玻璃钢波形瓦-《土木工程材料》最新研究成果

2023-09-01 理论教育版权反馈

【摘要】：玻璃钢波形瓦是用聚酯树脂和玻璃纤维为原料，用手工糊制而成，如图6.16所示。据测量，当室外温度为－10℃时，单层玻璃窗前的温度为－2℃，而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。图6.18隐框玻璃幕墙图6.19全玻璃幕墙全玻璃幕墙面板玻璃厚度不宜小于10 mm，夹层玻璃单片厚度不应小于8 mm；玻璃幕墙肋截面厚度不小于11 mm，截面高度不应小于100 mm。图6.20玻璃幕墙的光污染首先，光污染是制造意外交通事故的凶手。

玻璃钢波形瓦是用聚酯树脂和玻璃纤维为原料，用手工糊制而成，如图6.16所示。其规格尺寸为：长度1 800 mm，宽度740 mm，厚度0.8～2.0 mm。其具有质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、耐冲击、透光率高等优点，一般用于工业厂房的采光带、凉棚等。

【拓展与延伸】

新型墙体材料的发展──玻璃幕墙

1.玻璃幕墙的定义

玻璃幕墙（reflection glass curtainwall），是指由支承结构体系可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。墙体有单层和双层玻璃两种。玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代主义高层建筑时代的显著特征。

2.玻璃幕墙的功能作用

现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。据测量，当室外温度为－10℃时，单层玻璃窗前的温度为－2℃，而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。而在炎热的夏天，双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热，阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热。因此使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。

3.玻璃幕墙的基本分类

（1）框架支撑玻璃幕墙

框架支撑玻璃幕墙是指玻璃面板周边由金属框架支撑的玻璃幕墙，主要包括以下两种：

①明框玻璃幕墙。

明框玻璃幕墙是指金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙，如图6.17所示。它以特殊断面的铝合金型材为框架，玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有集架结构和固定玻璃的双重作用。明框玻璃幕墙是最传统的形式，应用也最广泛，工作性能可靠。相对于隐框玻璃幕墙，更易满足施工技术水平要求。

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图6.17　明框玻璃幕墙

②隐框玻璃幕墙。

隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框，如图6.18所示。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种。半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐，也可以是竖明横隐。隐框玻璃幕墙的构造特点是：玻璃在铝框外侧，用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框黏结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。

（2）全玻璃幕墙

全玻璃幕墙是指由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙，如图6.19所示。

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图6.18　隐框玻璃幕墙

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图6.19　全玻璃幕墙

全玻璃幕墙面板玻璃厚度不宜小于10 mm，夹层玻璃单片厚度不应小于8 mm；玻璃幕墙肋截面厚度不小于11 mm，截面高度不应小于100 mm。当玻璃幕墙超过4 m（玻璃厚度10 mm、11 mm）、5 m（玻璃厚度15 mm）、6 m（玻璃厚度19 mm）时，全玻璃幕墙应悬挂在主体结构上。吊挂全玻璃幕墙的主体构件应有足够刚度，采用钢桁架或钢梁作为受力构件时，其中心线与幕墙中心线相互一致，椭圆螺孔中心线应与幕墙吊杆锚栓位置一致。吊挂式全玻璃幕墙的吊夹与主体结构之间应设置刚性水平传力结构。所有钢结构焊接完毕，应进行隐蔽工程验收，验收合格后再涂刷防锈漆。

全玻璃幕墙玻璃面板的尺寸一般较大，宜采用机械吸盘安装，允许在现场打注硅酮结构密封胶。全玻璃的板面不得与其他刚性材料直接接触。板面与装修面或结构面之间的空隙不应小于8 mm，且应采用密封胶密封。

4.玻璃幕墙的使用特点

（1）优点

玻璃幕墙是当代的一种新型墙体，它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑，如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦等建筑都采用了玻璃幕墙。香港中国银行大厦、北京长城饭店和上海联谊大厦也相继采用。

反光绝缘玻璃厚6 mm，墙面自重约50 kg/m2，有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。

幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜，从外观上看整片外墙犹如一面镜子，将天空和周围环境的景色映入其中，光线变化时，影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下，室内不受强光照射，视觉柔和。1983年中国首次在北京长城饭店工程中采用。

去过美国纽约的人大都会被其繁华的都市风貌所折服，那高耸入云的摩天大楼蔚为壮观，而其通体的玻璃幕墙映衬出清澈的蓝天和飘舞的白云，更为之增添了绚丽的色彩。那么，玻璃幕墙是怎么做成的呢？玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se 等，并经钢化制成颜色透明的板状玻璃，它可吸收红外线，减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。

（2）缺点

①光污染。

玻璃幕墙也存在着一些局限性，例如光污染、能耗较大等问题。但这些问题随着新材料、新技术的不断出现，正逐步纳入到建筑造型、建筑材料、建筑节能的综合研究体系中，作为一个整体的设计问题加以深入的探讨。

