幕墙玻璃自爆的原因分析

由于我国近年来大面积玻璃窗及各种玻璃幕墙日益增多，愈建愈高，各种玻璃在上墙后自裂（自爆）现象时有发生。我们经常接到此类咨询电话。高层幕墙的脚手架还在拆除中，玻璃就连续发生自爆（幕墙有个别向南的一面玻璃几乎全部自爆），给施工单位带来很大经济损失，并且更换困难。施工单位和玻璃制造厂家责任不易分清，现将几种玻璃自爆原因探讨如下，供大家参考。
一、玻璃幕墙的应用
玻璃幕墙作为建筑外墙的应用日益广泛，外墙必然受到风荷载（风压）和温度的影响，每个地区风力强度和频度，受热条件等因素都不一样，因此决定了对玻璃因地区、楼层高度的不同而选择不同规格、不同型号、不同颜色的玻璃。玻璃用于外墙的要求起码要考虑承受两种应力：一种是承受风荷载能力，一种是承受热应力能力。应对上述应力进行认真验算，选用适当的玻璃才能减少自爆。玻璃本体质量，对自爆也极为重要，如平板玻璃和浮法玻璃相比较，平板玻璃的厚薄均匀度、平整度，玻璃表面的质量均比浮法玻璃质量差。因此平板玻璃承受风荷载能力及热应力能力也弱。如对玻璃进行半钢化、钢化，其抗风压及热应力能力有较明显的提高。半钢化玻璃或钢化玻璃，其表面终形成压应力，因此玻璃抗压强度比抗张强度高得多，所以能经受弯曲、冲击和温度变化。如引用风荷载因子对不同类型玻璃抗风荷载能力的修正，以6毫米单片浮法玻璃为1，则6毫米半钢化玻璃为2.0,钢化玻璃为4.0。镀膜玻璃是利用物理方法、化学方法在玻璃表面镀上一层或数层金属合金或化学膜，目前国内外生产不同工艺有：真空磁控溅射法（又称真空溅射镀膜）；在线喷涂法（在浮法玻璃生产过程中喷涂金属或其它化合物和玻璃融为一体，又称在线镀膜玻璃，可以热弯）；真空蒸发、凝胶法（又称化学镀膜）。上述四种镀膜玻璃因工艺不同，镀膜玻璃的性能和品质也存在很大差异。前两种镀膜玻璃质量优于后两种玻璃，可用于隐框玻璃幕墙。
建筑上用阳光控制玻璃，又称为热反射镀膜玻璃（简称镀膜玻璃），主要特点是允许足够的太阳光射入室内，又能反映定量的太阳热能，能透过0.3~2.5微米的可见光,3~12微米远红外线被反射,维持室内凉爽,该玻璃的透光率为8~40%之间,可制成金、银、蓝、褐、绿等各种颜色。国内生产该种玻璃厂家甚多，由于不同做法，不同设备，及其它各种原因，质量差异很大。
国外生产的低辐射玻璃，它的特点是在不影响可见光的透光性的情况下，能透过80%太阳光辐射能，对室内有保温作用，同时这种玻璃可以挡大量紫外光，减少阳光中紫外线对室内家具的影响。现国内没有生产这种低辐射玻璃。
二、玻璃是脆性材料
玻璃的自爆现象受多方面影响。除玻璃本体质量外，玻璃的几何形状，如方形、矩形、三角形和圆形。玻璃安装状况如：四周紧固或松驰，玻璃底部是否安放支撑物，玻璃与四周铝合金框用什么硬度材质密封或用玻璃胶密封，以及后续工艺、受热状况等均对玻璃的自爆有密切影响。
玻璃热应力自爆，一般是来自玻璃本体部位不均匀所致。玻璃上墙后，在阳光直接照射下，玻璃吸收阳光的红外光和部分可见光，这些光在玻璃体内转化为热能，使玻璃本体温度升高并形成玻璃四周的热膨胀。如玻璃镶嵌在铝合金框内部，玻璃被镶部份不能受到暴露在框外暴露同样照射，因此导致暴露整体受热不均，内部热应力形成，玻璃中区的热膨胀对玻璃边缘产生张应力，此张应力大于玻璃的抗张强度，就会造成玻璃的破裂（自爆）。热应力破裂一般可从以下特点来辨别：
1、玻璃破裂边缘裂口整齐，裂口数量少，破裂线为曲折单线或复线。
2、玻璃破裂线与玻璃边缘一般成直角，否则可能是弯曲应力破裂，或者是玻璃边缘缺陷所致。
3、在玻璃中区的破裂线多为弧线形。
三、铝合金有框幕墙玻璃自爆的原因
1、玻璃本身质量不良是造成玻璃自爆原因之一，如玻璃平整度差，厚薄不均，玻璃内有气泡夹渣等。在受太阳照射下，热效应不均匀，导致自爆。
2、在采用人工裁切玻璃时，裁切的玻璃边缘一定要求平直光滑，不准许有崩边、牙边、崩角等缺陷。要保证玻璃周边没有伤残状态下使用，否则在玻璃边缘有缺陷处极易产生自爆点。
3、玻璃安装时为了减少哽对哽的接触，玻璃下端不能直接落在铝合金框上，否则玻璃受热膨胀极易自爆。应在玻璃下面有弹性的固定垫块，放置位置一般在玻璃边部1/4处，少放两个垫块，垫块数量应以玻璃宽度而定。使玻璃下方与铝框为弹性接触，玻璃热胀冷缩时能自由伸缩，减少自爆。同时玻璃周边应当用弹性较好的材料密封。玻璃周边与铝框应留有4~7毫米左右缝隙，不直接接触，并周边间隙均匀。玻璃周边与铝框应用弹性好的玻璃密封胶密封，这比玻璃边缘内外两侧与铝框缝隙用硬胶条镶嵌为佳。现实中不少大面积玻璃因玻璃四周边缘用硬胶条镶嵌太紧，玻璃因热应力而自爆。
4、镶嵌玻璃的铝框，不能保证几何精度，铝框扭拧不平，弯曲变形，玻璃弯曲受力，极易造成热应力自爆。安装玻璃必须严格执行施工标准规范。
5、玻璃厚度的选择是非常重要的，不仅要考虑风荷载，也要考虑热应力。如玻璃面积大，厚度小，则该块玻璃抗弯曲、抗热应力均小，极易自爆。对玻璃幕墙玻璃厚度选择，一定要进行计算，低层、高层同一面积的玻璃受力就差别很大。尤其是镀膜玻璃的热膨胀系数远大于一般玻璃的热膨胀系数，热应力更为明显。有的厂家和设计者在玻璃计算时不考虑热应力而造成玻璃自爆。一般镀膜玻璃的厚度、长宽比和大面积的关系，一些镀膜玻璃生产厂家，给一个关系比，这只作为参考。因玻璃的使用高低不同，地区不同，应有所调整，应以计算为准。
玻璃厚度 长宽比 玻璃大面积 玻璃厚度 长宽比 玻璃大面积
6mm 1：3以下 2．5㎡以下 8mm 1:3以下 4㎡以下