新型夾層玻璃幕墻與夾層玻璃幕墻計算

一、前言
　　
　　1.1什么是夾層玻璃？

　　夾層玻璃是由兩片或兩片以上玻璃，由中間層與玻璃牢固的韌性粘接合成的復(fù)合玻璃制品。中間層一般為透明的有機(jī)材料。夾層玻璃具有很高的抗沖擊和抗貫穿性能，在受到?jīng)_擊破碎時，使得無論垂直安裝還是傾斜安裝，均能抵擋意外撞擊的穿透。一般情況下，而且還能保持一定的可見度，從而起到安全防護(hù)作用。因此，又稱為夾層安全玻璃。

　　
　　1.2夾層玻璃在建筑物上的應(yīng)用：

　　（1）外開窗、屋面玻璃、吊頂、采光窗等部位   這些部位均可使用夾層玻璃。特別是當(dāng)屋面玻璃最高點(diǎn)距離地面大于5m時，必須使用夾層玻璃。

　　（2）人群集中的公共場所和運(yùn)動場所中裝配的有框玻璃隔斷、電梯上用于展望外景的展望窗、樓梯扶手用玻璃、屋頂廣場及陽臺欄桿等   這些部位均可使用夾層玻璃。這些部位均是與人體接觸較多的部位，夾層玻璃不僅可以降低玻璃破裂后剝落碎片對人體的傷害，還可以確保沖撞人體不會由于玻璃從框架中的脫落而墜落，同時也保證了欄桿下方人身與財產(chǎn)的安全。

　　（3）室內(nèi)隔斷及展覽櫥窗   這些部位使用夾層玻璃時，隔斷及櫥窗的面積大小會因空間和墻面的大小及設(shè)計師的設(shè)計而不同。

　　（4）浴室內(nèi)用玻璃   主要使用在洗浴空間與衛(wèi)生潔具的隔斷部位。

　　（5）幕墻   當(dāng)PVB夾層玻璃用于幕墻時，框支承玻璃幕墻用夾層玻璃的單片玻璃厚度不得小于5mm；采用浮頭式連接件的點(diǎn)支承玻璃幕墻用夾層玻璃的單片玻璃厚度不得小于6mm，采用沉頭式連接件的點(diǎn)支承玻璃幕墻，用夾層玻璃的單片玻璃厚度不得小于8mm。

　　（6）水族館和游泳池的觀察窗、觀察孔  一般情況下，這些部位應(yīng)使用夾層玻璃。一旦玻璃意外破裂，夾層玻璃仍可以完整地保持在框架內(nèi)，使管理人員有機(jī)會進(jìn)行更換，避免重大損失。

　　（7）特殊夾層玻璃的應(yīng)用
　　夾層玻璃在上述部位的應(yīng)用可以滿足建筑物的相關(guān)安全要求。由于夾層玻璃的特殊結(jié)構(gòu)，必要時，如果通過采用特殊的原材料和專門的制作工藝，夾層玻璃還可以成為一些能承受住各種復(fù)雜的動態(tài)結(jié)構(gòu)荷載的特殊的安全玻璃產(chǎn)品，如：防盜玻璃、防彈玻璃、防爆(炸)玻璃、電磁屏蔽玻璃(電子保密玻璃)、防臺風(fēng)玻璃、防震玻璃等。

　　
二、防止玻璃外窗、幕墻和玻璃采光頂的玻璃爆裂需要防飛濺、防墜落的玻璃。
　　
　　2.1哪些是防飛濺防墜落玻璃。

　　1）粘接不掉、嵌固不墜的夾層玻璃。

　　2）粘接不掉、嵌固不墜的夾膠玻璃貼膜玻璃。日本高層建筑玻璃幕墻上使用（全）鋼化玻璃，必須增貼一層防飛散膜，以確保安全。

　　3）粘接不掉或嵌固不墜的半鋼化玻璃。如果半鋼化玻璃破壞時，盡管其碎片大，仍有可能保留在框架中，而維持不散落則其傷人的可能性反而會小些
　　
　　2.2玻璃采光頂和高層建筑玻璃外窗、幕墻宜使用防飛濺防墜落玻璃。

