淺析幕墻用Low-E玻璃鋼化

 

      隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們的環(huán)保意識逐漸增強(qiáng)。幕墻用Low-E玻璃在建筑領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。為了確保安全，幕墻玻璃應(yīng)盡量進(jìn)行鋼化處理，然而幕墻用Low-E玻璃的鋼化在國內(nèi)并不普及，經(jīng)驗(yàn)相對較少，本文在實(shí)踐的基礎(chǔ)上闡述了幕墻用Low-E玻璃的鋼化。

 

2 幕墻用Low-E玻璃的鋼化

 

2.1 Low-E玻璃

      低輻射膜玻璃國內(nèi)也稱Low-E 玻璃，是一種新型的在線熱解多層鍍膜玻璃，它能使太陽光中的近紅外線透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)，有利于提高室內(nèi)的溫度，而被太陽光加熱的室內(nèi)物體所輻射出的3μm以上的遠(yuǎn)紅外線則幾乎不能透過玻璃向室外散失，因而低輻射膜玻璃具有良好的太陽光取暖效果。低輻射膜玻璃對可見光具有很高的透射比（75％～90％），能使太陽光中的可見光透過玻璃，因而具有良好的自然采光效果。Low-E玻璃是在平板玻璃的表面上鍍制特殊性能膜層，將玻璃的整體輻射率由0.889左右降低到0.2以下。

 

2.2 玻璃鋼化過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

      玻璃的鋼化過程就是通過對玻璃內(nèi)部的應(yīng)力重新構(gòu)建，使之符合特定的模式，從而使玻璃的抗彎強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、耐熱沖擊性、碎片安全等性能顯著提高的熱處理過程。其過程可以概括為先加熱，后急冷，形成特定熱應(yīng)力。玻璃鋼化的基本要求如下：

 

     (a)盡快把玻璃加熱到轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg以上，軟化點(diǎn)Tf以下的某一特定的溫度。

      (b)均勻加熱。玻璃平面內(nèi)前后左右各個(gè)方向上溫度相同，厚度方向上，厚度的中心面上下對稱。

      (c)加熱過程中不損傷玻璃的表面，不產(chǎn)生外觀缺陷和彎曲變形。

      (d)玻璃不能“夾生”。即玻璃的內(nèi)部不能有溫度低于鋼化所規(guī)定的溫度的部位。

      (e)冷卻速度適當(dāng)，對于不同厚度的玻璃，應(yīng)調(diào)整冷卻強(qiáng)度及冷卻速度。

      (f)不產(chǎn)生表面劃傷、麻點(diǎn)、彎曲、翹扭等缺陷。

      (g)冷卻終止時(shí)溫度適于搬運(yùn)。

 

2.3 浮法玻璃的鋼化處理

      浮法玻璃自上片臺快速進(jìn)入鋼化爐，減速后在鋼化爐加熱區(qū)域前后往復(fù)擺動(dòng)，浮法玻璃在加熱爐內(nèi)，上下兩個(gè)表面同時(shí)開始吸熱升溫，熱量對稱傳遞到玻璃的中心層面。為保證加熱均勻性，玻璃需要前后擺動(dòng)。在整個(gè)加熱過程中，熱量傳遞以輻射傳熱為主。熱量的傳遞有三種方式，即傳導(dǎo)、對流、輻射；一般在自然情況下，低溫時(shí)以傳導(dǎo)傳熱為主（200 ℃ 以下），中溫時(shí)以對流傳熱為主，高溫時(shí)以輻射傳熱為主（600℃ 以上）。因此在玻璃鋼化時(shí)，以輻射傳熱為主，玻璃從室溫升到適于鋼化的溫度的過程中，上表面始終以輻射傳熱為主，并且逐漸增加輻射傳熱在總加熱中的比重，但下表面總體上還是以接觸傳導(dǎo)傳熱為主。在整個(gè)加熱過程中，盡管上下兩個(gè)表面的加熱方式不盡相同，但通過上下兩個(gè)表面吸收的熱量總量基本相當(dāng)。冷卻在鋼化爐的風(fēng)柵中進(jìn)行，通過上下兩個(gè)風(fēng)柵，對玻璃進(jìn)行急冷。采用這種方法，一般情況下可以得到平整的鋼化玻璃。

 

2.4 幕墻用Low-E玻璃的鋼化處理

2.4.1 幕墻用Low-E玻璃鋼化容易產(chǎn)生的問題

      由于幕墻用Low-E玻璃的一個(gè)表面鍍有特殊膜層，這樣玻璃在鋼化爐內(nèi)加熱時(shí)，玻璃的吸熱情況就發(fā)生了變化。由于這種原因，若要對幕墻用Low-E玻璃進(jìn)行鋼化，必須對鋼化浮法玻璃的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，否則會(huì)很容易出現(xiàn)下列情況：

 

      a)幕墻用Low-E玻璃進(jìn)爐后四角及邊部向上翹起，這樣在玻璃尺寸較大時(shí)，就會(huì)影響玻璃的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由于玻璃下表面不平引起受力不均，導(dǎo)致下表面外觀質(zhì)量缺陷增多，受力不均嚴(yán)重時(shí)，玻璃在加熱爐內(nèi)炸裂。

      b)幕墻用Low-E玻璃的Low-E膜層受損燒壞，產(chǎn)生紅褐色斑點(diǎn)。

      c)幕墻用Low-E玻璃在風(fēng)柵中炸裂、扭曲，無法通過控制風(fēng)壓調(diào)整玻璃的平整度。

      d)出爐后的幕墻用Low-E玻璃不具備鋼化玻璃的性能。

 

