【土木建筑】第六章建筑装饰玻璃.ppt

建筑装饰材料,第六章,建筑装饰玻璃,建筑装饰玻璃,玻璃是现代建筑十分重要的室内外装饰材料之一。现代装饰技术的发展和人们对建筑物的功能和美观要求的不断提高，促使玻璃制品朝着多品种、多功能、绿色环保的方向发展。现代建筑材料工业技术的迅猛发展，催生出很多性能优良的新型玻璃，为建筑设计和装饰设计提供了更为广阔的选材空间。从历史发展的轨迹可以看出，玻璃的装饰性和功能性越来越紧密地联系在一起，如中空玻璃、镜面玻璃、热反射玻璃等品种，既能调节居室内的气候，节约能源，又能起到良好的装饰效果，给人以美的感受。这些玻璃品种以其特有的优良装饰性能和物理性能，在改善建筑物的使用功能性方面以及美化建筑环境方面起到了越来越重要的作用。,建筑装饰玻璃,6.1 玻璃的基本知识 6.2 平板玻璃6.3 安全玻璃 6.4 节能玻璃6.5 其它类型玻璃制品,6.1 玻璃的基本知识,6.1.1 玻璃的分类玻璃产品的种类很多，作为一种工业产品，它随着材料科学的进步而迅猛发展。玻璃的分类的方法也有多种，由于决定产品性质的主要因素是它的化学组成，因此通常按化学组成进行分类。玻璃按化学组成不同通常可分为以下类型：,6.1 玻璃的基本知识,（1）钠玻璃钠玻璃，即普通玻璃，又名钠钙玻璃，主要由硫酸钠和纯碱组成。虽然钠玻璃的紫外线通过率低，力学性质、热工性质、光学性质和化学稳定性等均较差，但软化点较低，易于熔制，成本低廉，因此一直都是使用量最大的玻璃品种。由于杂质含量多，产品性能一般，又没有特别的性质和功能，钠玻璃一般多用于制造普通建筑玻璃和日用玻璃制品。,6.1 玻璃的基本知识,（2）钾玻璃钾玻璃又称硬玻璃，是以K2O代替钠玻璃中的部分Na2O，并同时提高SiO2的含量而制成的。钾玻璃在力学性质等很多性能方面都比钠玻璃好。它坚硬而有光泽，被广泛用于制造化学仪器和用具，以及高级玻璃制品等。（3）铝镁玻璃铝镁玻璃也是在钠玻璃的基础上加工制作的。它是在降低钠玻璃中碱金属和碱土金属氧化物含量的基础上，加入MgO并以A1203代替部分Si02而制成的。它具有软化点低、析晶倾向弱、力学、化学稳定性高等特点。铝镁玻璃的光学性质较为突出，是一种高级建筑装饰玻璃。,6.1 玻璃的基本知识,（4）铅玻璃铅玻璃又称铅钾玻璃、重玻璃或晶质玻璃，由PbO、K20和少量的SiO2所组成。铅玻璃的主要特点有：质地较软、易于加工、光泽透明、化学稳定性高等。铅玻璃最大的特点是光的折射和反射性能力优秀、因此常用于制造光学仪器和装饰品等。（5）硼硅玻璃 硼硅玻璃由于耐热性能优异，又称耐热玻璃。它是由B205、Si02及少量MgO所组成，由于成分独特，因此价格比较昂贵。硼硅玻璃具有较强的力学性能、较好的光泽和透明度和优良的耐热性、绝缘性和化学稳定性，用于制造高级化学仪器和绝缘材料。,6.1 玻璃的基本知识,（6）石英玻璃石英玻璃是由纯SiO2为原料制成的。它具有良好的力学性质，热工性质，优良的光学性质和化学稳定性，并能透过紫外线，可用于制造耐高温仪器等特殊用途的设备。,6.1 玻璃的基本知识,6.1.2 玻璃的组成及结构玻璃的化学组成十分复杂，主要是以石英砂、纯碱、长石、石灰石等为主要原料，在1550左右的高温下熔融、成型、并经急速冷却而制成的固体建筑装饰材料。通过特殊的工艺，人们能获得具有更好的光学性能、力学性能、热工学性能的玻璃。其中，一种比较简单的办法就是在玻璃原料中加入一些特殊的辅助性原料，如助熔剂、脱色剂、澄清剂等，来达到改善玻璃性能的目的。,6.1 玻璃的基本知识,玻璃的物理及力学性能表现为均质的各向同性，这是由于玻璃在凝固过程中，粘度急剧增加，由于分子来不及按一定的晶格有序地排列而形成无定型非结晶体。由于玻璃是无定性非结晶体的均质同向性材料，使得它成为一种透明的材料。玻璃的这种透明特性是其它材料所无法比拟的。玻璃的化学成分很复杂，主要为72左右的SiO2、15左右的Na2O、9左右的CaO，另外，还有少量的Al2O3、MgO等。这些氧化物在玻璃中起着非常重要的作用，对玻璃的各种基本性能影响很大。,6.1 玻璃的基本知识,玻璃中的常见氧化物见表6-1，主要辅助原料及其作用见表6-2。,表6-1 玻璃中的主要氧化物,6.1 玻璃的基本知识,表6-2 玻璃的主要辅助原料及其作用,6.1 玻璃的基本知识,6.1.3 玻璃的基本性质玻璃的基本性质包括玻璃的热物理性质、化学性质和力学性质等内容。（1）密度普通玻璃的密度为24502550kg/m3，孔隙率P0，可以认为玻璃是绝对密实的材料。