　　玻璃采光頂和高層建筑玻璃外窗、幕墻不宜使用全鋼化玻璃。鋼化玻璃自爆是當(dāng)前玻璃幕墻、玻璃采光頂安全迫切需要觧決重要的問題。但是對于安全玻璃的概念，傳統(tǒng)的概念是，（全）鋼化玻璃屬于安全玻璃。其根據(jù)除了強(qiáng)度較高外，主要是由于（全）鋼化玻璃破碎時會整塊玻璃全部破碎成蜂窩狀鈍角小顆粒，不易傷人。通過這次調(diào)查和眾多事故實(shí)踐，對于這一概念提出了質(zhì)疑，關(guān)于高層建筑玻璃幕墻、玻璃采光頂使用安全玻璃問題，有討論的必要。 對于高層建筑玻璃幕墻、玻璃采光頂使用安全玻璃，其安全的主要擔(dān)心是玻璃破碎高空墜落傷人。這里應(yīng)該包含三部分要求：

　　1）是玻璃具有足夠的強(qiáng)度，使其承受設(shè)計荷載不破壞。

　　2）是玻璃具有防碰碎散落性，使其處于破碎狀態(tài)時保證不會墜落飛散——隨而不散落；

　　3)是玻璃具有不易傷人的破壞形態(tài)，避免大塊銳利碎片，而呈鈍角，圓滑小顆粒狀——但若從高空散落則有落則不論形態(tài)。以上三要素應(yīng)該是把握與控制高層建筑玻璃外窗、幕墻、玻璃采光頂安全玻璃的要點(diǎn)。

　　全鋼化玻璃具備較高強(qiáng)度和其破壞形態(tài)為鈍角小顆粒這兩個安全因素，但不具備防破碎散落性這一對高層建筑玻璃幕墻而言關(guān)鍵性的安全因素、因此而帶來的不安全后果是，全鋼化玻璃破碎后的大群呈鈍角的碎片，從高處和高層散落而下，即使顆粒較小，但速度已很大，同樣能傷人。其中的罪魁禍?zhǔn)妆闶亲杂陕潴w重的重力速度。所以，對建筑玻璃幕墻、玻璃采光頂?shù)牟Ａ�是否安全，最重要的是不破壞和碎片不散落。不論何種形態(tài)的玻璃碎片，從高處、高層建筑上散落而下，都是危險的甚至是致命的。 此外，全鋼化玻璃自爆破壞是無先兆的，是目前尚無有效的完全防止的方法，是玻璃的癌癥，玻璃自爆破碎和高空散落，便成為高層建筑玻璃幕墻、玻璃采光頂使用全鋼化玻璃并不安全的基本技術(shù)依據(jù)。因此，在一定高度下使用全鋼化玻璃被認(rèn)為是安全的，而超過一定高度使用它則應(yīng)認(rèn)為是不安全的。安全是一個相對的概念，是有條件的；不是絕對的，無條件的。對安全玻璃的傳統(tǒng)概念，脫離使用條件，僅僅只從其碎片形態(tài)來定義，可能是不全面的。因此，在很多國外玻璃幕墻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中都明確玻璃幕墻、玻璃采光頂使用防飛濺防墜落玻璃。“強(qiáng)而不自爆，碎而不散落”防飛濺防墜落玻璃才是玻璃幕墻、玻璃采光頂使用的安全玻璃。

　　
　　2.3臺風(fēng)地區(qū)的玻璃外窗、幕墻和玻璃采光頂更需要防飛濺、防墜落防臺風(fēng)玻璃。

　　(1)臺風(fēng)是大氣層氣壓突然轉(zhuǎn)變所引起的，臺風(fēng)從海面吹上岸及經(jīng)過建筑吋，建筑物除受到威力巨大的狂風(fēng)襲擊之外，有時還會遭到風(fēng)暴中被卷起的碎石、樹枝等雜物的襲擊，這種沖擊荷載促使鋼化玻璃爆裂飛濺。

　　(2)臺風(fēng)地區(qū)的玻璃外窗、幕墻和玻璃采光頂?shù)牟ＡП�裂飛濺之后，建筑物出現(xiàn)破洞，風(fēng)將由破認(rèn)司直入建筑物內(nèi)造成強(qiáng)大內(nèi)壓，臺風(fēng)的外、內(nèi)壓共同作用，掀翻屋頂、墻壁倒塌。

　　(3)防臺風(fēng)玻璃可抵抗夾帶碎石風(fēng)暴的撞擊而不會破碎。即使碎了，破了玻璃也要l留在窗框里，而不會掉落。保留在窗口的玻璃必須能抗拒不斷轉(zhuǎn)變風(fēng)向的強(qiáng)風(fēng)。這就是防臺風(fēng)玻璃。

