玻璃幕墙玻璃自爆原因分析及防治措施（共11篇）
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。高层幕墙的脚手架还在拆除中，玻璃就连续发生自爆，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。
二、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，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。玻璃厚度 长宽比 玻璃最大面积 玻璃厚度 长宽比 玻璃最大面积
6mm 1：3以下 2．5㎡以下 8mm 1:3以下 4㎡以下
三、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：
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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%。
6、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。
7、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。
8、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，幕墙上的空调通风口也可以导致镀膜玻璃不同部位明显的温度，均加大热应力，给镀膜玻璃的自爆增加机率。为了防止玻璃的热应力自爆，可对镀膜玻璃采取强化处理，强化处理后，可使玻璃承受风压强度和热应力强度均有较大的提高，可以明显减少热应力自爆的机率。
四、中空玻璃的自爆
中空玻璃是用两片或多片玻璃与周边用铝合金间隔分开一定距离，并用二次密封胶密封，使之形成两玻璃间有干燥气体空气的玻璃。中空玻璃间隔密封胶第一道胶为丁基胶，丁基胶密封性能很好，但强度很低，只起密封作用，不承受力；第二道密封胶一般为聚硫胶，聚硫胶强度高，在受力时能保持中间玻璃间隔不变，但该胶怕太阳紫外线照射。用于有框玻璃幕墙时，聚硫胶被铝合金型材槽镶嵌在内，太阳照射不到聚硫胶。但用于隐框玻璃幕墙，太阳就可能直接照射到聚硫胶，因此在隐框或半隐框玻璃幕墙中空玻璃的第二道密封胶必须用中空玻璃结构胶，不怕太阳紫外线照射。中空玻璃结构胶也不同于一般结构胶，其变位能力一般为5%左右，这样能保证中空玻璃的两片玻璃间距不变，而一般结构胶变位能力为土25~50%。
哈飞赛豹是哈飞汽车有限公司生产的新一代轿车, 号称‘三国智, 中国车’的一款性能优良的新车型。但生产及销售初期带后除霜线形式后风挡玻璃经常发生异常自爆, 看似一个小问题却直接影响到公司的生产及销售。
二、钢化玻璃的钢化的原理
汽车钢化玻璃采用物理钢化, 又称为淬火钢化玻璃。它是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度 (600℃) 时, 通过自身的形变消除内部应力, 然后将玻璃移出加热炉, 再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面, 使其迅速且均匀地冷却至室温, 即可制得钢化玻璃。这种玻璃处于内部受拉, 外部受压的应力状态, 钢化玻璃有强度高、抗冲击性好、弹性大热稳定性好、发生破损玻璃碎片没有尖锐棱角, 不易伤人等优点。
三、自爆原因分析
从以上钢化原理入手, 分析可能产生自爆的原因:
1.玻璃原片存在质量问题
玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点, 也是应力集中处, 伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生自爆。另外玻璃中含有硫化镍结晶物:硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在, 直径在0.1～2mm。这些杂夹物是NI3S2, NI7S6和NI-SX, 其中X=0～0.07。已知理论上的NIS在379℃时有一相变过程, 从高温状态的α-NIS六方晶系转变为低温状态β-NI三方晶系过程中, 伴随出现2.38%的体积膨胀。这一结构在室温时保存下来。如果以后玻璃受热就可能迅速出现α-β态转变。如果这些杂物在钢化玻璃受张应力的内部, 则体积膨胀会引起自发炸裂。经检测该车型的浮法玻璃杂质含量无问题。
2.钢化玻璃中应力分布不均匀
应力分布不均匀玻璃在加热或冷却时沿玻璃厚度或各方向不平衡产生的温度梯度不均匀、不对称, 使钢化制品有自爆的趋向, 张应力区偏移到制品的某一边或者偏移到表面则钢化玻璃形成自爆。
3.钢化程度的影响
实验证明, 钢化程度提高到1级/cm时自爆数达20%～25%。由此可见应力越大钢化程度越高, 自爆量也越大。所以钢化程度不合理也易自爆, 由于非除霜状态下无问题, 故不是钢化程度的问题。
4.玻璃受局部过热或过冷等冷热不均现象
由于后风挡比照其它钢化玻璃, 有除霜加热功能, 故玻璃受局部过热或过冷等冷热不均现象。局部过热, 各方向不平衡导致应力超过玻璃张应力所能程受的最大值时, 必然产生自爆现象。加热线形式布置的检测:故检验合格情况下, 通电试验温度在10s以内部分区域即急速升温。同样试验其它车型玻璃后除霜长期开启温度也就在40℃左右 (M6, 捷达等) , 而且加热较为均匀, 而赛豹玻璃部分区域能达70～80℃甚至更高, 此时其它区域竟然只有30℃左右, 而对比试验其它几种车型温度都比较均匀且在45℃以下。故初步可断定加热线是此问题关键之处。
四、解决方案
以上为后风挡玻璃自爆原因简单的分析, 由于后风挡本身无问题, 只是电热丝布置形式不太合适。故参考类似车型, 做相类似调整即可。参照某车型进行电热线合理布置后;按改后方案生产一批零件, 与M6、捷达等做对比检验, 基本水平一致, 装车验证再无自爆现象发生。
五、结论
在与汽车玻璃专业厂探讨问题的过程中, 发现某汽车主机厂也曾出现过类似问题, 最终也是与专业厂共同协作解决的。例如除霜线布置形式不合理而导致正负极之间空气电离短路等等。以上过程说明:
1.专业零件应走协同开发的道路;
2.新车开发过程中, 应建立失败履历档案, 以利于后续开发过程中的查询及借鉴。
摘要：本文针对赛豹后挡玻璃自爆问题, 分析可能产生的原因及其解决办法。
关键词：耗能；对策；新技术
我国是幕墙生产大国，每年7000万平法米以上的幕墙生产量，占世界的75%。我国建筑能耗是相同气候条件发达国家建筑能耗的2到3倍，建筑节能65%主要由建筑围护系统承担。在全世界各行业各环节都在节能减排的大背景下，如何减少幕墙生产的能耗，是我们幕墙从业人员面临的一个新课题。作为一个专业公司的从业人员，结合自身的工作实践，将有关幕墙设计、施工以过程中的节能问题做一个总结及探讨。
一 幕墙耗能分析及对策
玻璃幕墙是建筑维护系统中的重要组成部分，不但满足采光、通风等基本需要，还有保温、隔热的性能。由于美学的需要，建筑围护结构大量采用了幕墙系统，增加美观的同时，不可避免的增加了建筑能耗。如何在美学和节能方面达到一个相对平衡的统一，是一个在幕墙从业人员需要去面对的问题。首先我们需要从幕墙耗能的基本原因去分析问题。