玻璃的密度与其化学组成有关，不同种类的玻璃密度差别很大。温度对玻璃密度的影响也比较大，密度会随温度的变化而改变。,6.1 玻璃的基本知识,（2）光学性质玻璃具有特别优秀的光学性质，它既能通过光线，还能反射光线和吸收光线。但玻璃的厚度过大或将多层玻璃重叠在一起，则是不易透光的。玻璃广泛用于建筑采光和装饰，也用于光学仪器和日用器皿等，并且越来越受到建筑设计师和室内设计师的重视。光线入射玻璃，表现有透射、反射和吸收的性质。光线能透过玻璃的性质称为透射。光线被玻璃阻挡，按一定角度折回的性质称为反射或折射。光线通过玻璃后，一部分会损失掉，这种现象称为吸收。一些具有特殊功能的新型玻璃，如吸热玻璃、热反射玻璃、光致变色玻璃等，就是在充分利用玻璃的这些特殊光学性质的基础上研制的。,6.1 玻璃的基本知识,反射系数是玻璃的反射光能与入射光能之比，这是评价热反射玻璃的一项重要指标。反射系数的大小决定于反射面的光滑程度及入射光线入射角的大小。透过玻璃的光能与入射光能之比称为透过率(或称透光率)。透光率高低是玻璃的重要属性，一般清洁的普通玻璃透光率达8590。光线通过玻璃将发生衰减，衰减是光反射和吸收两个因素的综合表现。玻璃透过率随厚度的增加而减小。玻璃的颜色同样影响透光，深色玻璃的透过率明显低于无色和浅色的玻璃。由于玻璃中的杂质会使玻璃着色，因此杂质的存在会明显降低采光效果，降低玻璃的品质。,6.1 玻璃的基本知识,玻璃吸收光能与入射光能的比值称为吸收率，吸收率是评价吸热玻璃的一项重要指标。玻璃对光线的吸收能力随着化学组成和颜色而变化。无色玻璃可透过各种颜色的光线，但吸收红外线和紫外线，各种颜色玻璃能透过同色光线而吸收其他颜色的光线。（3）力学性质玻璃的化学成分、产品形态、表面形状和制造工艺在很大程度上决定其力学性质。此外，玻璃制品中如含有未溶杂物、结石、节瘤等瑕疵或具有细微裂纹，都会造成应力集中，从而大大降低其机械强度。,6.1 玻璃的基本知识,1抗压强度玻璃的抗压强度较高，它随着化学组成的不同而有很大变化（600l600MPa）。载荷的时间长短对抗压强度影响很小，但受高温影响很大。二氧化硅含量高的玻璃有较高的抗压强度，而钙、钠、钾等氧化物的含量的增加是降低抗压强度的重要因素之一。玻璃承受荷载后，表面可能发生很细微的裂痕，裂痕随着载荷的次数加多而逐渐明显和加深，因此长期使用的玻璃需要注意用氢氟酸进行处理，以保证玻璃具有适当高的强度。,6.1 玻璃的基本知识,2抗拉强度抗拉强度是决定玻璃品质的主要指标。玻璃的抗拉强度很小，一般为其抗压强度的1/141/15，约为40120MPa。因此，玻璃在冲击力的作用下极易破碎，是非常典型的脆性材料。（4）玻璃的热工性质 1导热性玻璃的导热性很差，在常温时其导热系数仅为铜的1400。玻璃的导热性受颜色和化学成分的影响，并随着温度的升高而增大，尤其在700度以上时，上升十分显著。表6-3为不同类型玻璃的导热系数。,6.1 玻璃的基本知识,表6-3 各种玻璃的导热系数,6.1 玻璃的基本知识,2热膨胀性玻璃的热膨胀性能比较明显。热膨胀系数的大小，取决于组成玻璃的化学成分和纯度，玻璃的纯度越高热膨胀系数越小。3热稳定性玻璃的热稳定性决定了在温度急剧变化时，玻璃抵抗破坏的能力。由于玻璃的导热性能差，当部分玻璃受热时，热量不能被迅速传递到其它部分，导致玻璃受热部位产生膨胀，内部产生应力，很容易造成破裂。玻璃的破裂，主要是拉应力的作用造成的。玻璃具有热胀冷缩性，急热时受热部位膨胀，使表面产生压应力，而急冷时收缩，产生拉应力。由于玻璃的抗压强度远高于其抗拉强度，所以玻璃对急冷的稳定性比急热的稳定性差很多。,6.1 玻璃的基本知识,（5）玻璃的化学稳定性玻璃具有较高的化学稳定性，这是玻璃组成物质的性质所决定的。但如果玻璃组成成分中含有较多的易蚀物质，在长期受到侵蚀的情况下，化学稳定性也会变差，导致玻璃的腐蚀。在通常情况下玻璃对酸、碱、化学试剂或气体都具有较强的抵抗能力，能抵抗氢氟酸以外的各种酸类的侵蚀。硅酸盐类玻璃在水气的作用下，会出现风化。随着风化程度的加深，风化所形成的硅酸被玻璃表面吸附，形成薄膜，薄膜能阻止风化的继续进行，也就强化了玻璃的化学稳定性。铝酸盐和硼酸盐类玻璃的化学稳定性最好。,6.1 玻璃的基本知识,6.1.4 玻璃的表面处理玻璃是一种最常用的装饰材料，为了提高装饰效果，经常需要对玻璃的表面进行处理，以达到特定的装饰效果。如何更好地对玻璃进行装饰化改造，是玻璃深加工的重要课题之一。