　　(4)臺風(fēng)對玻璃窗口與窗板開口的影響情況如表3-8所示。

　　研究表明，當(dāng)臺風(fēng)襲來時，在9m以下的窗口需能抵抗大塊石塊的擊穿，在9m以上的窗口需能抵抗來自附近的瓦礫及其他小塊雜物的沖擊。通過一系列的測試對臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)的外玻璃進(jìn)行設(shè)計與選擇，如表3-9所示：

　　(5)測試結(jié)果表明，數(shù)種玻璃裝配可以抵擋50mm×lOOmm木塊的撞擊，而且能承受過后的往復(fù)壓力，見表3-9。8mm的半鋼化(HS)玻璃加1．52mm中間膜，能抵抗得住表3-9所示的大塊物件的撞擊；此外硅膠填封12.7mm×6．4mm，能把碎裂玻璃留在框內(nèi)。以下是幕墻石材墜落在玻璃上的測試照片。

三、新型SGP夾層玻璃

　　3.1夾層玻璃中間層膠合層應(yīng)具備如下特征：

　　①無色、有較高的透明度；

　　②吸濕性低，以防止水分子侵入膠合層，產(chǎn)生氣泡或脫膠；

　　③有良好的熱穩(wěn)定性，能經(jīng)受溫度的變化而膠合層不脫膠或玻璃不被破壞，保證夾層玻璃的安全性；

　　④有良好的光穩(wěn)定性，保證夾層材料在光的作用下，不易變色或發(fā)脆，保證夾層玻璃的光學(xué)性能；

　　⑤有良好的黏結(jié)力，當(dāng)玻璃受到撞擊破裂時，玻璃不脫落，保證人身安全；

　　⑥具有良好的彈性，以增加夾層玻璃的抗穿透和吸振等性能。

　　建筑幕墻、門窗主要用干法夾層玻璃，符合上述要術(shù)有機(jī)膠合層材料主要為PVB膠片，EVA膠片用得很少。近年來開發(fā)的SGP新膠片，性能優(yōu)良，SGP夾層玻璃在玻璃采光頂和玻璃外窗、幕墻應(yīng)用前景廣闊、良好。

　　
　　3.2 新型SGP膠簡介
　　SGP膠片是夾層玻璃離子聚合物中間膜.  美國杜邦公司生產(chǎn)的SGP離子聚合物中間膜性能優(yōu)異，撕裂強(qiáng)度是普通PVB膜的5倍，硬度是PVB膜的30-l00倍。 低變形率時，SGP夾層玻璃表現(xiàn)為彈塑料特性而PVB為超彈塑性，而高變形率時，PVB變硬并成為彈塑料特性，SGP在整個范圍內(nèi)剛性較高。SGP夾層玻璃和同樣厚度的單片玻璃幾乎有相等的彎曲強(qiáng)度。同其他中間膜夾層玻璃相比，SGP夾層玻璃有更高的強(qiáng)度性能和剛性,可以有效地減少玻璃厚度，特別是有益于點(diǎn)式支撐玻璃。H．P．Whitc實(shí)驗(yàn)室和標(biāo)準(zhǔn)國家研究所的性能測試表明，用相同厚度的SGP膜制成的夾層玻璃和聚碳酸酯制成的夾層玻璃性能相當(dāng)。SGP膜夾層玻璃具有更好的保安防范性能。比如采用2．3mm厚的SGP膜制成的夾層玻璃可以成功抵擋高達(dá)200kPa(30psi)過壓的爆炸。

　　
　　3.3 新型SGP夾層玻璃的應(yīng)用
　　(1)結(jié)構(gòu)玻璃首選產(chǎn)品
　　與PVB相比，SGP與金屬之間以離子鍵方式結(jié)合，具有更強(qiáng)的黏結(jié)能力，黏結(jié)強(qiáng)度達(dá)到20.7MPa以上。是結(jié)構(gòu)玻璃首選產(chǎn)品。是采用SGP夾層玻璃的玻璃天橋。玻璃結(jié)構(gòu)為6mm退火玻璃(上層)+0．76彩色PVB+12mm低鐵退火玻璃+1。52mmSGP十15mm  低鐵退火玻璃+1．52mmS(gP+15mm低鐵退火玻璃(底層)。

　　(2)隱點(diǎn)玻璃幕墻及采光頂。

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