（１）幕墙耗能客观因素
玻璃幕墙的传热方式一般有辐射传热、对流传热、导热方式、换气传热四种形式。幕墙从各种渠道吸收热量，使之具有热能。其中一部分由本体结构以导热方式传向室外部，而另一部分以辐射的形式从其表面向大气辐射，还有一部分借助气流以对流的方式传递给周围的空气介质。幕墙就是这样不间断的进行着热传导和热交换。幕墙的辐射传热决定于下列因素：表面温度；玻璃和框架材料及表面粗糙度、表面黑度。幕墙两侧空气介质的气流与幕墙表面间的热量传递过程称为对流传热或对流换热。室内局部热源引起的温度差会形成热对流，流动的空气介质作用在幕墙表面就会产生热交换。
导热是指热能在其结构体内额转移。是由其结构的表面接受热能，因此两侧存在稳定温度差。结构内部分子和原子因温度差而产生微观运动引起的热传导叫导热。幕墙由玻璃和框架组成，而玻璃导热系数很小，建筑的导热主要发生在框架的结构部分，导热系数大的铝合金框架呈现“热桥”（或“冷桥”）效应。由于热桥（冷桥）的存在，造成幕墙表面温度分部不均匀，同时在局部出现结露或结霜。实际考虑幕墙导热时，可按平均导热系数计算到热量。虽然玻璃导热性差，但表面换热性强，热辐射率高，因此玻璃的传热系数大。据英国铝门窗联合会测定，单层玻璃(4-6MM)的传热系数为5.7W/(M2.℃),双层玻璃传热系数为2.8W/(M2.℃),三层为2.0W/(M2.℃)。因此玻璃的传热性能较墙体的传热大得多，玻璃的节能效果占幕墙节能的80%。幕墙框架之间结构缝隙的存在，气密性能的不同，气流穿透幕墙缝隙，产生因两侧间空气流通引起的传热，称为换气传热。在幕墙采光面积较大时，气密性能与建筑物的热损失关系甚大。
综上所述，幕墙传热是以辐射、对流、导热、换气等四种方式综合进行的。就是这些复杂的传热现象，使幕墙成为建筑物失热最多的部分。
（２）设计因素
许多开发商或设计师为追求建筑外观的新颖及采光的要求，大量采用通透式全玻幕墙；无论朝向，均使用玻璃维护结构；为了通风又大量的增加开启扇。其实玻璃无论怎么“中空隔热”，无论开启扇如何密闭保温，幕墙的节能效果都比墙体差得远，一面面敞亮的窗体，其实就是建筑物耗能张开的“血盆大口”。设计师或投资方欠缺节能设计的经验，缺少节能环保的概念是导致建筑体成为耗能大户的重要因素。
（３）材料使用因素
如前所述，幕墙的重要组成部分是玻璃和铝材。玻璃选择不当，将致使夏季透过玻璃的太阳能是其它材料墙体的数倍；所用的型材、保温隔热材料、填充材料不合理，节点做法不正确，构件间未有效设置垫片，将使得室内热能损失量大；选用的密封胶粘结效果差，胶缝施工不到位，胶条密封不严，结构变形产生裂缝，将导致冷、热风渗透情况严重，增加幕墙的换气传热。
二 节能设计控制要点
（１）减少透明玻璃幕墙的使用面积
这是个根本的减低能耗的措施。玻璃幕墙使用面积的减少，在夏季可降低热透射量，使室内不至于过热，降低空调的能耗；冬季则可减少热交换热量，从而降低由于玻璃的保温性能差造成的热损失。在目前一些高层办公建筑设计中，为了追求立面的效果，减少幕墙的使用面积并非是个很好的选择。但是，我们设计师可以做些变通，如在某些次要立面上做两层外墙，内层为实体墙，外层为玻璃幕墙，从而减少透明幕墙的面积又不至于影响建筑的外立面效果。
（２）建筑物的合理布局
建筑总平面的规划布置和平面设计，应有利于夏季减少得热和充分利用通风季节和通风时段的自然通风。建筑的主要朝向宜在南偏东15°至南偏西15°范围内，不宜超出南偏东45°至南偏西30°的范围，主要房间宜避开夏季最大日射朝向。不宜将主要办公室、客房等设置在正东、正西和西北方向。不宜在建筑的正东、正西和西偏北、东偏北方向设置大面积的玻璃门窗或玻璃幕墙。必须在设计文件中注明选用的节能材料或产品的节能性能指标要求，如传热系数、可见光透光率、遮阳系数、气密性、采光系数或采光窗地面积比、窗墙面积比等。如选用的建筑材料热工性能不明确时，应以法定检测机构的检测报告或模拟计算报告提供的数据为依据。
三 节能材料使用要点
【摘要】钢化玻璃自爆是玻璃加工行业内常见的一个失效模式，目前，很多专家从玻璃自身特性及其生产工艺等方面对其自爆的原因进行了详细的分析，但都没有从整车设计角度，对如何减少钢化玻璃自爆进行分析研究。本文由钢化玻璃自爆的原因谈起，探讨了由于设计原因导致钢化玻璃自爆的多种因子，提出了从设计上减少钢化玻璃自爆的多种方法。具有实用价值。
【关键词】设计 钢化玻璃自爆 方法
【Abstract】Bursting is one of failure modes for tempered glass, in these yeas ,many experts in the field of glass have studied out a lot of solutions to reduce the rate failure mode for tempered glass, But these solutions just base on characteristics of glass or the process to tempered glass, not on the design of glass for auto.The paper starts with the reason of the failure mode, and gives some advice to reducing the rate of bursting of tempered glass by correct designs.【Key words】design tempered glass solution 0前言
为了提高玻璃的机械性能及安全性能，对普通浮法玻璃进行钢化是全球公认的最好方法。平板玻璃经过钢化后，玻璃表面形成压应力，钢化玻璃的机械性能、耐冲击性能有了很大的提高。图1为钢化玻璃的内应力情况。
钢化玻璃是一种常见的安全玻璃，在汽车行业有着广泛的应用。钢化玻璃的安全性能，主要来源于它的永久应力。根据钢化玻璃的钢化原理，钢化玻璃钢化后，玻璃内部存在的张应力等于压应力，达到一个整体的平衡，无论在生产的过程中或者是成品使用过程中，一旦内应力的平衡被打破，玻璃就会发生爆裂，即玻璃产生自爆。
图1
1钢化玻璃自爆原因分析 1.1硫化镍结石
钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因。玻璃经钢化处理后，表面层形成压应力。内部板芯层呈张应力，压应力和张应力共同构成一个平衡体。玻璃本身是一种脆性材料，耐压但不耐拉，所以玻璃的大部分破碎是张应力引发的。
NiS是一种晶体，存在二种晶相：高温相α－NiS和低温相β－NiS，相变温度为379℃。玻璃在加热时，由于钢化炉内温度高于相变温度，NIS完全转化成α－NIS。由于钢化玻璃的急冷，α－NiS不能完全转化成后β－NiS，而被冻结。在室温环境下，α－NiS是不稳定的，有逐渐转变为β－NiS的趋势。这种转变伴随着约2--4%的体积膨胀，使玻璃承受巨大的相变张应力。如果这种张应力出现在平面应力集中或者内应力的地方时，膨胀产生的压力可以使整块玻璃破裂。所以，除了选用质量比较好的浮法玻璃原片，减少玻璃因为硫化镍结石含量和降低钢化玻璃张应力办法外，从设计角度出发，尽量使钢化玻璃应力均匀，减少钢化玻璃应力集中的范围，减小玻璃生产加工的难度是有效降低钢化玻璃自爆风险的有效手段。
1.2钢化玻璃使用环境不良
