探討高層建筑使用安全玻璃的安全性能及要求
不知道大家家里安裝陽(yáng)臺(tái)玻璃或者窗戶的時(shí)候，有沒(méi)有特意去研究過(guò)玻璃的構(gòu)造，其實(shí)玻璃安全非常重要，尤其是高層住宅，一旦裝得不好，出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)很?chē)?yán)重。鋼化玻璃使用安全，其承載能力增大改善了易碎性質(zhì)，即使鋼化玻璃破壞也呈無(wú)銳角的小碎片，對(duì)人體的傷害極大地降低了。鋼化玻璃的耐急冷急熱性質(zhì)較之普通玻璃有3~5倍的提高，一般可承受250度以上的溫差變化，對(duì)防止熱炸裂有明顯的效果。是安全玻璃中的一種。為保障高層建筑提供合格材料安全性作保障。
一、安全玻璃種類(lèi)、特點(diǎn)及適用范圍
1.防火玻璃
防火玻璃主要用于有防火隔熱要求的建筑幕墻、隔斷等構(gòu)造和部位。
2.鋼化玻璃
(1)特點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度高;彈性好;熱穩(wěn)定性好;碎后不易傷人;可發(fā)生自爆;
(2)應(yīng)用：建筑物的門(mén)窗、隔墻、幕墻及櫥窗、家具等。但鋼化玻璃不能切割、磨削，邊角不能碰擊擠壓，需按現(xiàn)成的尺寸規(guī)格選用或提出具體設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行加工定制。
3.夾層玻璃
(1)特點(diǎn)：透明度好;抗沖擊性能好;碎片不會(huì)散落傷人;通過(guò)采用不同的原片玻璃，夾層玻璃還可具有耐久、耐熱、耐濕、耐寒等性能;
(2)應(yīng)用：夾層玻璃有著較高的安全性，一般在建筑上用作高層建筑的門(mén)窗、天窗、樓梯欄板和有抗沖擊作用要求的商店、銀行、櫥窗、隔斷及水下工程等安全性能高的場(chǎng)所或部位等。夾層玻璃不能切割，需要選用定型產(chǎn)品或按尺寸定制。
鋼化玻璃的主要安全性能包括具備抵抗一定動(dòng)能鋼體沖擊的能力、抗人體撞擊的能力和特定的破碎狀態(tài);夾層玻璃的主要安全性能包括具備抵抗一定動(dòng)能鋼體沖擊的能力、相應(yīng)級(jí)別的抗人體撞擊的能力。
(一)碎片狀態(tài)
碎片狀態(tài)是鋼化玻璃特有的一項(xiàng)安全性能。一般情況下，鋼化玻璃的破碎后會(huì)形成黃豆般大小、無(wú)銳角的碎片，.與普通玻璃破碎后的碎片相比，鋼化玻璃碎片能大大降低傷人的概率和對(duì)人體傷害的程度。
(二)抵抗鋼體沖擊能力
抵抗鋼體沖擊能力是安全玻璃的一項(xiàng)重要安全性能。對(duì)于鋼化玻璃而言，體現(xiàn)了鋼化玻璃在受到外界投擲物或敲擊物沖擊下保持玻璃完好不破碎的能力;對(duì)于夾層玻璃而言，體現(xiàn)了中間層對(duì)兩片玻璃的黏結(jié)能力，這種黏結(jié)力可以將玻璃牢牢地和中間層膠片粘在一起，即使玻璃破碎時(shí)，大碎片也無(wú)法剝落傷人，從而保證人身財(cái)產(chǎn)安全。
(三)抗人體撞擊能力
