淺析幕墻用Low-E玻璃鋼化

 

      隨著社會的進步，人們的環(huán)保意識逐漸增強。幕墻用Low-E玻璃在建筑領域應用越來越廣泛。為了確保安全，幕墻玻璃應盡量進行鋼化處理，然而幕墻用Low-E玻璃的鋼化在國內(nèi)并不普及，經(jīng)驗相對較少，本文在實踐的基礎上闡述了幕墻用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 玻璃鋼化過程中應注意的事項

      玻璃的鋼化過程就是通過對玻璃內(nèi)部的應力重新構建，使之符合特定的模式，從而使玻璃的抗彎強度、抗沖擊強度、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，形成特定熱應力。玻璃鋼化的基本要求如下：

 

     (a)盡快把玻璃加熱到轉變點Tg以上，軟化點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，對于不同厚度的玻璃，應調(diào)整冷卻強度及冷卻速度。

      (f)不產(chǎn)生表面劃傷、麻點、彎曲、翹扭等缺陷。

      (g)冷卻終止時溫度適于搬運。

 

2.3 浮法玻璃的鋼化處理

      浮法玻璃自上片臺快速進入鋼化爐，減速后在鋼化爐加熱區(qū)域前后往復擺動，浮法玻璃在加熱爐內(nèi)，上下兩個表面同時開始吸熱升溫，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。在整個加熱過程中，熱量傳遞以輻射傳熱為主。熱量的傳遞有三種方式，即傳導、對流、輻射；一般在自然情況下，低溫時以傳導傳熱為主（200 ℃ 以下），中溫時以對流傳熱為主，高溫時以輻射傳熱為主（600℃ 以上）。因此在玻璃鋼化時，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傳熱為主。在整個加熱過程中，盡管上下兩個表面的加熱方式不盡相同，但通過上下兩個表面吸收的熱量總量基本相當。冷卻在鋼化爐的風柵中進行，通過上下兩個風柵，對玻璃進行急冷。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玻璃的一個表面鍍有特殊膜層，這樣玻璃在鋼化爐內(nèi)加熱時，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玻璃進行鋼化，必須對鋼化浮法玻璃的設備進行調(diào)整，否則會很容易出現(xiàn)下列情況：

 

      a)幕墻用Low-E玻璃進爐后四角及邊部向上翹起，這樣在玻璃尺寸較大時，就會影響玻璃的往復運動，同時由于玻璃下表面不平引起受力不均，導致下表面外觀質(zhì)量缺陷增多，受力不均嚴重時，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。

      c)幕墻用Low-E玻璃在風柵中炸裂、扭曲，無法通過控制風壓調(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，此時具有一定厚度的玻璃如同金屬片，會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，玻璃就會破碎或變形。溫差引起的熱應力超出玻璃自身抗拉強度時，也會發(fā)生炸裂，在加熱爐中，玻璃的溫度由低到高變化，在270℃附近，玻璃自身強度最低，很容易破壞。Low-E玻璃膜層多數(shù)是具有一定結構狀態(tài)的非晶態(tài)膜，在超過其耐高溫上限時，膜層會受到破壞；膜層的破壞最初總是從某些點開始發(fā)生，膜層燒壞后變成紅褐色斑點。無法通過調(diào)節(jié)上、下風柵的風壓來控制玻璃的平整度是因為幕墻用Low-E玻璃在普通設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，就會產(chǎn)生翹曲，甚至炸裂。若有一些玻璃能完整的傳輸出風柵，也不可能具有鋼化玻璃的特性，因為此時的玻璃沒有形成預定的應力。

 

2.4.3 采取的措施

2.4.3.1降低爐溫，增加加熱時間

      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℃，這并不是說爐溫設置不超過630℃，實際上爐溫設置一般不會比鋼化浮法玻璃時的爐溫低太多，一般低40℃左右 。加熱時間設置通過熱工計算和設備情況而定，一般在鋼化浮法玻璃的基礎上，延長加溫時間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)及輥子的溫度保持均勻。加熱幕墻用Low-E玻璃時，由于爐溫降低，爐子自身補償?shù)哪芰p弱，此時增加熱平衡的風量及熱風循環(huán)，采用強制對流，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加大風壓，調(diào)節(jié)上下風壓平衡

      由于幕墻用Low-E玻璃從加熱爐進入風柵時初始溫度略低于浮法玻璃從加熱爐進入風柵時初始溫度，應適當?shù)募哟箫L壓，調(diào)節(jié)上下風壓平衡，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，爐溫設置較低，這樣熱量供給相對不足，引起爐內(nèi)溫差補償能力的下降，這就需要操作上進行適當?shù)淖兓允乖O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玻璃進行鋼化，應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。