钢化玻璃加工完成后一经安装，其使用环境决定了使用的效果。钢化玻璃使用环境不良，很可能导致钢化玻璃的某点或者某小面积受到冲击，导致钢化玻璃的局部应力过大，增加钢化玻璃应力不均等缺陷的严重程度，或者在使用的过程中改变玻璃的内部应力，加大钢化玻璃自爆的风险，当钢化玻璃的张应力大于玻璃的抗张极限时，钢化玻璃就会发生爆裂。
故良好的使用环境设计是减少钢化玻璃自爆的一个重要手段。
2设计角度减少玻璃自爆的方法 2.1玻璃的造型设计
玻璃在整车上的作用不仅仅是透光舒适的要求，更是装饰的需要。根据现阶段汽车造型的发展趋势，在整车上使用玻璃的面积越来越大，曲面越来越复杂。
对于玻璃本身而言，面积越大曲面越复杂，生产加工时的难度就越大，内应力就越不容易控制，玻璃自爆的风险也就越大，特别是复合曲面弯玻璃，需要靠模具或成型环辅助成型，使玻璃型面及周边弧度达到设计要求。但生产商为减少模具投入，往往采用玻璃软化后靠自重成型原理来进行生产，这样生产那些大球面玻璃时，就要提高炉温及玻璃加热温度，然后靠自重成型原理，使玻璃中心局部球面达到设计要求。这种成型模式往往会造成玻璃型面不光顺，局部拉伸变形量大，易造成玻璃表面应力和内应力分布不均匀，从而导致玻璃存在自爆隐患。另外，上面提到的辅助成型环，在玻璃钢化时，成型环与玻璃四周边缘直接接触，这样方种钢化生产出来的玻璃存在两个自爆隐患：
一、玻璃四周边缘10毫米左右区域下表面吹风量受成型环阻隔，相对其它区域，吹风量明显小了许多，从而造成玻璃边缘的形成应力与其它区域的应力有较大的差异，已致引起玻璃自爆，并且这也是玻璃产生自爆的主要内因之一；
二、成型环与玻璃周边贴合程度不同，受热胀冷缩影响，也会引起玻璃周边边缘应力分布不均匀，同样也可能导致玻璃发生自爆。所以在售后的统计中，复合曲面钢化玻璃比单曲面弯钢化玻璃的自爆率远远要高。
为了减少复合曲面钢化玻璃自爆，建议对玻璃中心球面大于17毫米或曲面复杂的玻璃选用凹凸模具辅助成型，同时对成型环结构进行控制，从而达到整片玻璃应力分布均匀。2.2玻璃与周边环境的间隙设计
由于玻璃为脆性材料，特别是考虑钢化玻璃表面应力的特殊性，钢化玻璃的连接应采用软连接。
对于钢化玻璃自爆而言，玻璃与周边零件间隙越大，玻璃自爆的风险就越小，但是在钢化玻璃与车身配合的设计中，同时要考虑美观，间隙太大，却不利于整车的外观要求，所以在设计中必须综合考虑。
任何物体都有热胀冷缩现象，玻璃亦然。为了保证钢化玻璃因为温度变化产生热胀冷缩现象后，玻璃与其他零件没有硬接触，必须对玻璃与其他零件的间隙进行计算，设计时给予考虑。
玻璃的膨胀量可以通过以下公式进行计算：
Δb=αΔTL
式中
α－为玻璃的线膨胀系数（1/℃）Δb—膨胀量（mm）ΔT—温差(℃)L—边长（mm）
5玻璃的线热胀系数为1×10 /℃，通过计算，一块边长1500mm的玻璃，当温度升高40℃时，玻璃的伸长量为0.6ｍｍ。
在设计的时候，同时应该考虑因玻璃的大小不同，玻璃的加工公差也不同的因素；也要考虑跟玻璃配合的零件和车身钣金的热涨冷缩尺寸变化大小，通过合理的尺寸链分析，给玻璃与其他零件的配合设计合理的间隙。图2所示的尺寸A，尺寸B都应该根据每个零件的生产工艺要求，设计合理的间隙，只有这样，才能保证玻璃在安装使用的过程中，不会因为钢化玻璃和其他零件因为热胀冷缩导致玻璃与其他零件出现硬接触，导致钢化玻璃自爆。
图2
如果在安装玻璃时，玻璃与两边钣金接触，在不考虑钣金热胀冷缩的情况下，由于温度差产生的玻璃膨胀的温度挤压应力可以通过以下公式进行计算。
σtk =αEΔT
式中
σtk－温差应力标准值（N/mm2或MPａ）α－为玻璃的线膨胀系数（1/℃）
2E－为玻璃的弹性模量（N/ｍｍ）ΔT为温度差（℃）
ΔT=40℃时，两边与钣金干涉时产生的应力为
－55σt=1×10×0.72×10×40=28.8MPａ
通过分析钢化急冷的物理过程，可知钢化玻璃表面张力和内部的最大张应力在数值上有粗略的比例关系，即张应力是压应力的1/2～1/3。国内汽车玻璃厂家一般将钢化玻璃表面张力设定在100MPa左右，钢化玻璃自身的张应力约为32MPa～46MPa，玻璃的抗张强度是59MPa～62MPa。
由于挤压应力的产生，严重增加了钢化玻璃的自爆风险，甚至足可以导致钢化玻璃自爆。2.3钢化玻璃开孔的设计
钢化玻璃上开孔的设计同样是一个比较常见的设计，在很多两厢车后风挡的设计中，经常在后风挡上设计一个安装雨刮的圆孔。
在钢化玻璃上进行开孔设计时，由于在钢化玻璃速冷时，孔的边缘较玻璃其它部分冷却快。所以在孔的边缘，会产生比较明显的应力集中。在很多客车用钢化玻璃设计时，在玻璃上开有很大的孔，玻璃厂家从工艺上采取了很多措施，例如应力补偿等方法，但都没有办法消除孔边缘部分的应力问题。
为降低由于开孔造成的应力问题，降低钢化玻璃因为开孔产生自爆的可能性，要尽量保证开孔的边部距离玻璃边缘最好1.5倍孔的直径以上，最小不能小于1.5倍半径。
另外由于孔径越大，产生应力集中的面积也越大，导致钢化玻璃在应力集中面积上爆裂的概率越大，所以在设计和工艺允许的情况下，尽量减小孔径，以保证钢化玻璃开孔周边的强度。如图3所示，放大图如图4所示。
图3
图4 2.4后风挡上加热丝的设计
现代轿车后风挡通常有除霜的电阻丝，在电阻丝工作的时候，在设计印刷加热丝时，玻璃中间的温度既要能满足除霜效率的要求，而又要保证在70度以下。但实际玻璃两侧的母线的温度却往往高于玻璃中间部分的温度。在温度存在梯度的时候，玻璃内部便会产生暂时热应力。温度高的区域对温度低的区域产生张应力，这种暂时应力会改变原来玻璃的内应力，有可能超过玻璃的抗拉强度，破坏钢化玻璃内部的应力平衡，产生自爆。
由于玻璃是热的不良导体由于这种温度产生的应力可以根据温度挤压应力的公式进行粗略计算。
另外，母线多印刷在黑边区域，如果的温度太高，这样玻璃内表面上收到了由于热膨胀产生的张应力。由于玻璃黑边处成型环的影响，表面压应力较小，当张应力增加到一定程度后，钢化玻璃内应力平衡便会遭到破坏，玻璃便会发生自爆。
所以，在加热丝设计的时候，应该综合考虑玻璃边部与玻璃中间部分的温度差，减小因临时应力产生的应力不均衡，导致玻璃自爆的风险。根据经验，尽量保证母线位置与玻璃中心位置的温度差在5摄氏度之内，最多不能超过10摄氏度。2.5玻璃磨边设计
玻璃的切割是用专用的刀具在玻璃表面造成细微的伤口，然后再进行掰边，其原理是刀具在玻璃上留有刻痕，这时玻璃内部产生三条裂痕，其中两条是沿表面左右分开，另一条是垂直向下伸展的竖缝，在竖缝的端部产生拉应力，再加上曲折的弯力，竖缝向下伸展出去便可把玻璃切断。玻璃在裁划切断时，沿玻璃周边隐藏着许多微小的裂口，虽然这种裂纹用肉眼很难观察到，但这些裂口在各种效应与热应力影响下，会扩展成裂缝，裂缝进一步发展会导致玻璃破裂。
另外在玻璃的上片、下片，包装，运输等过程中，玻璃的边部很可能有着不同程度损坏，存在目视很难发现的微小爆边、划伤、裂纹等缺陷，这些缺陷在生产、包装、运输、安装或者使用的过程中都可能不断的恶化，导致钢化玻璃内应力被破坏，发生钢化玻璃自爆。
为降低因上述缺陷导致钢化玻璃自爆的风险，在玻璃设计的时候，在综合考虑成本、效率的情况下，建议钢化玻璃的磨边采用1号磨边，通过磨边可以去除大部分边部的裂纹、爆边等生产过程中产生的缺陷，降低钢化玻璃自爆的风险。2.6玻璃上粘贴附件设计