玻璃的表面处理主要分为化学刻蚀、化学抛光和表面金属涂层三种主要形式。,6.1 玻璃的基本知识,（1）玻璃的化学刻蚀化学刻蚀是用氢氟酸溶解玻璃表层的硅氧，根据残留盐类溶解度的不同，而得到有光泽的或无光泽的面层的过程。生产中采用的蚀刻剂有蚀刻液和蚀刻膏两种。蚀刻液可由HF加入NH4F与水组成。蚀刻膏由氟化铵、盐酸、水并加入淀粉或粉状冰晶石粉配成，制品上不需要腐蚀的部位可涂上保护漆或石蜡。,6.1 玻璃的基本知识,（2）化学抛光 化学抛光效率高于机械抛光，且节省动力。化学抛光的原理与化学蚀刻一样，是利用氢氟酸破坏玻璃表面原有的硅氧膜而生成一层新的硅氧膜，提高玻璃的光洁度与透光率。化学抛光有两种方式：一种是单纯的化学侵蚀作用，另一种是用化学侵蚀和机械研磨相结合。前者多用于玻璃器皿，后者称为化学研磨法，一般用于平板玻璃。（3）表面金属涂层 在玻璃表面镀上一层很薄的金属薄膜，是一种常见的玻璃表面处理方法，广泛用于在热反射玻璃、玻璃装饰器具和玻璃装饰品等方面。,6.1 玻璃的基本知识,玻璃表面镀金属薄膜的方法，有化学法和真空沉积法。前者可分为还原法、水解法(又称液相沉积法)等，后者又分为真空蒸发镀膜法、阴极溅射法、真空电子枪蒸镀法。（4）表面着色处理 所谓玻璃表面着色处理，就是在高温下用着色离子的金属、熔盐、盐类的糊膏涂抹在玻璃表面上，使着色离子与玻璃中的离子进行交换，扩散到玻璃表层中使其表面着色。,返回,6.2 平板玻璃,平板玻璃是进行玻璃深加工的基础材料，一般泛指普通平板玻璃，又称白片玻璃、原片玻璃或净片玻璃，是玻璃中生产量最大、使用最多的一种。平板玻璃具有一定的机械强度，但质脆、紫外线通过率低。普通平板玻璃属钠玻璃类，主要用于装配建筑门窗，起透光(透光率8595)、挡风雨、保温、隔声等作用。在现代主义风格的装饰设计中，也常常作为一种简洁的装饰材料和视觉通透的空间隔断材料使用。,6.2 平板玻璃,我国是玻璃的生产和使用大国，平板玻璃产量占世界第一，但玻璃在使用中的科技含量很低，产品的深加工比例也很低，致使产品附加值较少、效益很不明显。资料显示，我国平板玻璃原片的80直接作为成品使用，深加工产品只占总量的1620。而在欧美国家中，深加工产品展6080。可喜的是，最近几年来，随着人们对建筑功能的要求逐渐提升和绿色环保概念的深入人心，很多新型、节能、环保的玻璃制品走入了千家万户，并逐渐成为主流。,6.2 平板玻璃,6.2.1 平板玻璃的生产方法及工艺玻璃的生产主要由选料、混合、熔融、成型、退火等工序组成。玻璃的生产按照制造方法的不同分为垂直引上法、水平引拉法和浮法等。用浮法生产玻璃是当今最先进和最流行的生产工艺。(1)垂直引上法垂直引上法是传统的生产方法，根据对玻璃溶液引上设备的不同，它又分有槽引上法和无槽引上法两种。,6.2 平板玻璃,1有槽引上法有槽引上法是将一个槽子砖安装在玻璃溶液面上，玻璃液从熔窑中引出，经过槽子砖垂直向上引拉，从而以拉制的方法生产连续的玻璃平带，再通过引上冷却变硬而制成平板玻璃。2无槽引上法无槽引上法与有槽引上法不同之处，是以“引砖”代替原来的槽子砖。引砖一般设置在玻璃溶液表面下70150mm处，其作用是使冷却器能集中冷却在引砖之上流向板根(即玻璃原板的起始线)的玻璃液层，使之迅速达到玻璃带的成型温度。无槽引上法的优点是工艺简单，质量也有很大提高（相对有槽引上法），缺点是玻璃的厚薄很难控制。,6.2 平板玻璃,（2）水平引拉法水平引拉法是在平板玻璃引上约lm处时，将原板通过转向轴改变为水平方向引拉，最后经退火冷却而成的玻璃平板。因此，水平引拉法的最大优点是不需高大厂房便可进行大面积玻璃的切割。这种方法的缺点也是玻璃的厚薄难以控制，产品质量一般。（3）浮法工艺浮法玻璃是英国人B皮尔金顿和K凯尔斯塔夫于1940年在实验室里最早探索的一种新工艺，于1959年研究成功并得了专利权。当今世界最先进的浮法玻璃生产方法是全电熔法。浮法工艺是一种现代先进的生产玻璃的方法，浮法生产技术已成为当今世界衡量一个国家生产平板玻璃技术水平高低的重要标志。目前，我国大型玻璃生产线几乎全部采用浮法技术生产平板玻璃。,6.2 平板玻璃,浮法玻璃是采用海砂、硅砂、石英砂岩粉、纯碱、白云石等原料，在玻璃熔窑中经过1500-1570高温熔化后，将溶液引成板状进入锡槽，再经过纯锡液面上延伸进入退火窑，逐渐降温退火、切割而成。浮法玻璃的特点是玻璃表面平整光洁、厚薄均匀、光学畸变极小，具有机械磨光玻璃的质量。