淋浴房自洁玻璃

建筑材料调研报告

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建筑材料调研报告——对玻璃材料及玻璃类幕墙的研究

调研时间：2009年11月30日下午.和平里建材经贸大厦.

调研目的：了解建筑材料的品种、使用部位、施工要点、质量安全标准，分析发展因素

及市场现状与前景，综合对比优劣。

建筑材料按其化学性质分为无机材料和有机材料，玻璃属于无机材料中的非金属材

料。玻璃的发源地及生产时间已很难考证，但是玻璃作为建筑材料的历史可以追溯到古

罗马时期的庞贝古城。到20世纪50年代，具有划时代意义的现代玻璃生产技术——浮

法玻璃诞生，使生产大面积高质量的平板玻璃成为现实。

之所以选择玻璃作为这次的调研对象，最初是因为很喜欢其通透澄澈的感觉，而玻

璃这个最显著的透光特征，对于建筑来说也尤为重要。加之在课上学习了玻璃幕墙的特

征及构造特点，让我对其有了新的认识。故借此次调研的机会，再一次对以前掌握的知

识进行总结，同时这也是一次深入的研究。

一.玻璃的种类和特性

玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石等为主要原料在高温下熔融、成型、冷却而成的一

种透明的、脆硬性的固体材料。根据化学组成，分为钠玻璃、钾玻璃、铝镁玻璃、铅玻

璃、硼硅玻璃、石英玻璃。在建筑中，按功能性质分为：

1.平板玻璃：就是未经其他加工的平板状玻璃，是建筑玻璃中生产量最大、使用最多

的，主要用于门窗。起到采光、围护、保温、隔声等作用，也是进一步加

工成其他技术玻璃的原片。

普通平板玻璃

浮法玻璃：表面平整、光学性能好、机械强度高、化学稳定性强、耐酸碱。

超白玻璃：低铁含量且高达92%透光率的浮法玻璃，玻璃产品中最高档次。

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2.安全玻璃：具有力学强度高、抗冲击能力强的玻璃。安全玻璃被击碎时，其碎片不会