应尽量少的在钢化玻璃上粘贴零件。玻璃在温度变化影响下会热胀冷缩。在一般的设计中，在钢化玻璃特别是后风挡玻璃周围通常设计一圈橡胶条来与车身配合。橡胶条的设计也各不相同，有的直接用橡胶卡在玻璃周边，有的用双面胶带粘贴在玻璃上。另外在后风挡上用聚氨脂胶粘贴卡扣、金属片的设计屡见不鲜。经过研究表明由于钢化玻璃与其他零件的热膨胀系数的不同，在不同温度下零件的长度不同，导致钢化玻璃表面受到张应力，这种张应力对钢化玻璃的应力影响虽然不大，但是直接导致钢化玻璃的局部受到的应力不均，增加玻璃自爆的可能性。
在现在的汽车市场上，已经有很多车型的后风挡玻璃周边没有橡胶条等零件。这种设计不但能降低整车成本，减少管理费用，同时对玻璃的应力也有一定的好处。
所以在可能的情况下尽量不粘贴零件在钢化玻璃的表面。如果必须采用粘接附件，尽量采用有弹性的胶带粘接。2.7玻璃黑边的印刷设计
玻璃黑边花边是玻璃对整车装饰的延伸。玻璃的黑边有效的阻挡了钣金的止口、打胶、加热丝母线等带来的缺陷。但是玻璃黑边却对钢化玻璃的应力产生了影响。由于玻璃黑边处的吸热和冷却速度与透明处玻璃存在差异，加上边部成型环的影响。玻璃黑边处的表面压应力较玻璃透明部分的明显偏小。所以玻璃黑边处的耐冲击明显低于透明区域。这也是钢化玻璃往往在黑边处爆裂的主要原因。
大家普遍认为，黑边对玻璃的应力影响不是很大，与成型环对玻璃应力的影响来比，几乎可以忽略不计。但是玻璃黑边的存在对玻璃的加工难度有明显的影响。所以在设计时，要尽量的减小黑边的宽度，减少钢化玻璃从黑边处自爆的概率。2.8玻璃打胶轨迹设计 玻璃装配到车身上，目前车厂普遍采用工艺的聚胺酯胶粘结工艺，但是如对玻璃打胶轨迹设计不科学，也易造成玻璃自爆，如果玻璃上打胶位置与玻璃边缘距离不一致或者距离过大，就会导致玻璃上粘结聚胺酯胶位置受到粘结聚胺酯胶热胀冷缩外力不一致，造成局部受力过大，并且距离过大也易造成玻璃处在悬空状态，从而出现汽车在行驶的过程，玻璃受到外力不一致，导致存自爆的隐患，故在玻璃装配工艺上，必须根据车身的造型，合理设计玻璃打胶轨迹。
三、结论
钢化玻璃的自爆的根本原因是钢化玻璃应力平衡被破坏，改善钢化玻璃的应力是减少钢化玻璃自爆风险的必要措施。但是由于钢化玻璃工艺的局限性，在保证钢化玻璃强度和玻璃的外观情况下，很难保证钢化玻璃表面应力的均匀一致。因此，为了降低钢化玻璃自爆的风险，必须从设计上首先考虑钢化玻璃的生产难度，尽量少的因为设计原因，导致钢化玻璃的加工困难、应力难以控制，或者玻璃钢化安装后二次应力的产生。所以从设计上减少钢化玻璃的自爆，是很有必要的。
车门
玻璃卡支耳
为玻璃卡过孔
器支架调整方向（从上往下看顺时针）
造成玻璃升降困难的原因是：玻璃在正常升降位置其玻璃卡过孔与升降器玻璃卡支耳错位，当用力强行穿过玻璃卡支耳与玻璃卡过孔时，玻璃向车门铰链方向移动并与车门钣金件紧接触，从而造成升降时，玻璃与车门钣金件严重摩擦而升降困难。
提要：结合质监工作实践，提出了玻璃幕墙工程质量的控制措施。关键词：玻璃幕墙；工程质量；控制措施
玻璃幕墙工程是一项跨行业的综合性工作，它不仅技术含量高，专业性强，而且要求产品必须具备足够的安全度，如果有一个环节质量控制不严，就会留下质量安全隐患。因此，结合质监工作实践，认为要保证玻璃幕墙工程质量，必须强化玻璃幕墙工程的全过程质量监督，严把以下八道关：
1、严把设计质量关
正确、合理的玻璃幕墙设计是确保幕墙工程达到安全可靠、实用美观的前提。由于有些设计职责不清，无证设计时有发生，有些设计人员对《玻璃幕墙工程技术规范》（以下简称规范）不熟悉，审核把关不严等因素造成设计图纸深度不足，设计质量难以保证，这些都给幕墙工程留下了质量安全隐患，质监人员应重点做好以下工作：
1.1规范设计市场，杜绝无证设计和越级设计。我们应根据建设部文件要求的精神，强化政府监督，要求采用建筑幕墙的建筑设计单位应负责设计建筑幕墙工程，提供完整的设计图纸，提出具体设计要求并承担相应的设计责任。决不容许无证设计、越级设计或边设计边施工的工程继续存在。
1.2及时督促有关单位搞好设计图纸的交底与会审工作，提高设计质量。质监人员必须积极的参与对计算书和设计图纸的预审和会审工作，了解各方意见，提出质监要求，对设计中存在不符合规范要求的内容，应该立即督促整改，消除设计缺陷，达到确保设计质量的目的。
2、严把施工企业资质关
玻璃幕墙工程科技含量较高，对施工技术要求也较高。在建筑市场不甚规范的今天，质监部门应严格审查幕墙施工企业的资质，坚决取缔无资质施工，越级施工，督促施工企业建立健全质保体系，坚持关键工种的持证上岗制度。
3、严把玻璃幕墙工程材料质量关
幕墙材料是保证幕墙工程质量和安全的物质基础，其质量如何都将直接关系到幕墙的结构安全及使用，作为质监人员应加强对幕墙材料的监督与抽查，对检查中不符合要求的材料，必须予以清退，杜绝不合格的材料用在工程上。
3.1及时核查幕墙进场材料的生产许可证、材料合格证及相应的检测报告。对进口胶还必须按国标要求检查其商检报告，材质证明，相容性及粘结强度的检测报告，其中铝型材、胶、玻璃等主要材料的产品质保书及相应检测报告必须持有原件。
3.2加强对进场材料的验收。应根据订货合同及时验收进场材料的厂家、型号、规格、数量及使用日期等是否符合合同及有关的规定，检查其材质是否满足规范及设计规定要求。
3.3督促施工企业做好进场材料及成品的保护工作。做到专人负责，合理堆放，防止二次污染，避免人为损伤。
4、严把质量检测关
质监部门应把好玻璃幕墙工程所用原材料及构配件的质量检测检验关，坚持先检测后使用的原则。重点抓好现场采用膨胀螺栓作连接后置件的抗拔试验，玻璃幕墙物理性能试验（即水密性、气密性、抗风压性能等），半隐框、隐框幕墙结构胶与被粘材料的相容性试验及粘结强度的检测，并要求检测报告必须由国家认可的检测机构进行检测提供，凡是未经检测或检测不合格的原材料及构配件均不得进入下道工序施工，须立即整改。否则，将不予验收。
5、严把材料加工、制作质量关
目前，我市幕墙工程相当部分是外来施工队伍施工，这些队伍的人员素质，技术含量，设备条件及管理水平都参差不齐，因而也不同程度制约着幕墙的工程质量。为此，应做好以下工作：
（1）要求施工企业，尤其是外来施工企业必须配备相应的加工机具，如双头切割机、铣床等，以确保铝型材，玻璃等组合构件满足规范规定的加工要求，避免产生质量缺陷，确保安装及使用安全。
（2）要求隐框、半隐框幕墙的组合件必须在规范规定的洁净车间内加工制作，不得现场注胶，更不允许将玻璃在现场用结构胶直接粘在立柱上。
（3）坚持持证上岗，规范操作规程。隐框、半隐框组合件其净化工必须严格按规范规定用双布擦抹技术操作，注胶工要严格注胶程序，注胶要均匀、密实，以确保结构胶的粘结质量。
6、严把安装质量关
玻璃幕墙安装是幕墙施工的关键环节，它涉及到多工种、多专业的交叉施工，质监人员应认真检查，做好检查记录，对不符合规范要求的项目，要责成立即整改，不留隐患，要着重检查以下内容：
6.1隐蔽工程的质量检查
6.1.1连接节点安装质量：检查幕墙与建筑主体结构之间的连接方式是否满足规范规定的具有三维变形能力，其调整范围不小于40mm的弹性连接，连接是否牢固，螺栓、铆钉等主要连接部件每处是否满足规范规定的要求。
6.1.2幕墙框架周边与建筑主体之间连接质量：框架周边与墙体之间间隙要求采用能使幕墙框架适应温度变化、自由伸缩的材料填塞，其内外表面需用耐候密封胶密封，而不能采用水泥砂浆封闭。认真检查女儿墙顶部构造的防渗漏处理。