2.4.2 產(chǎn)生問題的原因

      幕墻用Low-E玻璃在加熱爐中發(fā)生翹曲，是由于上、下兩表面溫度相差過大，使上、下兩層的玻璃伸長量不同，此時(shí)具有一定厚度的玻璃如同金屬片，會(huì)向溫度較低的上表面翹曲，如果上翹的高度碰到爐子上部的金屬件，玻璃就會(huì)破碎或變形。溫差引起的熱應(yīng)力超出玻璃自身抗拉強(qiáng)度時(shí)，也會(huì)發(fā)生炸裂，在加熱爐中，玻璃的溫度由低到高變化，在270℃附近，玻璃自身強(qiáng)度最低，很容易破壞。Low-E玻璃膜層多數(shù)是具有一定結(jié)構(gòu)狀態(tài)的非晶態(tài)膜，在超過其耐高溫上限時(shí)，膜層會(huì)受到破壞；膜層的破壞最初總是從某些點(diǎn)開始發(fā)生，膜層燒壞后變成紅褐色斑點(diǎn)。無法通過調(diào)節(jié)上、下風(fēng)柵的風(fēng)壓來控制玻璃的平整度是因?yàn)槟粔τ肔ow-E玻璃在普通設(shè)置的玻璃鋼化爐中加熱，玻璃兩面的加熱是不對稱的，而卻施以對稱的冷卻，這樣幕墻用Low-E玻璃就不可能平整，就會(huì)產(chǎn)生翹曲，甚至炸裂。若有一些玻璃能完整的傳輸出風(fēng)柵，也不可能具有鋼化玻璃的特性，因?yàn)榇藭r(shí)的玻璃沒有形成預(yù)定的應(yīng)力。

 

2.4.3 采取的措施

2.4.3.1降低爐溫，增加加熱時(shí)間

      首先保證在加熱過程中膜面溫度不超過某一溫度上限，即不超過630℃，這并不是說爐溫設(shè)置不超過630℃，實(shí)際上爐溫設(shè)置一般不會(huì)比鋼化浮法玻璃時(shí)的爐溫低太多，一般低40℃左右 。加熱時(shí)間設(shè)置通過熱工計(jì)算和設(shè)備情況而定，一般在鋼化浮法玻璃的基礎(chǔ)上，延長加溫時(shí)間50％左右。這樣可以相對減少在加熱過程中輻射熱的散熱損失，削弱膜層對幕墻用Low-E玻璃加熱的影響。

 

2.4.3.2增加加熱爐內(nèi)上部的熱平衡

      一般情況下，熱平衡起微調(diào)作用，使加熱爐內(nèi)及輥?zhàn)拥臏囟缺３志鶆颉＜訜崮粔τ肔ow-E玻璃時(shí)，由于爐溫降低，爐子自身補(bǔ)償?shù)哪芰p弱，此時(shí)增加熱平衡的風(fēng)量及熱風(fēng)循環(huán)，采用強(qiáng)制對流，可使膜面通過對流而非輻射的方式更多更快的吸收熱量，利于加熱平衡，使玻璃上表面和下表面均勻地加熱到所需的鋼化溫度。

 

2.4.3.3加大風(fēng)壓，調(diào)節(jié)上下風(fēng)壓平衡

      由于幕墻用Low-E玻璃從加熱爐進(jìn)入風(fēng)柵時(shí)初始溫度略低于浮法玻璃從加熱爐進(jìn)入風(fēng)柵時(shí)初始溫度，應(yīng)適當(dāng)?shù)募哟箫L(fēng)壓，調(diào)節(jié)上下風(fēng)壓平衡，確保幕墻用Low-E玻璃平整度。

 

2.4.3.4操作變化

      由于在鋼化幕墻用Low-E玻璃時(shí)，爐溫設(shè)置較低，這樣熱量供給相對不足，引起爐內(nèi)溫差補(bǔ)償能力的下降，這就需要操作上進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓允乖O(shè)備能更好地工作。操作變化為：第一，每鋼化幾爐幕墻用Low-E玻璃，就空轉(zhuǎn)一爐，重調(diào)平衡；第二，幕墻用Low-E玻璃盡可能交替擺放，以便取得的熱量與吸收的熱量平衡；第三，適當(dāng)縮短上片長度，降低傳輸速度，使玻璃在加熱爐內(nèi)擺幅增加，以便提高幕墻用Low-E玻璃表面質(zhì)量。

3 示例

      幕墻用Low-E玻璃鋼化的工藝參數(shù)和幕墻用浮法玻璃鋼化的工藝參數(shù)，見表1。

表1 幕墻用Low-E玻璃鋼化工藝參數(shù)和幕墻用浮法玻璃鋼化工藝參數(shù)

4 結(jié)束語

      幕墻用Low-E玻璃具有優(yōu)良的性能和廣闊的市場前景，但鋼化有一定的難度，對幕墻用Low-E玻璃進(jìn)行鋼化，應(yīng)遵照浮法玻璃鋼化的基本原理，有針對性地調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，合理利用現(xiàn)有設(shè)備，制作出高質(zhì)量的幕墻用Low-E鋼化玻璃，滿足人們對節(jié)能環(huán)保的需求。