伤人，并具有防盗、防火的功能。

钢化玻璃：强化玻璃，抗弯和抗击强度是普通玻璃的4-5倍。

热弯玻璃：加热软化再风冷定型，可以生产成圆弧形、L形甚至双曲面。

夹层玻璃：包括夹胶玻璃、夹丝玻璃。

肽化玻璃：具有高抗碎能力，高防热及防紫外线。

热弯玻璃丝网印刷(文字图案)玻璃夹层冰纹玻璃

夹胶玻璃丝网印刷(彩釉)玻璃压花玻璃

3.节能玻璃：集节能性和装饰性于一体的玻璃，通常具有令人赏心悦目的外观色彩，而

且还具有特殊的对光和热的吸收、透射和反射能力。

吸热玻璃(有色玻璃)：吸收大量红外线辐射能、并保持较高可见光透过率。

镀膜玻璃：包括热反射玻璃和低辐射玻璃(Low-E)。

中空玻璃：中空构造可大大提高保温隔热性能和隔声性能，同时防结露。

4.新型玻璃：随着当代科学技术发展，玻璃有了突破性发展。

自洁玻璃：玻璃外表面光触媒土层与自外前发生反应，逐渐分解有机污染。

光电玻璃：双层玻璃内夹太阳能光电系统，配合外部充电蓄电进行发电。

U型玻璃：断面为U型，透光不透视，自重轻，节省大量型材，施工便捷。

玻璃砖：内充0.3pa干燥空气，隔热隔声，透光不透视。

微晶玻璃：兼具玻璃和陶瓷优点的新型板材，安全性能好、无放射性。

其他特殊玻璃：电磁屏蔽玻璃、不反光玻璃、智能玻璃、全息玻璃等。

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光电玻璃U型玻璃玻璃砖微晶玻璃

二.室内玻璃材料应用

玻璃材质的物品在家装中随处可见，这些五颜六色的玻璃既起到了分隔空间、增加

采光的作用，又给家里带来了晶莹剔透的感觉，让家美丽别致。现在市场上有很多不同

样式的艺术玻璃，但不同的艺术玻璃适合用在家中不同的空间里，而且使用玻璃时更要

考虑安全因素。

1.使用位置有讲究

家装中，隔断、屏风、电视背景墙、玄关、淋浴房、门芯

等这些都可以使用玻璃。据百安居和建材经贸大厦的销售人员

介绍，玻璃在造型及制作工艺上分多种样式，不同的玻璃应用

在不同的地方。采用压延方法制造的压花玻璃，多用于洗手间

等装修区域，起着分割空间的作用。抗冲击性的夹丝玻璃则多

用于别墅及高层空间。而镶嵌玻璃加工精细，在隔音、隔热方

面表现极佳，适用于视听室等室内空间。浮雕玻璃、彩绘玻璃

等艺术玻璃，具有凹凸有致的质感及逼真的色彩，可广泛用于

天花板、壁画、屏风、隔断、楼梯围栏、门窗等地方。玻璃砖

多用作隔断，可使用在卧室、卫生间，既可满足采光的要求，

又满足了私密性。对淋浴房等地方，不建议使用雕刻或喷涂玻

璃。“一是玻璃雕刻后，有可能厚度达不到要求容易变形；二是北京水碱大，如果颜色

沾上水碱，不仅不美观，而且较难清理，给业主生活带来不便。”

2.使用更需注意安全

家装中使用玻璃还要注意安全，玻璃砖隔断的周边最好有框或与墙体连接，而5cm

厚的玻璃墙都要加框。除了木门上的玻璃可考虑使用普通玻璃外，其他地方都建议使用

钢化玻璃，而且隔断处最好都做加框处理以固定，否则容易变形；建议给玻璃做包角贴

膜处理。“否则碰到边角处，即使是钢化玻璃也很容易碎掉，不大安全。”并且尽量避

免在有阳光直射的地方使用，因为是玻璃反射强烈，对身体不好。玻璃虽然在家装中随

处可见，但大面积使用还得考虑主人的喜好和房间格局的需求。

3.造型多样价格不菲

从花色和样式来看，目前市场上最常见的艺术玻璃是雕刻玻璃、镶嵌玻璃和喷涂玻

璃。在建材城内，雕刻玻璃和镶嵌玻璃的价格依花色和样式加工的难度而变动，多在700

多元/平方米-1200多元/平方米之间，部分手绘玻璃价格甚至达到10000元/平方米。

三.玻璃幕墙的种类和特征

玻璃作为建筑材料，已不单纯的只在门、窗上使用，应用玻璃最为广泛的就是玻璃

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幕墙。根据《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)的定义，玻璃幕墙是指由支撑结