6.1.3防火隔层设置质量：检查所有的防火隔层都必须密封严密，各层间防火隔断间隙都要求用防潮材料将矿棉等不燃材料包裹进行填塞，严禁采用装饰可燃板作为防火封板，其防火隔层必须能满足防火规范要求，从而达到既防火又防烟的作用。
6.1.4防雷装置质量：着重检查立柱与立柱、立柱与横梁之间有否可靠跨接，角码与主体结构之间的均压环有否可靠接地，幕墙杠架是否形成一个自身完整的避雷体系，接地电阻测试是否满足设计要求。
6.2立柱、横梁安装质量的检查：
6.2.1立柱安装质量：立柱安装的质量，是幕墙安装质量的奠基石。因此，一方面，要求立柱安装须控制在允许偏差范围内，方可将角码正式焊在予埋件上；另一方面，应检查立柱接头质量，要求立柱接头必须采用能适应温差变形、施工偏差的调整而带有活动接头的蕊管作连接件，接头间隙宽度不应小于10mm，接头两端应该形成一端固定、一端自由，其蕊管的规格、尺寸应满足使活动接头能可靠传递内力的规定要求。
6.2.2立柱与横梁之间质量：要求横梁与主柱两侧需设柔性垫片以减少两者间的摩擦变形。
7、严把竣工验收关
玻璃幕墙的竣工验收是对幕墙施工质量的最终评定，应本着严格、公正、准确的原则，做好以下工作：
7.1严格核查幕墙的质量保证资料：应根据建设部《玻璃幕墙工程质量检查办法》的要求，对设计文件、各类材质证书、检验报告、施工安装质量文件、商检报告等进行逐一核查。所提供的质保资料应完整、准确、规范，严禁弄虚作假，资料不足的应责成及时补足，符合要求后方可提交竣工验收。
7.2认真做好予验收工作，准确核定质量等级：在甲、乙双方验收基础上，质监部门应根据设计文件，规范、标准、质保资料及质监的实际情况，对玻璃幕墙的结构、使用性能及外观质量等予以全面评价，对不符合要求的项目列出整改清单，由施工企业予以整改并经建设或监理单位认可后，方可申请竣工验收。竣工验收时，在广泛听取意见的基础上，还应根据规范要求对玻璃幕墙工程质量作出准确的评价，未经验收的幕墙不得交付使用。
8、把好使用维护关
某项目位于厦门岛内,临海而建,为7栋甲级写字楼,其中,4栋12层,2栋18层,1栋35层。总建筑面积约26.0万m2,外立面全部采用全隐框玻璃幕墙,幕墙面积约9.2万m2,玻璃均采用Low-E中空钢化玻璃。各单位工程的幕墙分别于2008年5月,11月,和2009年6月完工,从2009年3月开始,已完工并交付使用数月的幕墙玻璃发生数次自爆现象。这严重影响了使用功能,并造成了很大的安全隐患。
2 幕墙玻璃自爆机理
幕墙玻璃自爆的原因,有些文章认为是由于玻璃中含有一种硫化镍的化学成分,该物质发生相变后,导致幕墙玻璃自爆。本文从力学角度出发,认为玻璃自爆应归结为由于若干原因,使得玻璃本身存在一定的应力集中现象,正如库利菲斯法则所描述的那样:玻璃表面分布有无数肉眼看不见的细微疤痕,这些疤痕及周围分布着集中应力。集中应力分布的部位往往是脆弱区,在外界各种各样的不利因素作用下,一旦附加应力大于玻璃的抗弯曲或抗拉容许能力,玻璃便会开裂破坏。
3 玻璃的性能特点
在分析造成应力集中现象的原因以前,应首先了解玻璃和钢化玻璃的力学性质和特点。
1)玻璃是一种含有金属氧化物的脆性材料,虽然为固态,但内部结构为过冷液态,其抗压强度很高,抗折和抗弯曲能力很差。玻璃在它的应力峰值区,不能产生屈服而重新分布,一旦强度超过,则立即破坏。
2)钢化玻璃其实是一种预应力玻璃,钢化工艺是将玻璃加热到其Tg转变温度附近,然后采取风冷进行急冷处理,最后在玻璃表面形成压应力网,内部形成张应力。玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了抗弯曲承载能力,抗弯强度是普通玻璃的3倍～5倍,抗冲击强度是普通玻璃的5倍～10倍,抵抗温差变化的能力也得到很大提高。理论状态下的压应力网是均匀连续的,但由于玻璃原片质量的缺陷或钢化生产工艺方面的局限性,实际分布是不均匀、非连续的。
3)钢化后的玻璃,不能再进行切割、倒角、磨边和钻孔等加工活动。
4)玻璃是热的不良导体,其导热能力比金属要低得多。
玻璃的这些特质,为应力集中形成提供了先决条件。
4 应力集中原因分析
形成应力集中的原因有多种,本文从玻璃生产环节、玻璃加工环节(倒角、磨边、切割、钢化等过程)以及施工安装环节来进行探讨:
1)幕墙玻璃的原片多采用浮法玻璃,浮法玻璃的厚薄均匀度、平整度、表面质量均较平板玻璃要好,但是仍然会含有一定量的气泡、结石、砂粒、夹杂物等内在缺陷或者表面划伤、表面裂纹、凹凸不平等外在缺陷,这些缺陷往往肉眼不能辨识,严重缺陷会导致玻璃在钢化炉内发生破碎,无法完成钢化过程;玻璃的这些内在缺陷,并没有因钢化过程而消失,反而造成压应力网格的严重分布不均,成为诱发应力集中的内因。
2)玻璃片由钢化炉进入风栅做急冷处理,由于风量大小和风向变化难以控制,必然导致压应力分布不均匀,若应力变化较大或存在突变,也会形成近似的应力集中现象。
3)玻璃在切割、倒角、磨边、钻孔等加工过程中,所造成的缺口、划伤、崩边等缺陷,经钢化处理后,这些缺陷将无法通过再加工进行处理,应力也常常集中于这些部位。
4)玻璃安装质量不符合规范或设计要求。如玻璃底部没有安放橡胶支撑物,玻璃与四周铝合金框用硬质材料密封或用玻璃胶密封,玻璃周边与铝框没留有4 mm～7 mm左右缝隙。限制了玻璃的自由伸缩,玻璃和金属铝合金框相比,导热系数小,热扩散速度慢,在热能和四周约束的影响下,热能滞留在玻璃内部,形成热应力集中现象。
5)如果隐框幕墙的玻璃框和玻璃粘结不平整,铝合金玻璃框存在扭曲变形等问题,玻璃安装后,将在玻璃表面产生局部的安装集中应力。
5 外力作用
从上述分析可以看出,应力集中是造成玻璃自爆的内因。在内因具备的情况下,一旦任何一种外因出现,且其附加应力超过玻璃的容许内力,自爆便会发生。外因作用主要包括以下几个方面:
1)设计对玻璃承受风荷载和温度变化能力的计算有偏差,或者计算时没有考虑热应力。2)风荷载对玻璃幕墙的压力作用,也能使玻璃破裂。3)玻璃幕墙中的玻璃在温度变化影响下,热胀冷缩产生的热应力也能使玻璃破裂。4)玻璃安装不平整,安装质量达不到规范要求。
6 预防对策
进行科学的热力计算和抗风压变形计算,选择优质的浮法玻璃原片,通过出厂前检测玻璃的应力集中情况,控制玻璃安装的平整度,控制玻璃和铝合金框之间的间隙,通过采取上述措施,可有效减少或避免自爆现象的发生。
出厂前玻璃的应力集中情况检测方法有定性和定量分析两种。定量分析有差量表面折射仪法(Differential Surface Refractometry,简称DSR)和临界角表面偏光仪法(Grazing Angle Surface Polarimetry,简称GASP)两种方法,可以测定表面应力。DSR测量精度相对较低,GASP应力仪工作可靠、精度高。
钢化均匀度(平面应力)测定较简单,利用平面透射偏振光就能定性分析。但要定量分析,须使用定量应力分析方法。
已经运到施工现场的幕墙玻璃,也可以采用常规的方法进行定性检查:将玻璃侧立在阳光下,从侧面观察,如发现玻璃中有“五彩斑”现象,说明内部存在应力集中现象,再通过定量分析,做出进一步的判断。
7结语
预防幕墙玻璃自爆,应作为一个系统课题,须从玻璃生产、加工、设计、施工安装等方面加以综合研究、分析和试验,才是解决这一工程难题的有效途径。
参考文献
