2009/10/01

【小知識】選用玻璃的考量因素



☆安全性
選用玻璃首要考量應為安全性,因為不安全的玻璃,除對使用者是一種風險外,對於無辜的第三人亦是潛在的危害。
於玻璃安全的檢討,主要的重點有:
1. 結構強度:對風壓載重與地震力的檢討。
風壓載重
就建築設計者而言,選擇大面積的單一玻璃,的確能帶來視覺上極佳的通視效果,不過在使用的限制上,除了考量其生產加工的規格極限外,不同的設計條:風壓強度、容許變形量、結構型態、玻璃種類等…,亦控制著我們選擇玻璃的最大尺寸。
結構型態是指玻璃安裝的型式:
a. 一般框料系統 (機械固定方式) :四邊框料兩側框料 ( 兩側有框料,另兩側以結構矽膠黏結 )、無框料設計 ( 四邊皆以結構矽膠黏結 )、點支撐方式、懸吊式、平接無背擋支撐等…。
b. 結構膠黏結系統 (化學固定方式) : 需考慮結構矽膠之材料與施工品質,以及結構膠強度是否足以承受正負風壓應力與玻璃自重。

此外,就玻璃厚度而言,厚度的增加對於結構上耐風壓強度當然有絕對幫助。但是,厚玻璃除了增加玻璃成本外,也因重量增加,對於框料與繫件之要求也隨之增加,對於整體的經濟性便有負面的影響。所以才需要小心謹慎地評估,以求在安全與經濟性中取得平衡。

地震力
一般玻璃組裝於框料中,不應與框料有直接的碰撞或接觸,而是必須置於墊塊上,所以對於地震力之檢討,重點應是框料內應有足夠的空間,使玻璃不會被因地震力作用而形變的框料撞擊,或因而自框料脫出。 
由於,玻璃的邊緣為脆弱點,特別是強化玻璃,若其邊角受到不當外力作用,極易使整片玻璃破壞,故應小心檢討。此外,選用硬度適中之墊塊(過軟或過硬皆不宜),以及正確的安裝墊塊,對於玻璃之安全亦有良好的保護作用。

2. 評估玻璃的安全性
當熱硬化玻璃的強度足以符合需求時,就儘量減低使用強化。
使用強化玻璃時,在成本費用許可下,建議加作熱浸試驗。
為避免玻璃破損導致碎片飛散傷害人體,可以考慮使用膠合玻璃。 
當玻璃以水平放置時(如天窗玻璃),則應使用膠合玻璃,且應避免兩片皆使用強化玻璃,其原因是在於若兩片強化玻璃同時破損,該玻璃可能因而喪失支撐力而整塊掉下。建議以一片強化、一片熱硬化應屬較為理想。


☆節能性
玻璃具有優秀的採光性,也具有良好得視覺通透效果;所以,現代帷幕牆設計莫不喜歡採用大面積的玻璃。但是,大面積採光卻會使熱能穿透玻璃,將使熱能無法經由自然通風散去,因而在室內持續累積使得溫度上升,使用者就必須支出較多的空調成本。而此節能的考慮,常是業主、建築設計者對玻璃的採用產生了許多顧忌。
所幸玻璃工業的發展,使得在節能性能上已有長足的進步,如反射鍍膜的成熟應用、Low-E 鍍膜的開發、複層玻璃製成技術的進度等,都使得玻璃在節能與環保的考量上,不再是為人詬病的敗筆。
對於玻璃節能性,主要可以從以下兩個數據來評估:
1. U值
依ISO-DP10292,U值代表在室外風速每秒4.8m且溫度5.5℃,而室內20.5℃時,熱能由室內向外發散效率。U值愈高代表室內熱能較易向室外流失,所以對於寒帶國家而言,玻璃就應選用U值低的玻璃以減少室內暖氣的散失。但台灣則剛好相反,因為我們地處亞熱帶,且夏天市區溫度甚高,所以可選用U值較高的玻璃以利室內高溫向外散發。

另外,所謂複層玻璃係指兩片玻璃中間夾著一層氣體,四邊再以密封條緊閉,具有極佳的隔音與熱阻絕性能。由於複層玻璃內部必需灌入乾燥氣體,才不致會有內部結露的問題發生,故為確保空氣乾燥,實務上可將乾燥劑置入封邊條內,以確保內部空氣乾燥,以達良好的隔絕效果。灌入氣體的種類,可以是注入乾空氣或是惰性氣體 (以氬氣為主)。而兩者使用上之差異,主要是在於灌入惰性氣體可降低複層玻璃U值,防止室內暖氣向外流失,故較適於嚴寒氣候區域。而亞熱帶氣候型的台灣,因為低U值不利建築物內部向外散熱,此將會提高空調耗電量,故以灌乾燥空氣的複層玻璃較為適合。

2.UV反射率(或穿透率)
紫外線反射率高(或低穿透率),當然就會有較佳的節能效果。

☆隔音性
良好的隔音效果,應是為所有零配件整體組合的成果展現,不過單就玻璃產品而言,玻璃厚度應是一項重要關鍵。此外,膠合玻璃與複層玻璃亦遠較單片玻璃提供較好的隔音性。當然,較厚的膠合膜與中間空氣層,亦會對隔音會有正面的效果。


☆耐久性
在一般的觀念中,玻璃成品除非受到外力撞擊,並不會有外觀與品質上的改變。事實上也是如此,不論是普通、熱硬化、強化、抑或是弧型玻璃,一但生產製作完成,皆不會再有強度或品質上之改變。但是,對於某些再加工之玻璃,便須注意其耐久性,如反射鍍膜、膠合玻璃。
1. 反射鍍膜應瞭解其生產方式 (On-Line或Off-Line生產),並注意反射膜面是安裝於室內或室外側,以免日後發生變色不均勻之現象。
2. 膠合玻璃,應注意膠合膜與填縫材之相容性,才不會造成膠合膜與填縫材日久後因化學反應而發生剝離。


☆美觀性
至於美觀性,是一個見仁見智的問題。對於單一片玻璃表面平整度,強化玻璃因受製程之限制,總免不了會有些微折射現象而使反射的影像產生扭曲;在選擇上,就只能依個人的喜好來加以評估。


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