构体系与玻璃面板组成的，不承担主体结构所受作用的，可相对主体结构有一定位移能

力的建筑外维护结构或装饰体系。

1.玻璃幕墙的发展原因

玻璃幕墙的应用可追溯到100年前的美国。到20世纪50年代，摩天大楼逐渐成了

建筑现代化的象征，而玻璃、金属型材的加工以及幕墙技术体系日渐成熟。因此以“大

规模、大面积使用”作为时代标志，玻璃幕墙在建筑中广泛发展。现代主义建筑大师密

斯·凡德罗可以说是玻璃幕墙技术的奠基人，同时玻璃特有的简洁形式、精致构造也印

证了他“少就是多”的论点。

2.玻璃幕墙的种类和特征

玻璃幕墙中一般玻璃所占面积比例很大，金属型材面积的比例甚小。由于玻璃光滑、

透明、反射光线的特性，玻璃幕墙常显现出明亮、挺拔、轻盈的视觉效果。建筑不再是

传统的自我封闭的实体，而形成了可供室内外视线交流甚至和蓝天白云相映射的透明

体。玻璃幕墙形式多样，各有各的特点，经实地调研，现总结如下：

类型典型工程安装技术特点适用对象价格

框

架

明框长城饭店玻璃四边通过压条固定

于金属框架上

技术简单可靠常用情况经济

隐

框

全隐

框

中关村辉

煌时代

玻璃四边通过结构胶粘

于金属边框上形成小板

块单元，单元整体悬挂

固定于金属支承结构上

对结构胶粘剂要求

高，保险系数相对较

低

常用情况较高

半隐

框

南银大厦玻璃仅对边通过结构胶

粘于金属边框上，通过

插接固定于金属支承

上，另两边通过压条固

定于支承上

对结构胶粘剂要求

高，保险系数相对较

高

常用情况较高

全玻中建大厦

门厅

无金属结构件，玻璃肋

板作为抗风结构件，通

过悬挂或底座支撑承受

幕墙重力

最大的视觉通透性，

玻璃单块面积较大，

但受玻璃加工尺寸

及运输的限制高度

一般在20m以下；损

坏后更换代价更高

共享大厅、大

堂等强调视线

通透的地方

经济

-

较高

点支中青旅大

厦

精巧的钢构件以点支撑

的方式固定玻璃

最大的视觉通透性，

玻璃板块小，易于更

换，易于组成更大面

积的通透的玻璃幕

墙

高度较高的共

享大厅、大堂

等强调视线通

透的地方，玻

璃屋面

高

双层

墙

双层通

风玻璃

幕墙

北京公馆内外两层玻璃幕墙，中

间为空气通道，可安装

遮阳设施

节能、隔声效果显

著，形成室内外自然

通风

追求高效节能

的高技术的商

业性建筑

很高

外层玻

璃幕墙

柏林索尼

中心

外层玻璃幕墙，内层为

传统墙体，中间一般为

不强调密封的空气层

外层玻璃对内墙体

的保护较好，隔声，

有一定的节能效果

以玻璃幕墙作

为装饰层及保

护层的建筑

较高

-高

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三.玻璃幕墙的构造

1.框架式玻璃幕墙

从幕墙安装施工方法上分为单元式幕墙及现场安装的构件式幕墙，采用的玻璃有浮

法玻璃、钢化玻璃、夹胶玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃等。

(1)明框玻璃幕墙

固定玻璃的水平及竖向金属型材显露于外表面，均为功能性产物，形式方正。

典型框架式明框玻璃幕墙水平断面及竖向断面构造大样：

外置玻璃肋，减小了金属型材的截面，同时丰富了建筑立面、提高了隔声效果，但

是构造设计更为复杂，主要需解决玻璃肋承重、水平风荷载问题，避免玻璃肋未起到正

面结构作用反而成为幕墙结构的负担。

外露玻璃肋构造大样：

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(2)隐框玻璃幕墙

结构胶至关重要，起到固定玻璃、抵抗水平风荷载，甚至承受玻璃重力的作用。

典型框架式隐框玻璃幕墙水平断面及竖向断面构造大样：

幕墙的安装方式分为构件式、

单元式、半单元式幕墙。常见的构

件式安装方法是先在结构主体上安

装金属立柱，然后安装横梁，最后

安装玻璃面板。单元式则是在工厂

预制，将幕墙构件和饰面材料组装

成单元，然后运到工地，在建筑主

体结构上进挂接固定。单元式幕墙

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加工精度高、现场安装便捷、缩短工期，同时采用插接方式连接可适应一定的形变，板

