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探讨高层建筑使用安全玻璃的安全性能及要求

　不知道大家家里安装阳台玻璃或者窗户的时候，有没有特意去研究过玻璃的构造，其实玻璃安全非常重要，尤其是高层住宅，一旦装得不好，出现问题就会很严重。钢化玻璃使用安全，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害极大地降低了。钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有3~5倍的提高，一般可承受250度以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。是安全玻璃中的一种。为保障高层建筑提供合格材料安全性作保障。

　　一、安全玻璃种类、特点及适用范围

　　1.防火玻璃

　　防火玻璃主要用于有防火隔热要求的建筑幕墙、隔断等构造和部位。

　　2.钢化玻璃

　　(1)特点：机械强度高;弹性好;热稳定性好;碎后不易伤人;可发生自爆;

　　(2)应用：建筑物的门窗、隔墙、幕墙及橱窗、家具等。但钢化玻璃不能切割、磨削，边角不能碰击挤压，需按现成的尺寸规格选用或提出具体设计图纸进行加工定制。

　　3.夹层玻璃

　　(1)特点：透明度好;抗冲击性能好;碎片不会散落伤人;通过采用不同的原片玻璃，夹层玻璃还可具有耐久、耐热、耐湿、耐寒等性能;

　　(2)应用：夹层玻璃有着较高的安全性，一般在建筑上用作高层建筑的门窗、天窗、楼梯栏板和有抗冲击作用要求的商店、银行、橱窗、隔断及水下工程等安全性能高的场所或部位等。夹层玻璃不能切割，需要选用定型产品或按尺寸定制。

　　钢化玻璃的主要安全性能包括具备抵抗一定动能钢体冲击的能力、抗人体撞击的能力和特定的破碎状态;夹层玻璃的主要安全性能包括具备抵抗一定动能钢体冲击的能力、相应级别的抗人体撞击的能力。

　　(一)碎片状态

　　碎片状态是钢化玻璃特有的一项安全性能。一般情况下，钢化玻璃的破碎后会形成黄豆般大小、无锐角的碎片，.与普通玻璃破碎后的碎片相比，钢化玻璃碎片能大大降低伤人的概率和对人体伤害的程度。

　　(二)抵抗钢体冲击能力

　　抵抗钢体冲击能力是安全玻璃的一项重要安全性能。对于钢化玻璃而言，体现了钢化玻璃在受到外界投掷物或敲击物冲击下保持玻璃完好不破碎的能力;对于夹层玻璃而言，体现了中间层对两片玻璃的黏结能力，这种黏结力可以将玻璃牢牢地和中间层胶片粘在一起，即使玻璃破碎时，大碎片也无法剥落伤人，从而保证人身财产安全。

　　(三)抗人体撞击能力

　　抗人体撞击能力是建筑安全玻璃最重要的一项安全性能。这项性能直接决定安全玻璃的级别和应用场合，它也是国际标准化组织ISO组织和世界各国都认可的一项安全玻璃性能。一直以来，世界各国都有大量建筑安全玻璃专家在研究这项性能，开展了许多相关课题的研究。最近几年，ISO组织安排有关成员国对这项性能进行了大量的试验，并多次进行了试验验证和比对，几乎每年都要召开工作组会议，对试验结果进行论证和分析。

　　抗人体撞击性能是通过模拟人体撞击玻璃的试验，对玻璃造成的割伤或刺伤予以评价。每块安全玻璃材料的这项性能都可以通过一系列的撞击试验进行评定。目前，各个国家采用了不同的冲击体及试验方法对建筑安全玻璃的这项性能进行模拟测试及分类，我国、美国、澳大利亚及日本等国家采用铅质霰弹袋法，欧盟国家则鉴于环保原因而采用双轮胎法。