抗人體撞擊能力是建筑安全玻璃最重要的一項(xiàng)安全性能。這項(xiàng)性能直接決定安全玻璃的級(jí)別和應(yīng)用場(chǎng)合，它也是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO組織和世界各國(guó)都認(rèn)可的一項(xiàng)安全玻璃性能。一直以來(lái)，世界各國(guó)都有大量建筑安全玻璃專(zhuān)家在研究這項(xiàng)性能，開(kāi)展了許多相關(guān)課題的研究。最近幾年，ISO組織安排有關(guān)成員國(guó)對(duì)這項(xiàng)性能進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，并多次進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證和比對(duì)，幾乎每年都要召開(kāi)工作組會(huì)議，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行論證和分析。
抗人體撞擊性能是通過(guò)模擬人體撞擊玻璃的試驗(yàn)，對(duì)玻璃造成的割傷或刺傷予以評(píng)價(jià)。每塊安全玻璃材料的這項(xiàng)性能都可以通過(guò)一系列的撞擊試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。目前，各個(gè)國(guó)家采用了不同的沖擊體及試驗(yàn)方法對(duì)建筑安全玻璃的這項(xiàng)性能進(jìn)行模擬測(cè)試及分類(lèi)，我國(guó)、美國(guó)、澳大利亞及日本等國(guó)家采用鉛質(zhì)霰彈袋法，歐盟國(guó)家則鑒于環(huán)保原因而采用雙輪胎法。
在美國(guó)，人們采用鉛質(zhì)霰彈袋模擬一個(gè)45.4kg(1001b)的男孩以402m/rain(22ft/s)的速度奔跑，在沒(méi)有觀察到玻璃的偶然情況下，撞擊玻璃所造成傷害。撞擊能量按公式(3-1)計(jì)算，該男孩具有1024J(755ft.1bf)的動(dòng)能，這個(gè)撞擊動(dòng)能是相當(dāng)于男孩直接垂直撞擊玻璃的最大沖擊能。但在選擇試驗(yàn)沖擊值時(shí)，應(yīng)充分考慮各種實(shí)際應(yīng)用情況。這些應(yīng)用情況包括：男孩從室內(nèi)或室外撞擊時(shí)身體可能傳遞的不同撞擊能量;男孩撞碎玻璃的能量值還取決于其撞擊玻璃的方式：直臂撞擊傳遞到玻璃材料上的能量大于由于沖擊時(shí)手臂彎曲而傳遞到玻璃材料上的能量，實(shí)際上整個(gè)撞擊過(guò)程往往是手先接觸玻璃，然后經(jīng)手最后到膝部接觸玻璃。同時(shí)，大多數(shù)情況下，沖擊角度小于正常的垂直撞擊(90)度。因此，傳遞到玻璃的沖擊能可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于奔跑男孩的動(dòng)能，即典型受難者的試驗(yàn)值1024J動(dòng)能。需要說(shuō)明的是，只有模擬當(dāng)人體從高空直接墜落到天棚上的情況時(shí)，真實(shí)沖擊能才可能等于最大的沖擊能。
在日本，人們以不同高度落下的45kg鉛質(zhì)霰彈袋撞擊時(shí)，作用在玻璃上的撞擊動(dòng)能表示安全設(shè)計(jì)用沖撞力，沖擊體落下高度分為30cm、75cm、120cm和230cm四個(gè)級(jí)別。各種沖擊體及可能的沖撞類(lèi)別和各種應(yīng)用場(chǎng)所所對(duì)應(yīng)沖撞類(lèi)別如表3—2及表3-3所示，用以指導(dǎo)建筑安全玻璃的選擇和應(yīng)用。同時(shí)，人們用45kg霰彈袋沖擊試驗(yàn)的高度表示玻璃的人身沖擊破壞強(qiáng)度特定值(簡(jiǎn)稱(chēng)為“45kg落下沖擊破壞強(qiáng)度”)。