃采光顶坡面与水平的夹角以18~45度为宜还有一种方法是在玻璃顶下面的墙体上留出通风的缝或孔,让外面的冷空气渗入室内,使玻璃顶的内外侧温差减小,玻璃顶下面难以形成凝结水了,而且还可以改善室内的空气质量,但会导致有一些能源损失。