同时，它还具有产量高、规模大、容易操作、劳动生产率高和和经济效益好等优点。目前在国际上，浮法玻璃产品已完全替代了机械磨光玻璃，其产量占平板玻璃总产量的75以上，并可直接用于高级建筑、交通车辆、制镜和各种加工玻璃。浮法玻璃的厚度有0.5525m多种，生产的玻璃宽度可达2.44.6m，能满足各种环境的使用要求。,6.2 平板玻璃,6.2.2 平板玻璃的分类、规格与质量要求（1）平板玻璃的分类和规格普通平板玻璃按生产方式的不同分为引拉法玻璃和浮法玻璃两种，它们的规格要求也有不同。根据国家有关标准规定，引拉法玻璃的厚度分为2、3、4、5、6mm五类；浮法玻璃的厚度分为2、3、4、5、6、8、10、12、15、19mm十类。平板玻璃尺寸规定与允许偏差见表6-4，浮法玻璃的允许偏差应符合表6-5规定。,6.2 平板玻璃,表6-4 普通平板玻璃尺寸规定与允许偏差/mm,6.2 平板玻璃,表6-5 浮法玻璃尺寸允许偏差/mm,6.2 平板玻璃,（2）平板玻璃的外观质量由于生产方法不同，平板玻璃在生产过程中，会产生多种不同的外观缺陷。这些缺陷对玻璃的外观质量和各种物理、化学性质都有很大的影响。常见的平板玻璃外观质量的缺陷主要有以下几种：1、波筋波筋又称水线，是一种光学畸变现象，是平板玻璃最常见的外观质量缺陷。波筋的形成原因有二个方面：一是平板玻璃厚度不一致；二是由于玻璃局部范围内化学成分及物质密度等存在差异。,6.2 平板玻璃,玻璃对光线有折射现象，当光线通过有波筋缺陷的玻璃时，会产生不同角度的折射，形成光学畸变。当观察者的视线与玻璃平面成一定角度进行观察时，将看到玻璃板面上有一条条类似波浪的纹路。所以，使用这种玻璃后，人们通过它观察到的物像会发生较为明显的变形、扭曲，甚至产生跳动感，使观察者产生视觉疲劳和身体不适。2、气泡如果玻璃液中含有很多气体，玻璃在成型后就可能形成大量的气泡。气泡的存在会严重影响玻璃的透光度、降低玻璃的机械强度。气泡的存在也会影响玻璃的装饰效果。,6.2 平板玻璃,3、线道所谓线道，就是玻璃原板上出现的很细很亮连续不断的条纹。线道严重影响了玻璃的装饰效果和力学性能。因此，在我国的平板玻璃质量标准中对其进行了严格的规定，要求特选品中部不允许出现线道。4、疙瘩与砂粒 在有的平板玻璃中，原本应当光滑平整的表面会有突出的颗粒物，大的称为疙瘩，小的称为砂粒。疙瘩与砂粒存在不但使玻璃的光学性能受到很大影响，还会使玻璃在裁切时产生困难和错误，同时导致力学性能的严重下降。,6.2 平板玻璃,（3）平板玻璃的等级 依据国家标准普通平板玻璃(GB 4871-1995)和浮法玻璃(GB 11614-1999)中的相关规定，平板玻璃按照外观质量进行分等定级。引拉法生产的普通平板玻璃和浮法生产的平板玻璃均分为优等品、一等品和合格品三个等级，各等级的外观质量要求分别见表6-6和表6-7。,6.2 平板玻璃,表6-6（上）普通平板玻璃的各等级的外观质量要求,6.2 平板玻璃,表6-6（下）普通平板玻璃的各等级的外观质量要求,6.2 平板玻璃,表6-7（上）浮法玻璃各等级的外观质量要求,6.2 平板玻璃,表6-7（下）浮法玻璃各等级的外观质量要求,6.2 平板玻璃,6.2.3 平板玻璃的主要技术性能 1透光率平板玻璃的透光率是衡量玻璃的透光能力的重要指标，它是光线透过玻璃后的光通量占透过前光通量的百分比。影响平板玻璃透光率的主要因素是原料成分及熔制工艺。国家标准规定，平板玻璃的透光率应不低于表6-8的规定。,6.2 平板玻璃,表6-8 平板玻璃透光率规定,6.2 平板玻璃,2平板玻璃的机械性能平板玻璃的机械性能参考数据如表6-9所示,表6-9 平板玻璃的机械性能,6.2 平板玻璃,3平板玻璃的热工性能 根据玻璃材料的基本性质，平板玻璃的热工性能的参考数据见表6-10。,表6-10 平板玻璃的热工性能,6.2 平板玻璃,6.2.4 平板玻璃的计量方法1重量箱普通平板玻璃的计量方法一般以“重量箱”来计量，它是计算平板玻璃用料及成本的计量单位。一个重量箱等于2mm厚的平板玻璃10m2(约重50kg)，其他厚度按表6-11进行折算。2实际箱实际箱又称“包装箱”，分木箱和集装架两种，即一个木箱或一个集装架包装的玻璃，叫做一实际箱或一包装箱，见表6-12。,6.2 平板玻璃,表6-11 普通平板玻璃重量箱折算系数,6.2 平板玻璃,表6-12 普通平板玻璃包装箱与重量箱的折合关系,6.2 平板玻璃,6.2.5 平板玻璃的应用普通平板玻璃因其透光度高、价格低、易切割等优点，主要用于建筑物的门窗，室内各种隔断、橱窗、柜台、展台、玻璃搁架及家具玻璃门等方面，也可作为钢化玻璃、夹丝玻璃、中空玻璃、热反射玻璃、磨光玻璃等的原片玻璃。