玻璃在建筑中的应用

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1 建筑用玻璃的制作方法
1.1 玻璃的种类
建筑用玻璃一般以平板玻璃为主，成为“碱石灰玻璃”也叫做“苏打石灰玻 璃”。组成成分以硅砂、碱灰、石灰为主，成形容易，化学耐久性强，原料易于 获得而且便宜等。是现在生产最多的玻璃种类。用途上，除了平板玻璃（用于建 筑、汽车、日用品、及其他工业产品）之外，还有瓶玻璃、玻璃砖块、电灯玻璃 等多种多样的用途。带色的吸热玻璃多含有提高红外线吸收效果的 FeO。使用品 容器及瓶子的碱石灰玻璃多含有易于成型的 CaO。此外，降低 Fe2O3 含量可减弱 玻璃的颜色。 “石英玻璃”也称为“硅玻璃”是由单一成分的“硅”制成的玻璃。具有出 色的化学安定性、耐热性。高纯度的制品用于光的透过波长范围大的材料，以及 通信光缆材料上，也用于分光元件等光学仪器。 玻璃失去透明度称为“失透现象”，一般是玻璃结晶缺陷造成。但利用这一 点，可以制作“结晶化玻璃”。“结晶化玻璃”膨胀系数小，抗热冲击性高过普 通玻璃的 10 倍左右。多用于化学反应装置、厨房用餐具、以及人造大理石等。 主要原料为硅砂、碳酸锂、矾土等。原料经过熔化、成型、徐冷降温之后，再徐 徐加热，使玻璃变成细微结晶的集合体。
关键词：玻璃；制作方法；维护
Application of Glass in Building
Abstract
With the development of modern technology, glass began to play a role in various industries. Particularly in application of the construction, from the flat glass to the "The Second Industrial Revolution" material revolution which has greatly changed the previous style architectural form that the common use of concrete and glass. This paper describes the method of making glass used in construction materials, construction methods and window glass, glass building maintenance and management. In order to know the direction and purpose of building glass roughly.
1.3 建筑玻璃与强度
玻璃的强度设计要点大致有：抗风压、抗热破裂、抗震、抗冲击 4 个项目。 以下论述与强度相关的玻璃产品。
1.3.1 钢化玻璃
“钢化玻璃”是在玻璃表面形成恒久的抗压应力层，提高玻璃的机械强度、 热强度的产品[4]。其强度可达到未进行强度加工的浮法玻璃板的 3～5 倍。钢化 玻璃的内部应力能大，与破坏的同时，全部变为粒状碎片，是对人体安全度高的 玻璃种类。因而，钢化玻璃多用于学校住宅的窗户、浴室门、大楼的入口部等。 玻璃开洞以及部分切除时，为加工部位进行补强，以强化加工为原则。现在， DPG 结构法可以使强化加工的圆孔部的 1 点保持数百公斤的荷重（kg f）。厚 12 mm、大约为 4 m2 的钢化玻璃，不用框架，只用 4 点支撑就可以。钢化玻璃万一 破损，容易成为粒状碎片落下，在高层使用时要有防止飞散措施（组合加工、贴 防碎膜等）（图 2）。
玻璃工艺学结业论文
学 作
号：_____XXX______ 者：____ XXX________
专 业名 称：_____XXX_______
XXXX 年 XX 月 XX 日
玻璃在建筑中的应用
XXXXXX XXX XXXXXXXX
摘要
随着现代工艺的发展，玻璃在各个行业中开始发挥作用。特别是建筑应用， 从平板玻璃到“第二次工业革命”的材料革命，混凝土与玻璃的共同使用，极大 的改变了以往的形态建筑样式。 本文简述建筑用玻璃材料的制作方法、玻璃与窗 户的构造方法和玻璃建筑的维护管理。以大致了解建筑用玻璃的方向和用途。
Key Words：Glass；Production methods；Maintain
目录
0 序言 1 建筑用玻璃的制作方法
1.1 玻璃的种类 1.2 建筑用玻璃的制造方法
1.2.1 浮法玻璃制造法 1.2.2 建筑用玻璃的加工技术
1.3 建筑玻璃与强度
1.3.1 钢化玻璃 1.3.2 增强玻璃 1.3.3 组合玻璃 1.3.4 防盗玻璃、防弹玻璃
2 玻璃与窗户的构造方法
2.1 玻璃与玻璃支撑结构的荷重与变形
作用与玻璃机构的荷载及外力：垂直荷载（自重）、风压力、地震力，以及 考虑玻璃结构的变形：长期荷重、雪压导致支撑结构变形；地震荷重所导致的变 形；风荷重所导致的变形
2.2 玻璃与玻璃支撑结构的设计
1）玻璃框架机构法
玻璃框架结构是指基于密封材料支撑玻璃的铝合金、钢材、木材等代表性材 料。 玻璃边框结构法中， 对于由地震、 风荷重等引起的外向面变形以及层间变位， 通过玻璃与框架之间的留空量来对应。 常用的评价玻璃与框架之间的留空量的公 式称作“Bouwkampf 计算式[6]”—— l 2c(1 h / b) 。 这个计算公式根据地震时玻璃框架对应建筑物躯体的层间变形， 为菱形变形 时， 假定玻璃在其中可以自由追从及旋转，变性后的框架对角线长度与玻璃对角 长度相同时， 对玻璃会产生作用力而使之破坏。基于这中想法提出了这个计算公
2 玻璃与窗户的构造方法
2.1 玻璃与玻璃支撑结构的荷重与变形 2.2 玻璃与玻璃支撑结构的设计 2.3 结构设计上的注意事项
3 玻璃建筑的维护管理.