玻璃幕墙具有形式多样、外形美观等优点，能够在满足各类用户审美需求的同时提升建筑物的整体空间感，这一新兴的建筑装饰物作为美学与建筑学的完美结合物已被广泛使用在高层建筑中。由于玻璃幕墙在美化建筑外观同时还具有隔热、防风及保温等特性，因此其应用范围越来越广。但是，在其施工过程中，由于监管不力、施工单位不符合要求等多方面的因素仍然存在很多安全隐患，导致经济损失及人身伤害事故频发发生，工程技术人员仍需对其施工进程进行严格管控。
玻璃幕墙的构成及其特征
1.玻璃幕墙的类型及其构成
依据不同的构造形式可以将玻璃幕墙分为杆式、点支式、隐框及明框几种形式；依据不同的施工材料可以将其分为钢板幕墙及铝单板幕墙等。作为建筑物外层的保护性构件，玻璃幕墙具有连接工艺复杂及构件种类多等特点。玻璃幕墙的构成大概可以分为玻璃面板、整体骨架及装备连接配件三个组成部分。玻璃面板主要起承载外界负荷的作用，对建筑物外墙有美化的作用；骨架主要对整体结构的安全进行保障，并承受着外面通过玻璃面板传入的内力；连接构件起着牢固整体玻璃幕墙的作用。
2.玻璃幕墙的优缺点
相较于其他外墙装饰材料，玻璃幕墙具有受地震作用明显、自重大等缺陷，并且易因玻璃内部的应力或受外界因素的作用而产生爆裂。但是，玻璃幕墙的节能效果显著。如果使用镀膜玻璃、双层玻璃以及低辐射玻璃均可有效节省能源，使室内产生冬暖夏凉的感觉。此外，在阳光的照射下，玻璃幕墙会因照射角度的不同而产生各种各样的色彩，具有很强的艺术感染力。
玻璃幕墙机构和主体建筑结构的关系
1.玻璃幕墙的高质量安装基础是主体结构的合格尺寸
主体结构需要被玻璃幕墙包封住，二者共同形成一个互相依存的系统。玻璃幕墙安装的是建立在主体结构的垂直度与表面的平整度必须符合相应的规定的基础上的。否则，在主体结构已经完成了浇筑、拼接之后，就需要进行表面的修正，这将会导致成本的显著提高。
2.建筑主体内的预埋件对玻璃幕墙起连接作用
建筑主体结构与玻璃幕墙的连接在其与各构件的连接中有着十分重要的作用，在施工过程中通常采取后置式螺栓或预埋件的形式起到连接的效果。玻璃幕墙的安装工作在建筑主体结构完成施工后应采用后置式螺栓的形式进行连接，若玻璃幕墙的施工与主体施工过程是同时进行的，应采取预埋件的形式在施工过程中进行同时埋置。通过后置式螺栓的形式进行玻璃幕墙连接工作时常常会出现螺栓被损坏或混凝土椎体被破坏的现象，因此，后置式螺栓连接形式仍需要施工技术人员进行改进和完善。埋置预埋件的形式经过大量施工实践证明其稳定性、安全性均比较可靠。
玻璃幕墙施工时常见问题分析及处理措施
1.钢材与铝合金的施工接触部位容易生锈
由于钢材与铝合金材料的电位存在一定差别，因此在潮湿的环境下或直接受到雨水冲刷后，容易产生电化学腐蚀现象，这会直接影响到其接触位置的质量并产生锈斑。这种情况下可以采取对两者的接触位置使用绝缘垫片进行隔离，并且安装工作完成后应对预埋件等无抗生锈能力的构件进行热镀锌处理。
2.玻璃幕墙的渗水问题
玻璃幕墙的渗水现象会对施工质量造成很大影响，应引起技术施工人员的高度重视。在安装完成后常出现的渗水现象包括开启窗渗水、玻璃幕墙边缘渗水等。玻璃幕墙出现渗水往往与材料质量问题有关，玻璃板材的尺寸及强度等因素都会产生影响，由于玻璃幕墙作为建筑外层的保护性结构，在阳光照射后也容易发生膨胀等问题。因此在选择施工材料时应进行相关实验，确保密封胶与玻璃面板等构件能过相容避免裂缝出现从而导致渗水现象。在玻璃幕墙进行施工前应对当地的气候条件及地质条件进行检测，保证其条件符合施工要求，并且对施工需要的各类构件等进行适当的密封处理并做好详实的记录。
3.主要受力构件出现问题
幕墙中的主要受力构件是横梁和立柱。安裝幕墙后，经常会出现横梁受扭出现问题的情况。幕墙在设计时，因为外形美观以及隔热保温的需要，玻璃面板开始从以往的一层慢慢地向双层与多层变化。这就导致幕墙的荷载也慢慢在加大，横梁的跨度也在不停的加大。并且，设计者也会出现因对幕墙的特殊性与优缺点考虑不周而没有准备备用的设计方案。横梁扭转的主要原因是角码与立柱的连接不牢固导致角码相对于立柱发生了扭转。这时，应重视结构件的施工质量，并加强立柱与角码后背的连接。此外，幕墙的安装顺序、预埋件的位置、横梁与立柱的垂直度等因素，都有可能给幕墙埋下较大的安全隐患。
结束语
玻璃幕墙在被广泛的过程中，其材料的选择、与主体的连接方式及其外观形式随着技术发展革新也在不断的改进和完善，对环保节能也起到了很大作用，例如低辐射玻璃材料的利用是玻璃幕墙施工在技术上突破。同时，在高层建筑使用玻璃幕墙进行装饰的各个施工环节中，由于施工技术人员的水平等因素随时都会出现需要解决的困难，玻璃幕墙在为用户提供美观享受时更应保证质量安全。
发包人： 承包人：
根据《中华人民共和国合同法》和《中华人民共和国建筑法》及相关法律、行政法规为明确双方的权利、义务，以便工程顺利进行，遵循平等、自愿、公平和诚实信用的原则，双方就本建设工程石材及玻璃幕墙施工事项协商一致，订立本合同。
一、工程概况
工程名称：
工程地点：
工程内容：外墙立面石材幕墙和玻璃幕墙等安装工程
二、工程承包方式及范围
1、承包方式：平米固定单价；
2、甲方工程范围：甲方提供主材如：干挂石材工程、槽钢、角钢、岩棉板、石材及加工；玻璃幕墙工程：铝型材及玻璃、铝板、镀锌板、龙骨。
3、乙方工程范围：乙方提供图纸内所有耗材、辅料、所有制作安装、检测费、水电费用、施工人员保险、施工过程当中移位吊篮安装等； 石材、玻璃幕墙工程制作规范严格按国家强制性规范和相关技术规范执行。
三、合同工期
开工日期：
****年**月**日 竣工日期：
****年**月**日
四、工程质量
质量标准：合格
工程质量：质量标准的评定，以国家或行业现行验收标准为依据。因承包人原因，工程质量达不到合格标准，承包人承担违约责任。双方对工程质量有争议，由双方同意的工程质量检测机构鉴定，所需费用及造成的损失由责任方承担。
检查和返工：承包人应认真按照标准规定和设计图纸要求施工，随时接受发包方的检查和检验，并为检查、检验提供便利条件。一经发现有不合格现象，承包人应无条件拆除和重新施工，直至符合标准合格要求，因承包人原因达不到合格标准，由承包人承担拆除和重新施工费用。
五、合同价款与支付
合同价款：本合同价款采用固定单价方式，除有设计变更外，任何一方不得擅自改变。
1、结算方式：工程量以可视面积计算，（图纸范围内：内侧板材封堵制作安装及安装岩棉板等工程不另计费用）
金额：（大写）每平方米________________（石材幕墙工程）（小写）每平方米￥（石材幕墙工程）
（大写）每平方米________________（玻璃幕墙工程）（小写）每平方米￥（玻璃幕墙工程）
2、工程价款支付：按工程月进度付款，乙方每月25日提供月工程量，经甲方监理验收合格审批后支付已完工工程量价款的80%，工程竣工后甲方监理等相关单位验收合格后付工程总价款的95%，剩余工程价款5%留作质量保修金，工程竣工验收后的1年保修期满后如无质量问题，一次性付清（在保修期内如发现质量问题乙方应在两日内到现场进行维修，造成的一切损失由乙方承担，否则甲方有权利用质保金，双倍支付施工维修，如发现质量事故，依法追究乙方施工责任）。
六、双方责任和义务
1、发包人积做好施工中各方关系的协调，为施工提供必要的便利条件。
2、发包人随时有权过问工程质量、进度、安全情况并实施全过程监控。
3、承包人应按合同约定时间和要求完成以下工作：
（1、竣工工程交付发包人前由承包方负责保护并承担相应费用，竣工交验后，由发包人负责；
（2、承包人随时清理施工现场，保证施工现场的清洁卫生，按照总包方要求放置指点地点。