將該強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布破損概率的0.001數(shù)值視為實(shí)際上無(wú)破損落下高度的上限，稱(chēng)為：“無(wú)破損強(qiáng)度”;平均值相當(dāng)于破損概率為0.5時(shí)的落下高度，稱(chēng)為“平均破壞強(qiáng)度”;將破損概率為0.999數(shù)值視為實(shí)際上所有的玻璃在該落下高度破裂，稱(chēng)為“全破壞強(qiáng)度”。沖擊破壞強(qiáng)度可以利用玻璃強(qiáng)度系數(shù)、尺寸及玻璃沖擊效率通過(guò)計(jì)算得出。比較沖擊破壞強(qiáng)度及根據(jù)應(yīng)用部位而設(shè)計(jì)的沖撞力，從而選擇應(yīng)用完全不破壞的玻璃或能夠安全破壞的玻璃，并進(jìn)行防止沖撞的設(shè)計(jì)。
需要說(shuō)明的是，在我國(guó)、日本、美國(guó)及澳大利亞等國(guó)家，鋼化玻璃的抗人體沖擊能力是不分級(jí)的。在模擬人體沖擊試驗(yàn)，或稱(chēng)擺錘沖擊試驗(yàn)(霰彈袋沖擊)中，沖擊體以300mm、750mm、1200ram的沖擊高度沖擊鋼化試驗(yàn)片，試驗(yàn)片可以碎或不碎，一旦破碎，其碎片大小必須滿足要求，即鋼化玻璃必須安全破碎。但在歐盟國(guó)家，不但予以分類(lèi)，而且詳細(xì)給出了鋼化玻璃不碎或安全破碎時(shí)最高高度及其根本就不會(huì)產(chǎn)生破碎的最高高度，為鋼化玻璃的選用提供了更詳細(xì)的依據(jù)。
和各種應(yīng)用場(chǎng)所所對(duì)應(yīng)沖撞類(lèi)別如表3—2及表3-3所示，用以指導(dǎo)建筑安全玻璃的選擇和應(yīng)用。同時(shí)，人們用45kg霰彈袋沖擊試驗(yàn)的高度表示玻璃的人身沖擊破壞強(qiáng)度特定值(簡(jiǎn)稱(chēng)為“45kg落下沖擊破壞強(qiáng)度”)。將該強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布破損概率的0.001數(shù)值視為實(shí)際上無(wú)破損落下高度的上限，稱(chēng)為：“無(wú)破損強(qiáng)度”;平均值相當(dāng)于破損概率為0.5時(shí)的落下高度，稱(chēng)為“平均破壞強(qiáng)度”;將破損概率為0.999數(shù)值視為實(shí)際上所有的玻璃在該落下高度破裂，稱(chēng)為“全破壞強(qiáng)度”。沖擊破壞強(qiáng)度可以利用玻璃強(qiáng)度系數(shù)、尺寸及玻璃沖擊效率通過(guò)計(jì)算得出。比較沖擊破壞強(qiáng)度及根據(jù)應(yīng)用部位而設(shè)計(jì)的沖撞力，從而選擇應(yīng)用完全不破壞的玻璃或能夠安全破壞的玻璃，并進(jìn)行防止沖撞的設(shè)計(jì)。
需要說(shuō)明的是，在我國(guó)、日本、美國(guó)及澳大利亞等國(guó)家，鋼化玻璃的抗人體沖擊能力是不分級(jí)的。在模擬人體沖擊試驗(yàn)，或稱(chēng)擺錘沖擊試驗(yàn)(霰彈袋沖擊)中，沖擊體以300mm、750mm、1200ram的沖擊高度沖擊鋼化試驗(yàn)片，試驗(yàn)片可以碎或不碎，一旦破碎，其碎片大小必須滿足要求，即鋼化玻璃必須安全破碎。但在歐盟國(guó)家，不但予以分類(lèi)，而且詳細(xì)給出了鋼化玻璃不碎或安全破碎時(shí)最高高度及其根本就不會(huì)產(chǎn)生破碎的最高高度，為鋼化玻璃的選用提供了更詳細(xì)的依據(jù)。
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