浮法玻璃具有比钢化玻璃更优良的性能，因此，凡是用普通平板玻璃的地方均可使用浮法玻璃，特别是高级宾馆、写字楼、豪华商场等建筑的门窗、橱窗等浮法玻璃。浮法玻璃也可以作为有机玻璃的模具以及汽车、火车、船舶的风窗玻璃等，还可作夹层玻璃、钢化玻璃、中空玻璃、热反射玻璃、磨光玻璃等的原片玻璃。,6.2 平板玻璃,6.2.6 平板玻璃的普通加工制品 平板玻璃由于价格低廉，在建筑和装饰工程中被大量使用。很多其他的玻璃制品也是以平板玻璃为基础原料，进行深加工获得的。下面介绍的是平板玻璃的普通加工制品，其它特殊加工制品如安全玻璃、节能玻璃等，在下一节中介绍。,6.2 平板玻璃,（1）磨光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。磨光玻璃分单面磨光和双面磨光两种。对玻璃表面进行磨光的目的，是为了消除由于表面不平而引起的筋缕或波纹缺陷，从而使透过玻璃的物象不变形。这种方法主要是针对传统引拉法生产的玻璃，因为这种方法生产的玻璃表面很容易出现缺陷。,6.2 平板玻璃,一般而言，玻璃表面要磨去0.51.0mm才能消除表面的不平整，因此磨光玻璃只能以较厚的玻璃为原料进行加工。磨光后的镜面玻璃表面平整光滑，两面平行，物像透过不变形，透光率大于84，具有很好的光学性质，主要用于高级建筑门窗、橱窗或制镜。但这种玻璃的性能虽然较好，但生产复杂，造价较高。浮法玻璃工艺出现之后，玻璃的质量大大提高，玻璃表面原始缺陷很少，磨光玻璃的使用也就越来越少了。（2）磨砂玻璃磨砂玻璃又称毛玻璃。普通平板玻璃经研磨、喷砂或氢氟酸溶蚀等工艺加工之后，玻璃表面就会形成均匀粗糙表面，只有透光性而没有透视性，这种平板玻璃称之为磨砂玻璃。人们常用硅砂、金刚砂等研磨材料加水来生产制造磨砂玻璃，磨砂玻璃的表面粗糙程度可以根据用户的要求而控制。,6.2 平板玻璃,表面粗糙的磨砂玻璃，使透过的光线产生漫射效果，被广泛应用于卫生问、浴室、办公室、教室等的门、窗和隔断材料。磨砂玻璃特有的透光而不透视的效果，很好地避免了视线干扰，加强了环境的隐私性。（3）玻璃镜玻璃镜是采用高质量平板玻璃、磨光玻璃或茶色平板玻璃等为基本的加工材料，采用镀银工艺，在玻璃的一面先均匀地覆盖一层镀银，然后再覆盖一层涂底漆，最后涂上保护面漆制成。玻璃镜只有光反射性而没有光透射性，被广泛用于商场、发廊等环境的室内装饰。,6.2 平板玻璃,（4）彩色玻璃 彩色玻璃分透明和不透明两种。1透明彩色玻璃 透明彩色玻璃是在玻璃原料中加入一定的金属氧化物使玻璃具有特定的色彩。通常采用使玻璃着色的氧化物着色剂见表6-13。,表6-13 玻璃与氧化物着色剂,6.2 平板玻璃,2不透明彩色玻璃不透明彩色玻璃也称饰面玻璃，是用46mm厚的平板玻璃按照要求的尺寸切割成型，然后经过清洗、喷釉、烘烤、退火而制成。不透明彩色玻璃也可选用有机高分子涂料制成具有独特装饰效果的饰面玻璃。（5）花纹玻璃 花纹玻璃是一种装饰性很强的玻璃产品，装饰功能的好坏是评价其质量的主要标准。它是将玻璃按照预先设计好的图形运用雕刻、印刻或喷砂等无彩处理方法，在玻璃表面获得丰富的美丽图形。依照加工方法的不同，花纹玻璃可分为压花玻璃、喷花玻璃、刻花玻璃三种。,6.2 平板玻璃,1压花玻璃 压花玻璃又称滚花玻璃，透光率一般为6070，规格一般在9001600mm。它是在熔融玻璃冷却硬化前，以刻有花纹的滚筒对辊压延，在玻璃单面或两面压出深浅不同的花纹图案而制成。压花玻璃图形丰富，造型优美，具有良好的装饰效果。由于花纹的凹凸变化使光线产生不规则的漫射、折射和不完整的透视，起到视线干扰和保护私密性的作用。2喷花玻璃 喷花玻璃又称胶花玻璃，是以优质的平板玻璃为基础材料，在表面铺贴花纹图案，并有选择地涂抹面层，经喷砂处理而成。喷花玻璃由于可以选择图案，因此形式灵活，构思巧妙，被广泛地应用在装饰工程之中。,6.2 平板玻璃,3刻花玻璃 刻花玻璃是由平板玻璃经涂漆、雕刻、围腊、酸蚀、研磨等制作而成。（6）光致变色玻璃光致变色玻璃是在普通玻璃中加入适量的卤化银、或直接在玻璃中加入钼和钨等感光化合物获得的，由于生产过程中需要消耗大量的银，因此造价很高。它最大的特点是具有光致变色功能：在受太阳光或其他光线照射时，玻璃颜色会随着光线的增强而逐渐变化，但当照射停止时又会逐渐恢复原来色彩。