（3、承包人需给工人上工伤保险及意外保险并承担相应费用。（4、材料运输至现场承包方负责二次搬运。
七、工程变更
施工中如发生设计变更，由设计单位出变更通知或发包方工地代表认可签字，发生的费用按合同确定的单价增减。
八、安全文明施工 承包人应遵守工程建设安全生产有关管理规定，严格按安全文明标准组织施工，并随时接受行业安全文明检查人员依法实施的监督检查，要有健全的安全管理制度，做到有专人负责，专人管理，现场委派作为安全负责人；要做好对工人的安全教育和培训，做到有交底、有检查、有落实；要有必要的安全防护措施，做到设施齐全、功能可靠，不留事故隐患；要科学组织施工、科学打孔，埋设后置件不能破坏主体结构，要确保主体结构安全。
如发生人员安全事故，一切责任和因此发生的费用，均由承包人承担。
九、竣工验收与结算
竣工验收：
1、工程具备验收条件后，承包人按国家工程竣工验收有关规定，向发包人提供完整的竣工资料及工程验收报告。
2、工程经竣工验收合格的，以竣工验收之日为竣工日期；如在验收过程中提出修改意见，承包人按要求修改，并承担由于自身原因造成修改的费用，修改后通过竣工验收的，以承包人修改后提请发包人验收的日期为竣工日期。
十、违约和争议
违约：因承包人原因不能按本合同约定的竣工日期或未经发包人同意顺延的工期竣工的，承包人承担违约责任。工程每延误一天承包人承担总价1%的违约金。
因承包人原因工程质量达不到合格标准，承包人无条件返工，并承担 返工全部费用。
承包方擅自停工或处于停工状态，发包人有权解除合同，拒付剩余工程款。
争议：双方约定，在履行合同过程中产生争议时，双方协商解决，如协议不成向忻州市人民法院提起诉讼仲裁。
十二、质量保修
1、质量保修范围及内容：全部石材及玻璃幕墙工程。
2、质量保修期：1年。
3、质量责任：
①、属于保修范围内容的项目，承包人应当在接到保修通知之日起2天内派专人保修，承包人不在约定期限内派人保修的，发包人可以委托他人修理，因此发生的费用由承包人承担；
②、发生紧急抢修事故的，承包人在接到事故通知后，应当立即到达事故现场抢修；
③、对于涉及幕墙结构安全的质量问题，承包人应采取积极防范措施，联系和配合有资质设计单位提出保修方案，承包人实施保修，质量保修完成后，由发包人组织验收。
4、保修费用由造成质量缺陷的责任方承担。
5、双方约定工程结算时承包人预留5%质量保修金，质保保修期满时，如未出现质量事故，予以全数返还。
十三、合同生效
双方约定，双方签字盖章后生效。
十四、合同份数
本合同共肆份，具有同等法律效力，由发包人、承包人各执两份。
本合同未尽事宜双方协商解决，双方签字后生效。
发包人：（签字、手印）
承包人：（签字、手印）年 月6
现代建筑中的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、增加采光度、抗风压强度大等优点。但同时也存在光污染、能耗较大等问题。
优缺点分析
优点
玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。
反光绝缘玻璃厚6毫米，墙面自重约50kg/㎡，有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。在浮法玻璃组成中添加微量金属元素，并经钢化制成颜色透明板状玻璃，它可吸收红外线，减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线，幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜，从外观上看整片外墙犹如一面镜子，在光线的反射下，室内不受强光照射，视觉柔和。缺点
玻璃幕墙也存在着一些局限性，例如光污染、能耗较大等问题。建筑的幕墙上采用了涂膜玻璃或镀膜玻璃，当直射日光和天空光照射到玻璃表面时由于玻璃的镜面反射（即正反射）而产生的反射炫光。
但随着玻璃幕墙技术的发展以及新材料技术的不断出现，现在建筑中的玻璃幕墙所用材料已经能较好的解决光污染及能耗问题。
基本分类
明框玻璃幕墙
明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架，玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。明框玻璃幕墙是最传统的形式，应用最广泛，工作性能可靠。相对于隐框玻璃幕墙，更易满足施工技术水平要求。隐框玻璃幕墙
隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种，半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐，也可以是竖明横隐注。隐框玻璃幕墙的构造特点是：玻璃在铝框外侧，用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。点式玻璃幕墙（金属支承结构点式玻璃幕墙）
点式玻璃幕墙由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构构成的玻璃幕墙。点式玻璃幕墙具有钢结构的稳固性、玻璃的轻盈性以及机械的精密性。
点式玻璃幕墙的玻璃是用不锈钢爪件穿过玻璃上预钻的孔得以可靠固定的，而一般玻璃幕墙都是用结构胶粘接固定在框架上的，它的面玻璃在角位打孔后，用金属接驳件连接到支承结构的全玻璃幕墙上，而一般玻璃幕墙则多为平面框式、竖向杆件受力体系的结构。点式玻璃幕墙相对于一般玻璃幕墙来说它的受力体系不在边框，而在支撑体系。
点式玻璃幕墙上的玻璃面板仅通过几个点连接到支撑结构上，几乎无遮挡，视野达到最大，将玻璃的透明性应用到极限好，因此在玻璃的使用上多选择无光污染的白玻、超白玻和低辐射玻璃等，尤其是中空玻璃的使用，节能效果更加明显。但此种玻璃幕墙无开启扇。
技术要求
密封材料
玻璃与玻璃之间采用耐候硅酮胶密封，玻璃与金属结构之间采用结构硅酮胶粘结。建筑点式玻璃技术中密封胶只起密封作用，不必进行强度计算。在使用前必须进行胶与接触材料的相容性试验，性能检测合格，并且在有效期内使用，严格遵守操作规程，以确保施工质量。玻璃
玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃，对有采光功能要求的玻璃幕墙，其采光折减系数不宜低于0.20。框支承玻璃幕墙，宜采用安全玻璃（贴膜玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃等）；点支承玻璃幕墙的面板玻璃应采用钢化玻璃。金属
钢材表面应进行防腐处理。当采用热浸镀锌处理时，其膜厚应大于45μm；当采用静电喷涂时，其膜厚应大于40μm。不同金属材料之间应有绝缘措施，防止异质金属间电化学腐蚀。
玻璃幕墙易存在的问题
防火能力差
玻璃幕墙是不可燃烧的材料，但在烈火面前，它可以融化或软化，在烈火中只用很短的时间就会发生玻璃破碎，因此在建筑设计中要充分考虑建筑的防火要求。结构胶失败
幕墙因长期受自然环境的不利因素，结构胶易老化、失败，造成玻璃幕墙坠落。那么在设计时应尽量采用明框或者半隐框玻璃幕墙，因为即使结构胶失败，由于框架的支撑和约束，也会大大降低玻璃坠落的几率。热应力造成玻璃破碎
