第四章 建筑光学材料

第四章建筑光学材料

玻璃是一种古老而新兴的建筑光学材料，过去在建筑上主要是用作采光和装饰材料，随着现代建筑技术的不断发展，建筑玻璃制品正在向多品种、多功能的方向发展。近年来，兼具装饰性与功能性的玻璃新品种的不断问世，为现代建筑设计提供了更加宽广的选择余地，使现代建筑中愈来愈多地采用玻璃门窗、玻璃幕墙和玻璃构件，已达到光控、温控、节能、降噪以及降低结构自重、美化环境等多种目的。

玻璃的原料及组成

玻璃是无定型非结晶体，为均质的各向同性材料。玻璃是以石英砂(SiO2)、纯碱、长石(Na2O或K2O.AL2O3.6SiO2)、石灰石(CaCO3)等为主要原料，在l550-1600℃高温下熔融、成型并经急冷而制成的固体材料。为满足特种技术环境的需要，常在玻璃原料中再加入某些辅助性原料，或经特殊工艺处理等，则可制得具有各种特殊性能的特种玻璃。

玻璃的制造工艺

建筑玻璃的制造方法：主要有垂直引上法、平拉法、浮法和压延法等。

玻璃的品种繁多，分类的方法也有多样，通常按其化学组成和用途进行分类，

(1)钠玻璃

钠玻璃又名钠钙玻璃．它主要由SiO2，、Na2O、CaO)组成，其软化点较低，易于熔制；由丁含杂质多，制品多带绿色。与其他品种的玻璃相比，钠玻璃的力学性质、热性质、光学比质和化学稳定性等均较差。多用于制造普通建筑玻璃和日用玻璃制品，故又称普通玻璃。普通玻璃在建筑工程中应用十分普遍。

(2)钾玻璃

钾玻璃是以K2O替代钠玻璃中部分Na2O，并提高玻璃中SiO2的含量而制成。它硬而有光泽，故又称硬玻璃，共他性质也较钠玻璃好。钾玻璃多用以制造化学仪器。

(3)铝镁玻璃

铝镁玻璃是降低钠玻璃中碱金属和碱土金属氧化物的含量，引入MgO，并以Al2O3替代部分SiO2而制成。它软化点低,吸晶倾向弱，力学性质、光学性质和化学稳定性都有提高．常用用制造高级建筑玻璃。

(4)铅玻璃

铅玻璃又名铅钾玻璃或晶质玻璃，系由PbO、K2O和少量的SiO2所组成。它光泽透明，质软而易加工，对光的折射和反射性能强，化学稳定性高。铅玻璃密度大，故又称重玻璃，常用以制造光学仪器、高级器皿和装饰品等。

(5)硼硅玻璃

硼硅玻璃又称耐热玻璃，由B2O3和Si02及少量Mg0所组成。它有较好的光泽和透明度，较强的力学性能、耐热性、绝缘性和化学稳定性，常用以制造高级化学仪器和绝缘原材料。(6)石英玻璃

石英玻璃由纯SiO2制成，具有极强的力学性质、热性质、优良的光学性质和化学稳定性，并能透过紫外线。可用以制造耐高温仪器、杀菌灯等特殊用途的仪器和设备。

按玻璃的用途分类

1.平板玻璃：主要利用其透光感和远视特性，常用作建筑物的门窗、橱窗及屏风等装饰。

2.建筑艺术玻璃：有建筑艺术性的屏风、花饰、扶栏、雕塑以及马赛克将

3.玻璃建筑构件：有空心玻璃砖、波形瓦、平板瓦、门、壁板以及玻璃纤维增强塑料制品等。

4.玻璃质绝热、隔音材料：主要有泡沫玻璃、玻璃棉毡、玻璃纤维等。

平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一类，它包括普通平板玻璃、浮法玻璃、磨光玻璃、毛玻璃、压花玻璃、彩色玻璃等。