光致变色玻璃最早应用在变色眼镜的生产中，在建筑中主要用于需要避免眩光的环境。,6.2 平板玻璃,（7）釉面玻璃釉面玻璃又称为不透明饰面玻璃，是在一定尺寸的玻璃基体上涂覆一层彩色易熔的釉料，然后加热到彩釉的熔融温度，经退火或钢化热处理，使釉层与玻璃牢固结合而制成的具有美丽的色彩或图案的玻璃制品。玻璃基片可用普通平板玻璃、钢化玻璃、磨光玻璃等。目前生产的釉面玻璃最大规格为3.2m1.2m，厚度为515mm。釉面玻璃的特点：耐酸、耐碱、耐磨和耐水，图案精美，不褪色，不掉色，可按用户的要求或艺术设计图案制作。釉面玻璃既有良好的化学稳定性和装饰性，可用作食品工业、化学工业、商业、公共餐厅等的室内饰面层，以及一般建筑物房间、门厅、楼梯间的饰面层和建筑物的外饰面层，特别适用于防腐、防污要求较高部位的表面装饰。,返回,6.3 安全玻璃,普通平板玻璃的最大弱点是易碎，特别是玻璃破碎后具有尖锐的棱角，很容易对人体造成意外伤害。因此，开发出相对安全的玻璃就显得十分必要。通过特殊的加工工艺，对玻璃的性能加以改进，就能生产出满足这种需求的产品。其中，钢化玻璃就是应用最广泛的安全玻璃之一。为减小玻璃的脆性、提高使用强度，通常可采用的方法有：用退火法消除玻璃的内应力；消除平板玻璃的表面缺陷；通过物理钢化（淬火）和化学钢化而在玻璃中形成可缓解外力作用的均匀预应力；采用夹层处理等。采用上述方法进行安全处理后的玻璃统称为“安全玻璃”。本节主要介绍常用的三种安全玻璃：钢化玻璃、夹丝玻璃和夹层玻璃。,6.3 安全玻璃,6.3.1 钢化玻璃钢化玻璃又称强化玻璃，具有良好的机械性能和耐热抗震性能。钢化玻璃是普通平板玻璃通过物理钢化（淬火）和化学钢化处理的方法，从而达到提高玻璃强度的目的。（1）钢化玻璃的生产原理 1物理钢化玻璃 物理钢化又称淬火钢化，是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近软化点温度（650左右），通过自身的形变来消除内部应力，然后移出加热炉，立即用多头喷嘴向玻璃两面喷吹冷空气，使其快速均匀地冷却。当玻璃冷却到接近室温后，就形成了高强度的、安全性能良好的钢化玻璃。,6.3 安全玻璃,由于在冷却过程中，玻璃的两个表面首先冷却硬化，待内部逐渐冷却并伴随着体积收缩时，外表已经硬化，这就会阻止内部的收缩，使玻璃处于内部受拉、外表受压的应力状态。当玻璃受弯曲外力作用时，玻璃板表面将处于较小的拉应力和较大的压应力状态。如前文所述，玻璃的抗压强度远高于自身的抗拉强度，所以不会造成破坏。钢化玻璃应力状态见图6-1。,6.3 安全玻璃,图6-1钢化玻璃应力状态 A普通玻璃受弯作用截面应力分布B钢化玻璃截面预应内力分布 C钢化玻璃受弯作用截面应力分布,6.3 安全玻璃,2化学钢化玻璃化学钢化玻璃以离子交换法进行钢化，其方法是将含碱金属离子钠（Na+）或钾（K+）的硅酸盐玻璃，浸入熔融状态的锂（Li+）盐中，使钠或钾离子在表面层发生离子交换，使表面层形成锂离子的交换层。由于锂离子的膨胀系数小于钠、钾离子，从而在冷却过程中造成外层收缩小而内层收缩大。当冷却到常温后，玻璃便处于内层受拉应力、外层受压应力的状态，其效果与物理钢化相似，主要目的是提高玻璃的强度。化学钢化玻璃破碎后仍然会形成尖锐的碎片，因此，一般不作为安全玻璃使用，但可以进行任意切割。下文中“钢化玻璃”指物理钢化玻璃。,6.3 安全玻璃,（2）钢化玻璃的特性 1安全性好 经过物理钢化的玻璃，其安全性质十分突出，主要原因是当局部发生破损，会产生“应力崩溃”现象，玻璃将破裂成无数的玻璃小块。并且这些玻璃碎块不但体积小而且没有尖锐棱角，所以不易对人身安全造成伤害，故称为安全玻璃。,6.3 安全玻璃,2弹性好钢化玻璃的弹性比普通玻璃大得多，一块1200mm350mm6mm的钢化玻璃，受力后可发生达100mm的弯曲挠度，当外力撒消后，仍能恢复原状。而同规格的普通平板玻璃弯曲变形只能有几毫米。良好的弹性也使钢化玻璃不易破碎，安全性得以进一步提高。3热稳定性好钢化玻璃的热稳定性要高于普通玻璃，有良好的耐热冲击性（最大安全工作温度为287.78）和耐热梯度（能承受204的温差变化）。在急冷急热作用时，玻璃不易发生炸裂。这是因为其表面的预应力可抵消一部分因急冷急热产生的拉应力。,6.3 安全玻璃,4机械强度高钢化玻璃的抗折强度、抗冲击强度都较高，为普通玻璃的45倍。钢化玻璃的缺点是不能任意切割、磨削，这使它的使用方便性大大降低。