3.1 玻璃的污垢 3.2 玻璃的清扫设备 3.3 维护管理的注意事项 3.4 玻璃与再利用
4 结束语
0 序言
现代主义建筑在 20 世纪 60 年代以后迎来的新的时代。即，否定过去的形态 建筑，产生出现代主义建筑，忌避装饰，以功能美味建筑理念，建造出了非纯装 饰的建筑物。玻璃作为建筑材料有效的发挥了作用。但 20 世纪后期，出现了逆 流，转换为“后现代主义”的时代。现在我们正在其延长线上。 在建筑业中，各种建筑形态各异，或吸收过去形态派建筑的样式，或大量使 用单纯的几何学形态， 或使用非建筑形态的现代建筑，呈现出玩具箱般的多样化 状况。铁、玻璃、混凝土材料支撑着“现代主义建筑”，同时也支撑着“后现代 主义”形态建筑。玻璃这一建筑材料有效地发挥着功能，展示着自身存在的价值
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图 2 钢化玻璃的碎片
1.3.2 增强玻璃
“增强玻璃”与“钢化玻璃”基本都是通过同样的热处理的玻璃产品。其强 度通常可达到未进行加工的浮法玻璃板的 2 倍。“钢化玻璃”、“增强玻璃”进 行强度加工后，都无法再切断。但破坏性状却完全不同。“增强玻璃”破碎时， 与浮法玻璃板同样，是大的碎片不易脱落，这是其优点。因而，作为高层建筑的 窗玻璃， 当浮法玻璃板的抗风压强度或热破裂强度不足的场合多用 “增强玻璃” 。
1.3.4 防盗玻璃、防弹玻璃
最近几年，入室窃案犯罪增加，独立式住宅被窃的最多方法是敲碎玻璃。在 这种情况下，平板玻璃协会于 2001 年 3 月，通过政府机关，制订了《玻璃防盗 性能标准》，规定了防盗玻璃的定义及其评价标准。防盗玻璃的规格基本为强韧 的特殊树脂膜夹于中间组合而成的玻璃， 按照膜的构成种类来决定防范性能的级 别。防弹玻璃是对应枪支的火力水平而组合成的各种玻璃。在欧美适用较多。防 弹玻璃是指钢化合成玻璃以及中间夹有聚乙烯醇缩丁醛树脂的复合合成玻璃。
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式。 考虑玻璃的支撑设置块或框架扭曲变形等而玻璃自由移动的假定是过于牵强 的， 这只是为了便于理解建筑物产生层间变位时玻璃与框架的基本关系。这个计 算公式与实验结果相符，所以，现在也经常使用它。
2)玻璃平面结构法
玻璃平面结构法是为了实现玻璃结构的更为透明的感觉而只使用与密封材 料的玻璃结构。玻璃的自重由上部（顶棚）吊挂，或由地板面支撑。对于风压力 等外面力，由抱框结构玻璃作为抵抗材料适用。 对于玻璃内面方向作用的地震力，由屏面玻璃自身进行抵抗。在这里，从适 用的密封材料及其适用方法来看，具有结构密封与通常密封两种作用。在这个意 义上，最初是用于风压较小，层间变位也比较小的部位。但最近，密封材料的可 信度不断得以确认，另外，现在通道大厅等适用高度超过 10 m 的玻璃墙面也屡 见不鲜，这样，密封材料的变形能力以及抱框结构的压曲（弯扭压曲）等便成为 问题[7]。
1.2 建筑用玻璃的制造方法
1.2.1 浮法玻璃制造法
浮法制造的玻璃，如同文字所示是将玻璃“浮起”制造的。水面上加油，油 就会浮于水面。在这种状况下，静悄悄的把油固定取出，油的下面的水面完全是 平面的，表面的油也完全成为平面。浮法制造玻璃时，起水的作用的是金属锡， 油就是玻璃。锡的比重为 2.78，玻璃的比重为 2.5，约近 3 倍。在高温状态下熔
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还有聚碳酸酯、集束合成，以及其他各种材料复合成的玻璃。作为特殊玻璃还有 将硅酸碱夹在平板玻璃之间的多层化防火玻璃。 3） 复层加工 在寒冷地区生产出了保温隔热的“中空玻璃”加工方法。两层玻璃之间，通 过框架材料（铝合金）保持一定间隔的空间，其周围以密封材料密封，框架材料 内封入干燥剂。使内部空气保持干燥。 通常，双层玻璃之间设有 6 mm 或 13 mm 的中空层，这会比单层玻璃的因 室内外温差所损耗的工作能量更小，可节省能源提高空调效果。另外，空气温度 与玻璃表面温度之间的坡降转小，所以不容易结露，可以提高舒适性。最近，又 有了适用 Low-E 玻璃（低放射率玻璃）的“高隔热复层玻璃”，以及夏季可以 遮蔽多余日射热的“高隔热、遮热复层玻璃”，其取代了组合玻璃之类，进一步 提高了玻璃的性能。
1.3.3 组合玻璃[5]
“组合玻璃” 是两张或数张玻璃板之间加入透明的黏着力强的 PVB 中间膜， 通过加热压合使其黏着， 具有防止破碎飞散和抗贯通性的安全性高的玻璃。可以 选择玻璃与中间膜进行组合。 “钢化组合玻璃”是钢化玻璃相互组合加工而成的 玻璃， 强度和安全性都很高。 在需要安全对策。 特殊用途时， 以及设置大型水箱、 玻璃地板、玻璃楼梯等场合适用。