玻璃受热会膨胀，如果受热不均匀，在玻璃内部会产生拉应力，当玻璃边部有细小的裂纹时，这些小瑕疵很容易受热应力的影响，最后导致玻璃破损。因此在安装玻璃时应对玻璃边部进行精细加工处理，以减少裂纹的出现。渗水
玻璃幕墙渗水的原因很多，但主要是以施工与密封材料关系较大，因此应挑选技术过硬的施工方，符合国家标准的材料。以最大限度的降低渗水现象。
玻璃幕墙生产企业推荐
以下三家幕墙企业在国内属于规模大，技术力量雄厚，从事幕墙行业经验丰富，并且承担过大型幕墙工程的公司。
沈阳远大铝业工程有限公司：国内最大的幕墙生产企业，中关村金融中心、西安城市之门，陕西文化中心等为其开发项目。
北京江河幕墙股份有限公司：中央电视台新址，中国国际贸易中心三期，北京万达广场等为其开发项目。
武汉凌云科技集团有限责任公司：上海金茂大厦、上海“东方明珠等为其开发项目 建议
玻璃幕墙作为建筑物外立面的优点和缺点同样明显，一方面增强了建筑物的外观美感，从视觉上增加了建筑物的冲击力，另一方面大面积的玻璃幕墙在增加建筑物美感的同时也造成了城市的光污染、增加了办公楼的能耗，但现在幕墙企业所生产的材料已经在很大程度上缓解了光污染与能耗高的问题。
【关键词】中空玻璃，遮阳系数，建筑节能计算、检测
门窗幕墙作为围护结构节能的薄弱环节，其热工性能已经成为建筑节能设计、工程验收的重要指标之一。目前国家标准《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB50411-2007）也把玻璃的遮阳系数作为门窗、幕墙节能工程验收的指标之一。但是对于玻璃产品设计、工程验收，目前存在依据标准不一致的问题，及在工程中玻璃产品进场复验时如何取样等问题，目前的相关标准中都没有明确，为节能工程验收带来了很多隐患。在玻璃的节能特性指标中，最主要的是遮阳系数和传热系数这两项性能参数。最近几年，新制定的标准中都增加了玻璃遮阳系数的详细限制指标。对于建筑玻璃指标，因此无论是生产企业还是建筑设计人员都必须全面准确地理解遮阳系数的内容和应用知识。
建筑上使用三种类型的遮阳系数：玻璃（单片、中空等）的遮阳系数、包含框材在内的门窗遮阳系数、包括外遮阳装置或百叶影响的综合遮阳系数，其中玻璃的遮阳系数是基础。
1、遮阳系数所检测的是太阳辐射的全光谱能量。包括300nm-2500nm波段的紫外光、可见光和近红外光，这些光射进入室内后都能间生热量。遮阳系数越小，进入室内的太阳光越少，能够产生的热量越小。遮阳系数低并不直接意味着可见光透过率也低，因为在保持可见光透过率不变时，降低近红外透过率也可以降低遮阳系数。
2、遮阳系数不公包括太阳光直接穿透玻璃进入室内的部分，还包括玻璃二次热传递的能量。玻璃本体会吸收一部分太阳光的能量，自身温度升高，此时玻璃会通过辐射和对流的方式向室内进行第二次热传递。例如某种类型的茶玻太阳光直接透射比为50%，而它的太阳能总透射比为63%，多出来的13%能就是茶玻吸收热量后向室内二次传递的部分，越是着色深易吸收热量的玻璃，二次传递的热量越多。
3、遮阳系数是一个与3mm透明玻璃的比例值，不等于样品玻璃的太阳光总透射比。例如当玻璃的遮阳系数为0.5时，不能认为此块玻璃能让50%的太阳辐射热量进入室内，应理解为此玻璃能透过的太阳热量是标准3mm白玻透过热量的50%。当玻璃的遮阳系数为1.0时，表示此样品的太阳光总透射比等于标准3mm白玻的太阳光总航向比。遮阳系数为0时，表示样品既不能直接透过太阳光，又不能吸收后二次传递太阳光能量。
4、遮阳系数控制的热量与传热系数控制的热量不是同一种热量。后者是指由温度差引起的热量传递，前者主要针对的是太阳辐射。
《建筑节能施工质量验收规范》（GB50411-2007）（以下简称“GB50411”）于2008年实施之后，各地建筑工程均开始了节能验收工作，其中就对玻璃的遮阳系数提出了进场复验的要求。但是在近3年的节能验收工作中，我们逐渐发现玻璃遮阳系数检测存在以下的问题：
（1）多年以来，我国的工程界一直在采用国外的标准体系与相关计算软件，在GB50411对玻璃遮阳系数提出进场复验要求之后，相关单位多数采用国标《建筑玻璃 可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线反射比及有关窗玻璃参数的测定》（GB/T2680-94）（以下简称“GB/T2680”）作为测试标准进行玻璃的遮阳系数测试，但是此标准中并未给出中空玻璃遮阳系数的详细测试、计算方法，也有依据行业标准《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ113-2003）（以下简称“JGJ113”）进行计算，更有依据国外标准的情况，这就出现了由于标准依据不同导致的检测差异，对节能验收工作带来了困难。
（2）按照GB/T2680，采用分光光度计进行玻璃系数检测时，对玻璃样品尺寸有限制要求，多数仪器均要求在100mm×100mm以内。GB50411规定需要对玻璃遮阳系数进行进场复验，并采用现场见证取样。目前工程使用的均为钢化玻璃，无法切割为仪器可使用的样品尺寸，工程检测只能使用玻璃生产商另外制作的样品，也就是无法真正实现工程现场见证取样送检，所以目前的玻璃遮阳系数检测标准并不完全能适应工程验收需要。
我国在研究、总结欧美国家相关技术标准的基础之上，结合我国的工程标准，由广东省建筑科学研究、中国建筑科学研究院等单位编制了国内首本门窗幕墙热工性能计算标准——《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》（JGJ/T 151-2008），并于2009年5月1日起实施。JGJ/T 151对以下内容都给出了相应的计算方法：
（1）玻璃光学热工性能计算；
（2）框传热计算（线传热系数法）；
（3）门窗幕墙热工性能计算；
（4）結露性能评价、计算；
（6）遮阳系统计算；
（7）通风空气间层传热计算；
（8）计算边界条件。
只依据GB/T2680、JGJ113等标准，无法准确测试、计算出玻璃的遮阳系数，不能满足工程需要，且与玻璃产品设计、计算方法标准不一致，如应用于工程验收，必将导致设计与验收不一致，不能满足产品进场复验的要求。JGJ151中的玻璃遮阳系数测试、计算方法已经被GB50411引用，作为工程验收的标准依据。目前不少玻璃企业、检测机构仍采用国外的技术标准和计算软件，存在着玻璃产品设计与工程验收标准不一致而导致工程项目无法通过验收的隐患，这个问题应引起国内玻璃企业、检测机构的高度重视。JGJ/T151具有玻璃光学热工完善的计算方法，并且与此标准配套的粤建科MQMC软件也已经推出，可以满足我国玻璃光学热工测试、计算的实际需要，我们应该在产品设计、热工测试工作中严格执行我国的行业标准《建筑门窗玻璃幕墙热工性能计算规程》（JGJ/T 151-2008）。在工程检测中，目前大多数测试仪器对玻璃样品尺寸的限制，只能另外制作测试样品，很难保证与工程现场产品的一致性，导致了无法真正做到工程现场抽样，这是目前困扰节能工程验收最大的问题之一。目前已有比较可行的实验台改造方法，可基本满足大尺寸玻璃光学测试需求，但是同时带来了亟需解决的问题：1）大尺寸玻璃光学测试方法目前没有相应的方法标准；2）因为工程实际使用的玻璃镀膜存在不均匀性，光学测试区域的选择对测试结果有较大影响，如何选择测试点也是很重要的问题之一。
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