在使用时，必须使用现有规格的产品或在生产前提前指定产品型号。（3）钢化玻璃的外观质量要求 1弯曲度钢化玻璃的弯曲度，弓形时不得超过0.5%；波形时不得超过0.3%；边长大于1.5m的钢化玻璃弯曲度由供需双方自行决定。,6.3 安全玻璃,2、外观质量钢化玻璃的外观质量必须符合国家的相应规定，具体要求如表6-14。,表6-14(上）钢化玻璃的外观质量,6.3 安全玻璃,表6-14(下）钢化玻璃的外观质量,6.3 安全玻璃,（4）钢化玻璃的应用钢化玻璃主要用于建筑物的门窗、幕墙、隔断、护栏（护板、楼梯扶手等）、家具以及电话厅、车、船等门窗、采光天棚等；可作成无框玻璃门；用于玻璃幕墙可大大提高抗风压能力，防止热炸裂，并可增大单块玻璃的面积，减少支撑结构。钢化玻璃除可采用普通平板玻璃、浮法玻璃作为原片外，也可使用吸热玻璃、压花玻璃、釉面玻璃等作为原片，后者分别称为吸热钢化玻璃、压花钢化玻璃、钢化釉面玻璃。吸热钢化玻璃主要用于既有吸热要求又有安全要求的玻璃门窗等，压花钢化玻璃主要用于有半透视要求的隔断等，钢化釉面玻璃主要用于玻璃幕墙的拱肩部位及其他室内装饰。钢化玻璃不宜用于有防火要求的门窗和可能受到吊车、汽车直接多次碰撞的部位。,6.3 安全玻璃,6.3.2 夹丝玻璃（1）夹丝玻璃的原理与种类 夹丝玻璃是安全玻璃的一种，也成防碎玻璃或钢丝玻璃。它是将预先编织好的、直径一般为0.4mm左右的、经过热处理的钢丝网或铁丝压入已加热到红热软化状态的玻璃之中制成。与普通平板玻璃相比，夹丝玻璃具有优良的耐冲击性和耐热性。如遇外力破坏，即使玻璃无法抵抗冲击造成开裂，但由于钢丝网与玻璃粘结成一体，其碎片仍附着在钢丝网上，避免了碎片飞溅伤人。夹丝玻璃还被称为防火玻璃，因为当遇到火灾时，夹丝玻璃具有破而不缺、裂而不散的特性，能有效地隔绝火焰，起到防火的作用。,6.3 安全玻璃,我国生产的夹丝玻璃产品分为夹丝压花玻璃和夹丝磨光玻璃两类。以彩色玻璃原片 制成的彩色夹丝玻璃，其色彩与内部隐隐显现的金属丝相映，具有较好的装饰效果。夹丝玻璃按厚度分为6mm，7 mm、10 mm三种。产品尺寸一般不小于600 mm400mm、不大于2000 mm1200 mm。（2）夹丝玻璃的性能 在使用时夹丝玻璃应注意其物理性能的变化。但由于夹丝玻璃中含有很多金属物质，破坏了玻璃的均匀性，降低了玻璃的机械强度，使其抗折强度和抗外冲击能力都比普通平板玻璃有所下降。,6.3 安全玻璃,金属丝网与玻璃在热膨胀系数、导热系数上的巨大差异，使夹丝玻璃在受到快速的温度变化时更容易开裂和破损，耐急冷急热性能较差。因此夹丝玻璃不能用在温度变化大的部位。（3）夹丝玻璃的应用夹丝玻璃主要用于高层建筑、公共建筑的天窗、仓库门窗、防火门窗、地下采光窗以及其他要求安全、防振、防盗、防火以及建筑物的墙体装饰、阳台围护等。,6.3 安全玻璃,6.3.3 夹层玻璃夹层玻璃是在两片或多片平板玻璃之间嵌夹透明、有弹性、粘接力强、耐穿透性好的透明塑料薄片，在一定温度、压力下胶合成整体平面或曲面的复合玻璃制品，是一种常用的安全玻璃。夹层玻璃的原片可以是普通平板玻璃、浮法玻璃、钢化玻璃、彩色玻璃、吸热玻璃或热反射玻璃等，常用的塑料胶片为聚乙烯醇缩丁醛（PVB），厚度为0.20.8mm。夹层玻璃的原片层数有2、3、5、7、9层，建筑上常用的为23层。,6.3 安全玻璃,（1）夹层玻璃的特点1抗冲击能力很强。夹层玻璃比同等厚度的普通平板玻璃的抗冲击能力高几倍。2由于PVB胶片的作用，夹层玻璃还具有节能、隔音、防紫外线等功能。3具有良好的耐热、耐寒、耐湿、隔声、保温等性能，长期使用不变色和老化。4安全性十分突出。玻璃破碎时，由于中间有塑料衬片产生的粘合作用，因此仅仅产生辐射状的裂纹和少量的玻璃碎屑而不落碎片，大大提高了产品的安全性。由于夹层玻璃的安全性十分突出，使之成为使用范围较为广的安全玻璃之一。,6.3 安全玻璃,（2）安全型夹层玻璃的常见品种 1减薄夹层玻璃 减薄夹层玻璃是采用厚度为12mm的薄玻璃和弹性胶片加工制成获得的。它具有重量轻、机械强度高、安全性好和能见度好的特点。2防弹夹层玻璃 防弹夹层玻璃是由多层夹层组成，主要用于对环境安全有特殊要求的特种建筑及具有强爆震动、浪涌冲击的地方，如银行、证券交易所、保险公司、机场等。,6.3 安全玻璃,3报警夹层玻璃报警夹层玻璃是在两片玻璃的中间胶片上接上一个警报驱动装置，一旦玻璃破碎时报警装置就会发出警报。主要用于珠宝店、银行、计算机中心和其他有特别要求的建筑物。