玻璃幕墙大约于20世纪80年代传入我国，深圳、广州、北京、上海等大中城市中，大面积采用玻璃幕墙的建筑随处可见，但是，在城市建筑中使用的玻璃幕墙就是最典型的白亮污染制造者。玻璃幕墙的光污染，是指高层建筑的幕墙上采用了涂膜玻璃或镀膜玻璃，当直射日光和天空光照射到玻璃表面时由于玻璃的镜面反射（即正反射）而产生的反射眩光，如图6.20所示。生活中，玻璃幕墙反射所产生的噪光，会导致人产生眩晕、暂时性失明等不良反应，且常常发生事故。

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图6.20　玻璃幕墙的光污染

首先，光污染是制造意外交通事故的凶手。矗立在交通繁忙道路旁或十字路口上的一幢幢玻璃幕墙大厦，就像一大块几十米宽、近百米高的巨大镜子，在太阳光下熠熠闪光，并对地面车辆和红绿灯进行反射（甚至是多次反射）。反射光进入高速行驶的汽车内，会造成人的突发性暂时失明和视力错觉，在瞬间会刺激司机的视线，或使其感到头晕目眩，给行人和司机造成严重危害。其次，光污染也给附近的居民生活带来了麻烦，尤其是那些建在居民小区附近的玻璃幕墙，会对周围的建筑形成反光。据光学专家研究，镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈，其反射率高达82%～90%。夏日阳光被反射到居室中，使室温平均升高4～6℃，影响人们的正常居住使用。长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，容易导致视力下降，产生头晕目眩、失眠、心悸、食欲下降及情绪低落等类似神经衰弱的症状，使人的正常生理及心理发生变化，长期下去会诱发某些疾病。此外，玻璃幕墙很容易被污染，尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区，玻璃幕墙更易蒙尘纳垢，这对城市景观而言，非但不能增“光”，反而丢“脸”。还有的一些玻璃幕墙所用材质低劣，施工质量不高，出现色泽不均匀，波纹各异，导致玻璃幕墙如同哈哈镜一般，在阳光下，每块玻璃不是显现均衡一致的光影，而是四处漫射。显然，这样的建筑物，难以使人联想到明快、豪华，只能使人感到光怪陆离和滑稽可笑，城市形象也因此大打折扣。当然，光污染虽然危害很大，但只要采取适当措施还是可以预防的。

防止玻璃幕墙反光的问题有三招：第一，选材要选用毛玻璃等材质粗糙的，而不应使用全反光玻璃；第二，要注意玻璃幕墙安装的角度，尽量不要在凹形、斜面建筑物使用玻璃幕墙；第三，可以在玻璃幕墙内安装双层玻璃，在内侧的玻璃贴上黑色的吸光材料，这样既能大量地吸收光线，又能避免反射光影响市民。

②玻璃自爆。

由于新建建筑在设计时的玻璃板面尺寸越来越大以及各种玻璃幕墙的日益增多，各种玻璃在安装后产生破裂“自爆”的现象时有发生。有的建筑的脚手架尚未开始拆除，玻璃就开始连续地发生“自爆”，并且出现伤人的事件。“自爆”只是大量钢化玻璃中的个别现象，但是许多单独事例汇集在一起，就成为社会和媒体热炒的题材。其实，事实并非如此的。出现玻璃破损现象的因素较多，在国外同样也出现过玻璃“自爆”的“玻璃雨”现象。

所谓的钢化玻璃“自爆”，主要是由于玻璃中存在的微小的硫化镍、单质多晶硅、Al2O3等杂质，在外应力的连续作用下，超出玻璃的许用应力，而产生的具有“蝴蝶斑”状态的破损。

玻璃由于其晶体结构的原因，其抗压强度大，而抗弯和抗折的强度低。因此，当外界作用于玻璃表层的张应力超过玻璃强度允许范围时，玻璃就会破损。引起玻璃破损的原因主要有：设计方面的原因；生产环节的原因；运输领域的原因；安装时产生的原因；建筑物沉降的原因；人为的原因；天灾的原因；玻璃原片的质量问题等。

③防火能力差。

玻璃幕墙是不可燃烧的材料，但在烈火面前，它可以融化或软化，在烈火中只用很短的时间就会发生玻璃破碎，因此在建筑设计中要充分考虑建筑的防火要求。

④结构胶易失败。

幕墙因长期受自然环境的不利因素，结构胶易老化、失效，造成玻璃幕墙坠落。在设计时应尽量采用明框或者半隐框玻璃幕墙，因为即使结构胶失败，由于框架的支撑和约束作用，也会大大降低玻璃坠落的概率。

⑤热应力造成玻璃破碎。

玻璃受热会膨胀，如果受热不均匀，在玻璃内部会产生拉应力，当玻璃边部有细小的裂纹时，这些小瑕疵很容易受热应力的影响，导致玻璃破损。因此在安装玻璃时应对玻璃边部进行精细加工处理，以减少裂纹出现。

⑥渗水。

玻璃幕墙渗水的原因很多，但主要多与施工水平和密封材料选择关系较大，因此应挑选技术水平过硬的施工单位，并选用符合国家标准的密封材料，以最大限度地降低渗水现象。

【复习与思考】

①烧结普通砖的技术性质包含哪些内容？