　　在美国，人们采用铅质霰弹袋模拟一个45.4kg(1001b)的男孩以402m/rain(22ft/s)的速度奔跑，在没有观察到玻璃的偶然情况下，撞击玻璃所造成伤害。撞击能量按公式(3-1)计算，该男孩具有1024J(755ft.1bf)的动能，这个撞击动能是相当于男孩直接垂直撞击玻璃的最大冲击能。但在选择试验冲击值时，应充分考虑各种实际应用情况。这些应用情况包括：男孩从室内或室外撞击时身体可能传递的不同撞击能量;男孩撞碎玻璃的能量值还取决于其撞击玻璃的方式：直臂撞击传递到玻璃材料上的能量大于由于冲击时手臂弯曲而传递到玻璃材料上的能量，实际上整个撞击过程往往是手先接触玻璃，然后经手最后到膝部接触玻璃。同时，大多数情况下，冲击角度小于正常的垂直撞击(90)度。因此，传递到玻璃的冲击能可能远远小于奔跑男孩的动能，即典型受难者的试验值1024J动能。需要说明的是，只有模拟当人体从高空直接坠落到天棚上的情况时，真实冲击能才可能等于最大的冲击能。

　　在日本，人们以不同高度落下的45kg铅质霰弹袋撞击时，作用在玻璃上的撞击动能表示安全设计用冲撞力，冲击体落下高度分为30cm、75cm、120cm和230cm四个级别。各种冲击体及可能的冲撞类别和各种应用场所所对应冲撞类别如表3—2及表3-3所示，用以指导建筑安全玻璃的选择和应用。同时，人们用45kg霰弹袋冲击试验的高度表示玻璃的人身冲击破坏强度特定值(简称为“45kg落下冲击破坏强度”)。将该强度统计分布破损概率的0.001数值视为实际上无破损落下高度的上限，称为：“无破损强度”;平均值相当于破损概率为0.5时的落下高度，称为“平均破坏强度”;将破损概率为0.999数值视为实际上所有的玻璃在该落下高度破裂，称为“全破坏强度”。冲击破坏强度可以利用玻璃强度系数、尺寸及玻璃冲击效率通过计算得出。比较冲击破坏强度及根据应用部位而设计的冲撞力，从而选择应用完全不破坏的玻璃或能够安全破坏的玻璃，并进行防止冲撞的设计。

　　需要说明的是，在我国、日本、美国及澳大利亚等国家，钢化玻璃的抗人体冲击能力是不分级的。在模拟人体冲击试验，或称摆锤冲击试验(霰弹袋冲击)中，冲击体以300mm、750mm、1200ram的冲击高度冲击钢化试验片，试验片可以碎或不碎，一旦破碎，其碎片大小必须满足要求，即钢化玻璃必须安全破碎。但在欧盟国家，不但予以分类，而且详细给出了钢化玻璃不碎或安全破碎时最高高度及其根本就不会产生破碎的最高高度，为钢化玻璃的选用提供了更详细的依据。

　　和各种应用场所所对应冲撞类别如表3—2及表3-3所示，用以指导建筑安全玻璃的选择和应用。同时，人们用45kg霰弹袋冲击试验的高度表示玻璃的人身冲击破坏强度特定值(简称为“45kg落下冲击破坏强度”)。将该强度统计分布破损概率的0.001数值视为实际上无破损落下高度的上限，称为：“无破损强度”;平均值相当于破损概率为0.5时的落下高度，称为“平均破坏强度”;将破损概率为0.999数值视为实际上所有的玻璃在该落下高度破裂，称为“全破坏强度”。冲击破坏强度可以利用玻璃强度系数、尺寸及玻璃冲击效率通过计算得出。比较冲击破坏强度及根据应用部位而设计的冲撞力，从而选择应用完全不破坏的玻璃或能够安全破坏的玻璃，并进行防止冲撞的设计。

　　需要说明的是，在我国、日本、美国及澳大利亚等国家，钢化玻璃的抗人体冲击能力是不分级的。在模拟人体冲击试验，或称摆锤冲击试验(霰弹袋冲击)中，冲击体以300mm、750mm、1200ram的冲击高度冲击钢化试验片，试验片可以碎或不碎，一旦破碎，其碎片大小必须满足要求，即钢化玻璃必须安全破碎。但在欧盟国家，不但予以分类，而且详细给出了钢化玻璃不碎或安全破碎时最高高度及其根本就不会产生破碎的最高高度，为钢化玻璃的选用提供了更详细的依据。