（3）夹层玻璃的外观质量与技术性能指标1夹层玻璃的外观质量夹层玻璃的外观质量按规定，在良好光照条件下，距试样正面约600mm处进行目测检查，产品外观质量应符合表6-15的规定。,6.3 安全玻璃,表6-15 夹层玻璃的外观质量要求,6.3 安全玻璃,2夹层玻璃技术性能要求见表6-16。,表6-16 普通夹层玻璃的技术性能要求,6.3 安全玻璃,（4）夹层玻璃的应用夹层玻璃主要用于有振动或冲击作用的，或防弹、防盗及其他有特殊安全要求的建筑门窗、隔墙、工业厂房的天窗和某些水下工程，也可作为汽车、飞机的挡风玻璃等。,返回,6.4 节能玻璃,随着人们对室内环境安全性、舒适性的日益重视，作为装饰材料的玻璃已经由单一的采光功能向着装饰、节能功能方向发展，建立绿色空间的作用也在加强。由于建筑中大面积玻璃窗、玻璃幕墙的应用，玻璃窗在建筑节能中的作用被广泛重视。有资料显示，建筑中采用银灰膜中空玻璃比采用单层玻璃每年节约能源2/3，冬天降低采暖能耗2530。因此，对传统玻璃进行节能化改造，成为人们的共识。,6.4 节能玻璃,6.4.1 吸热玻璃吸热玻璃是一种能控制阳光中热量透过的玻璃，它可以全部或部分吸收携带大量热量的红外线，从而可降低通过玻璃的日照热量，又可以保持良好的透明度。吸热玻璃可产生冷房效应，大大节约了冷气能耗。吸热玻璃的生产是在普通钠钙硅酸盐玻璃中加入着色氧化物，如氧化铁、氧化镍、氧化钴及硒等，使玻璃带色并具较高的吸热性能。也可在玻璃表面喷涂氧化锡、氧化镁、氧化钴等有色氧化物薄膜而制成。,6.4 节能玻璃,吸热玻璃的特点如下：大量吸收太阳的辐射热；吸收太阳可见光；具有一定的透明度；能够吸收较多的紫外线；耐久性好，色泽经久不衰。吸热玻璃和普通浮法玻璃对太阳光的阻挡与透射对比见图6-2，普通玻璃和蓝色吸热玻璃的热工性能比较见表6-17。吸热玻璃常用的颜色为蓝色、茶色、灰色等，以蓝色吸热玻璃最为常用。吸热玻璃的厚度分为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm和12mm，其长度和宽度与普通平板玻璃和浮法玻璃相同。,6.4 节能玻璃,图6-2 吸热玻璃和普通浮法玻璃对太阳光的阻挡与透射,6.4 节能玻璃,表6-17 普通玻璃和蓝色吸热玻璃的热工性能比较,6.4 节能玻璃,目前普通吸热玻璃已广泛应用于建筑装饰工程门窗、外墙及车、船等的挡风玻璃等场合，起到采光、隔热、防眩等作用。它还可以按不同的用途进行加工，制成磨光、夹层、中空玻璃等。由于吸收了大量太阳热辐射，吸热玻璃的温度会升高，容易产生玻璃不均匀的热膨胀而导致“热炸裂”现象。因此，在吸热玻璃使用的过程中，应注意采取构造性措施，减少不均匀热涨，以避免玻璃破坏。具体办法有如下几种:1加强玻璃与窗框等衔接处的隔热 2创造利于整体降温的环境 3避免在吸热玻璃上出现形状复杂的阴影。,6.4 节能玻璃,6.4.2 热反射玻璃 热反射玻璃又称镀膜玻璃，是将平板玻璃经过深加工后得到的一种玻璃制品，具有优秀的遮光性、隔热性和良好的透气性，可以有效节约室内空调能源的浪费。,6.4 节能玻璃,（1）热反射玻璃的加工方法热反射玻璃是在玻璃表面涂以银、铜、铝、镍等金属及其氧化物的薄膜，或粘贴有机薄膜，或采用电浮法等离子交换法，向玻璃表层渗入金属离子以置换玻璃表层原有离子，而形成的具有高热反射能力和良好透光性的玻璃。热反射玻璃有灰色、茶色、金色、浅兰色、古铜色等，常用厚度为6mm，规格尺寸有1600mm2100mm、1800mm2000mm和2100mm3600mm等。,6.4 节能玻璃,（2）热反射玻璃的主要技术性能 1遮蔽系数小热反射玻璃有较小的阳光遮蔽系数。遮蔽系数愈小，说明通过玻璃射入室内的光能愈少，冷房效果愈好。如果以太阳光通过3mm厚透明玻璃射人室内的光量作为单位1，在同样条件下得出太阳光通过各种不同玻璃射入室内的相对光量，叫玻璃的遮蔽系数。不同玻璃的遮蔽系数见表6-18。,6.4 节能玻璃,表6-18 不同玻璃的遮蔽系数,6.4 节能玻璃,2对太阳能的热反射率高热反射玻璃对太阳辐射热有较高的反射能力。6mm厚的透明浮法玻璃对辐射热的反射率为17左右，而热反射玻璃的反射率可达60左右。3对太阳辐射热的透过率小6mm厚的热反射玻璃比同厚度透明浮法玻璃对太阳辐射热的透过率减少60%以上，比同厚度吸热玻璃减少45%左右。4对可见光的透过率小6mm厚的热反射玻璃比同厚度透明浮法玻璃对可见光的透过率减少75%，