1、平板玻璃

普通平板玻璃；

普通平板玻璃也称单光玻璃、净片玻璃，简称为玻璃，属钠玻璃类，是未经加工的平板玻璃。

磨光玻璃；

又称镜面玻璃，是用普通平板玻璃经过机械磨光、抛光而成的透明玻璃。

特点：磨光玻璃具有表面平整光滑，有光泽、物像透过不变形、透光率大于84％等特点。

用途：磨光玻璃主要用于大型高级建筑的门窗采光、橱窗或制镜。

说明：经机械研磨和抛光的玻璃，性能虽好，但价格贵，不经济。自从浮法玻璃工艺出现后，作为一种建筑及汽车工业用的磨光玻璃用量已逐渐减少。

毛玻璃；

毛玻璃是指经研磨、喷砂或氢氟酸溶蚀等加工，使表面成为均匀粗糙的平板玻璃。用硅砂、金刚砂、石榴石粉做研磨材料，加水研磨制成的，称为磨砂玻璃，用压缩空气将细砂喷射到玻璃表面而制成的，称喷砂玻璃；用酸溶蚀的称酸蚀玻璃。

特点：由于毛玻璃表面粗糙，使透过光线产生漫射，造成透光不透视，使室内光线不焰目、不刺眼。

用途：一般用于建筑物的卫生间、浴室、办公室等的门窗及隔断，也可用作黑板及灯罩等。压花玻璃；

压花玻璃又称花纹玻璃或滚花玻璃，是将熔融的玻璃液在冷却过程中，通过带图案的花纹辊轴连续对辊压延而成。可一面压花，也可两面压花。压花玻璃有一般压花玻璃、真空镀膜压花玻璃、彩色压花玻璃等。

用途：一般用于建筑物的卫生间、浴室、办公室等的门窗及隔断。

2、饰面玻璃

釉面玻璃；

釉面玻璃是在玻璃表面涂敷一层彩色易熔化色釉。其方法是在熔炉中加热至釉料熔融，使釉层与玻璃牢固结合在一起，再经退火或钢化等不同热处理而制成。玻璃基板可采用普通平板玻璃、压延玻璃、磨光玻璃或玻璃砖等。

特点：釉面玻璃具有良好的化学稳定性和装饰性。

用途：它可用于食品工业、化学工业、商业、公共食堂等室内装饰面，也可用作教学、行政和交通建筑的主要房间、门厅和楼梯的饰面层，尤其适用于建筑和构筑物立面的外饰面层。镭射玻璃；

镭射玻璃是以玻璃为基材的新一代建筑装饰材料，其特征在于经特种工艺处理，玻璃背面出现全息或其他光栅，在阳光、月光、灯等光源照射下形成物理衍射分光，经金属反射后会出现艳丽的七色光，且同一感光点或感光面，将因光源的入射角的不同而出现不同的色彩变化，使被装饰物显得华贵高雅，高丽堂室，梦幻迷人。

镭射玻璃的技术性能十分优良，可适应不同用户装修需要。

彩色艺术平板玻璃：

彩色艺术平板玻璃是以无色的平板玻璃为基体，在其表面经过技术处理后，着上一层透明的颜色，成为单面着色的平板玻璃，然后在着色面上雕刻出各种优美的艺术图案，是商场、舞厅、园林建筑中的高档装饰材料。

矿渣微晶玻璃：

矿渣微晶玻璃是以高炉矿渣为基础，掺入硅砂和适当的晶核剂，熔化成矿渣玻璃，经热处理生成均匀微晶结构的玻璃结晶材料、其晶体大小从几十分之一微米直至几微。

特点：具有较低的热膨胀系数。较高的机械强度，显著的耐腐蚀、抗风化能力，良好的抗热震件能、使用温度高，结构均匀致密及坚硬耐磨等。

用途：在建筑上可用于装饰各种结构材料，如用作墙壁内外饰面、隔墙和柱的饰面、铺砌地坪、内外隔墙和建筑砌块等。矿渣微晶玻璃还可以制成泡沫矿渣微晶玻璃板，作为填充材料和结构材料，最宜用于轻质墙构筑物和耐高温构筑物中。还可以在矿渣微晶玻璃上施釉，制成各种颜色多样的饰面材料。

镜面玻璃、拼花玻璃、水晶玻璃、有色玻璃……

·异形玻璃：