现代建筑玻璃

冯学曦

随着建筑业的发展，玻璃在建筑装饰工程中起着越来越重要的作用。它由过去单纯作为采光材料发展成为具有控光、保温隔热、隔音、降低建筑结构自重、防辐射、防盗、防火及内外装饰的多功能建筑材料。

在现代建筑中，应用大面积的玻璃窗甚至玻璃墙体（玻璃幕墙）装饰于建筑物的外立面，使建筑物显得光亮、明快、挺拔、别具一格。在玻璃幕墙中大量应用热反射玻璃，将建筑物周围的景物、蓝天白云等自然现象，都反映到建筑物表面，更使建筑外表面情景交融、层层交错，大有变幻莫测的感觉，近看景物丰富；远看又有熠熠生辉、光彩照人的效果。

采用大面积的玻璃甚至玻璃墙体。冬季固然起了采暖作用，而夏季则需要进行空调，总的能量消耗急剧上升。用双层中空玻璃以及吸热和热反射膜玻璃作为窗户，因具有隔热、保暖性能，节省了大量采暖及空调所需的能耗及费用。美国一幢二十层的办公大楼，采用银色涂层的双层中空玻璃，每平方英尺每年能耗为54941KJ，如使用普通单层玻璃，则為177218KJ，即可节约能耗2/3。据罗马尼亚资料，采用双层中空玻璃，冬季采暖的能耗可降低25～30%，噪音由80DB降至30DB。比利时格拉维尔公司称，热反射双层中空玻璃与普通双层中空玻璃相比，每m2采暖面积每年可节约用油45L，设备投资亦随之降低。

由于现代建筑中，愈来愈多地应用了玻璃门窗、玻璃幕墙以及玻璃构件。砖石、钢材以及钢筋混凝土的用量逐步减少，从而减轻了建筑结构的重量。据美国资料，每m2普通墙体重250kg，而同面积的双层中空玻璃构成的墙体仅25kg。

兼具装饰性与功能性的玻璃新品种不断问世，从而为现代建筑提供了更大的选择性，因此国外曾引用“玻璃调节”（Class Conditioning）的术语。另外，建筑施工企业在工程项目施工中，其目的除了为发展社会建设外，另一首要任务是回收为继续再生产所必须的成本和创造价值利润。因此，在工程项目成本管理中，注重材料损耗成本及质量成本是必须的。而面对建筑玻璃材料大量使用的趋势，对玻璃装饰工程安装施工的技术工艺及质量更应重视。

综合上述可见，如今的建筑设计人员及施工人员对现代建筑玻璃的认识是必不可少的。

建筑玻璃一般都是钠钙硅酸盐玻璃，原料主要是硅砂、石灰石、长石、纯碱和碎玻璃等，按一定配比的配合料投入玻璃熔窑中，在15500C左右的高温下熔制成均质的玻璃液，用不同的成型方法制成。

其主要性质如下：

力学性质：玻璃是熔融物经过冷却而成的固体。在凝结过程中，由于粘度急剧增加，分子来不及按一定晶体有序的排列，而形成无定型结构的玻璃体，因而其物理性质和力学性质是各向同性的，总的来说，玻璃是脆而易碎的材料。玻璃的力学性质也取决于化学组成、制品形状、表面性质和加工方法。凡含有未熔杂物、结石、结瘤或具有微细裂纹的制品，都会造成应力集中，从而急剧降低其机械强度。

玻璃的热性质：玻璃的导热性很小，在常温中其导热系数仅为铜的1/400。玻璃的热膨胀性决定于化学组成及其纯度，纯度越高热膨胀系数越小。玻璃的热稳定性决定玻璃在温度剧变时抵抗破碎的能力。其热膨胀系数越小，热稳定性越高。热稳定性还与导热系数的平方根成正比。玻璃的导热系数很小是导致玻璃在冷热急剧变化时易裂的重要原因之一。凡玻璃制品越厚，体积越大，热稳定性也越差。

玻璃的光学性质：玻璃既能透过光线，还有反射光线和吸收光线的能力，所以厚玻璃和重叠多层的玻璃往往是不易透光的。普通3mm厚的窗玻璃在太阳光垂直投射的情况下，吸收系数为8%，透射系数为85%，反射系数为7%。将透过3mm厚标准透明玻璃的太阳辐射能量作为1.0，其它玻璃在同样条件下透过太阳辐射能的相对值称为遮蔽系数。遮蔽系数越小，说明通过玻璃进入室内的太阳辐射能越少，冷房效应越好，光线越柔和。所以遮蔽系数是选取玻璃材料的一个重要参数。

化学稳定性：玻璃具有较高的化学稳定性，但长期遭受侵蚀性介质的腐蚀，也能导致变质和破坏。大多数玻璃都能抵抗酸的侵蚀，但对氢氟酸除外。因此，对于玻璃长时间使用后表面出现的微裂纹，可用氢氟酸擦洗清除，以恢复玻璃的机械强度。硅酸盐玻璃长期受水汽作用，能生成酸和碱，这种现象称为玻璃的风化。但是随着玻璃风化程度的加深，所形成的硅酸为玻璃表面所吸附，形成薄膜可防止玻璃继续风化。玻璃中碱性氧化物在潮湿空气中，能与CO2结成碳酸盐，随着水分蒸发，碳酸盐类集聚于玻璃表面形成白色的斑点或薄膜，破坏了玻璃的透光性，称为玻璃发霉。这时可用酸处理硅酸盐玻璃表面并加热到400-5000C，不仅可溶去斑点和薄膜，还能提高它的化学稳定性。

建筑玻璃多为平板玻璃，其主要品种有：普通平板玻璃、吸热平板玻璃、压花玻璃、夹丝玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、装饰艺术玻璃、玻璃砖、槽型玻璃、玻璃马赛克等。随着品种的不同，其质量要求和施工工艺也有所不同。其中钢化玻璃、夹层玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃是二次加工而成的平板玻璃，由于它们自身的特殊性能，使得它们在现代建筑中得到越来越广泛的使用。