常用玻璃自爆原因揭密

常用玻璃自爆原因

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，其表面最终形成压应力，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硬对硬的接触，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，最少放两个垫块，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、长宽比和最大面积的关系，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。

四、隐框幕墙玻璃的自爆

隐框玻璃幕墙是用结构胶把镀膜玻璃粘贴在单体铝合金框格上，再把粘好的一块块单体框格悬挂在铝合金幕墙的框架上。镀膜玻璃之间间隙用幕墙硅酮密封胶密封，形成一镜面状玻璃幕墙，镀膜玻璃的周边无铝框镶嵌，因此不存在镶嵌玻璃边内和边外温差的差异，也不会产生上述原因造成的温差热应力自爆的可能。但半隐框玻璃幕墙仍有一个对应边嵌在铝框内，仍应考虑嵌铝框内外玻璃的热应力，以防自爆。

隐框玻璃幕墙的自爆原因，有以下几个可能：

6、镀膜玻璃的边缘质量：镀膜玻璃边缘裁切质量是非常重要的，是影响玻璃破裂的重要因素。因为镀膜玻璃是脆性材料，玻璃的边缘允许张应力的大小与玻璃边缘缺陷极为密切，如前面谈到过的崩角，崩角和参差不齐牙边等，玻璃边缘缺隐会导致应力集中及严重降低允许张应力（可降十多倍）。在边缘缺陷点，玻璃正常的弯曲应力，热应力等均可造成玻璃的自爆破裂。大面积隐框幕墙的镀膜玻璃最好采用裁剪机来切割玻璃，若手工切割玻璃要严格检查玻璃切割边缘质量或打磨边缘。

7、镀膜玻璃对太阳辐射能的吸收率热应力均远大于一般透明玻璃，因此对玻璃的原片质量要求甚严。如果玻璃原片的厚薄度、平整度较差，表面有疤痕亦形成内应力不均而自行破裂。镀膜玻璃的原片只能用浮法玻璃，不能用一般平板玻璃。优良的新鲜玻璃原片是保证镀膜玻璃质量的重要一环。镀膜玻璃在生产过程中，如设备不先进，镀膜工艺不严，在镀膜过程中易产生膜层厚度不均，退火不完全等缺陷，即便是微小的差别，均是玻璃上墙后自爆的起因。如退火过程中局部有温差，也会造成镀膜玻璃中间弧形破裂等。因此在购置镀膜玻璃时，不仅要看设备是否先进，也要看软件是否过硬，技术是否熟练，原片质量是否新鲜。

8、镀膜玻璃尺寸大小的影响：隐框玻璃幕墙为了美观大方，往往把单片玻璃设计面积很大，为了保证抗风压的需要，镀膜玻璃的厚度就必然增加，这就导致了玻璃本身对太阳辐射能的吸收量增大，造成玻璃张应力增加，容易形成热应力自爆。如果镀膜玻璃是明显的长条状，长短比愈大，愈容易形成弯曲应力，同时加大热力自爆的机率，所以镀膜玻璃的面积和长度比均不易过大，否则自爆率增加。

9、气候条件的影响：冬夏季节，清晨和傍晚的气温变化较大地区，要着重考虑镀膜玻璃的吸热情况。镀膜玻璃是太阳辐射热的高吸收体，在南方炎热地区，夏季高温季节，在太阳照射下，镀膜玻璃的表面温度在800C左右，有的更高。这样玻璃本体内热应力也极大。如因结构胶粘贴宽度厚度过大，影响镀膜玻璃自由伸缩，易使镀膜玻璃自爆。

10、幕墙方向性影响：幕墙玻璃的方向对自爆也有明显的影响。如幕墙玻璃面朝南和朝北或其它方向，所受热应力均有不同，幕墙玻璃朝南都向阳方向，中午日照直接照在幕墙玻璃上，太阳的辐射能很大，热应力也就很大。如天气突变或日落降温较快，则该玻璃以热应力破裂为主，设计者应以热应力破坏为主，抗风压强为辅。反之幕墙玻璃朝北，设计者应以考虑抗风压强为主，热应力破裂为辅。朝南方向的镀膜玻璃的太阳能吸收率大于75%，建议用钢化或半钢化玻璃。

11、集中在幕墙上方结构物遮阳的影响：在幕墙玻璃上方，由于室外装置或设计结构有遮太阳光部分，会在镀膜玻璃上留有阴影，暴露在阳光下和留有阴影的玻璃形成非常明显的温度差，极容易造成玻璃横向整齐的自爆。

12、室内遮阳部分的影响：室内深色窗帘或百叶窗对太阳辐射能的吸收也相当高，并且具备较高的再辐射率。幕墙玻璃不仅受室外太阳辐射能直接辐射，同时以往受到室内遮阳装置吸热后的再辐射也易造成热应力自爆。

13、其它的影响：经常看到在幕墙玻璃上安装，粘贴各种图案和文字广告，及玻璃表面粘贴或悬挂的装置图案或广告，可导致镀膜玻璃吸热量局部急剧增加，使整片玻璃产生温差，