缝处用专用耐老化胶条密封。但是型材用量略高、整体造价高，对技术、设备要求也更

苛刻。

若单从外观效果来说，明框玻璃幕墙采用构件式还是单元式差别不大，而对于隐框

玻璃幕墙差别则是巨大的。由于一般采用专用耐老化胶条作为密封，无需现场打胶，因

此避免了常见隐框玻璃幕墙胶缝横竖及凹凸不平的现象；加之采用插接方式，更符合了

工业化时期的审美效果。

2.全玻璃幕墙

其支撑结构有下部支撑式和上部悬挂式两种。前者由于面板重量由玻璃下边缘支

承，易导致玻璃面板的挠曲变形，因此适用高度受到限制。上部悬挂式受力更为合理，

适应变形能力更强。

典型上部悬挂式全玻璃幕墙构造大样：

3.点支式玻璃幕墙

(1)面板固定形式

钻孔固定式：玻璃钻孔后用金属结构件固定，通过特殊的金属驳接爪固定于背后支

撑结构上。

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夹固式：通过穿过玻璃与玻璃间胶缝的金属固定支承件夹固，支承玻璃面板的角部

和边上，玻璃面板与固定件之间设置柔性垫片。

背栓式：玻璃通过特殊钻孔机械形成底部扩大的扩孔形式。

比较一下可以发现，夹固式最大优点在于无需钻孔，避免了玻璃开孔后的应力集中，降

低了成本。但是易引起面板的变形，因此面板单元尺寸受到限制。钻孔式的玻璃面板则

受力相对合理。背栓式优点在于整个幕墙表面无金属外露面，同时减少了夹固式驳接爪

的热桥损失。

面板固定的不同形式：

(3)支撑结构形式

玻璃肋板支撑柱体支撑刚桁架支撑刚拉杆支撑索杆支撑自平衡索网支撑

4.双层墙体幕墙

(1)双层通风玻璃幕墙

能耗是幕墙自诞生以来就一直面对的问题。从幕墙的发展来看，大面积的高反射率

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镀膜玻璃应用量在减少，高透明度的中空玻璃应用量在增加，光污染逐渐减少。双层通

风玻璃幕墙可以很好的提高墙体的热工性能。双层通风幕墙从空气循环方式上分为：

封闭式内循环开敞式内外循环

特

点

更类似于传统双层窗，

适合于寒冷地区。

可控制开启进风口及排风口，冬天进风口关闭，利用太

阳辐射产生热量；夏天利用空气的自然流动降低温度。

缺

点

空气循环产生的尘土聚集于中间；

不可使用部分建筑面积增加，造价增大。

需要机械通风系统，不

利于自然通风。

若室外温度低于室内温度，不利于散热；

冬天进入房间的太阳光比单层幕墙少；

“烟囱”效应对防火不利。

竖向以层为单元竖向以通高楼层为单元

(2)外层玻璃幕墙

由于内层常为传统的实芯墙体，已经具备良好的外墙热工性能，因此作为外层的玻

璃幕墙对气密性及水密性的要求就不像传统幕墙那么严格。除了以传统形式的玻璃幕墙

作为外层墙体外，以百叶玻璃片形成的外皮体现了玻璃在建筑中已超越了传统的透光功

能。玻璃百叶通过机械装置控制开合角度，很好的控制和利用了自然气候的影响。

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四.玻璃幕墙的安全隐患及应对措施

由于玻璃属易碎品，加之玻璃幕墙一般多应用于临街

建筑上，玻璃的破碎是不可避免的，玻璃破碎就有可能对

人构成伤害。虽然最近几年玻璃工业的生产技术水平得到

了不断提高，品种越来越多，对玻璃的选择空间越来越大，

但如何合理的选用玻璃以使幕墙的安全性达到较好的理

想状态，就必须对幕墙玻璃的安全性有一个较全面的了

解。

1.影响玻璃幕墙质量的主要因素

玻璃幕墙的不安全隐患主要来自玻璃的炸裂、脱落、

对阳光的不合理反射等。玻璃的炸裂可能引起玻璃碎片的

脱落而伤人，也可能玻璃整片脱落而伤人，对阳光的不合

理反射特别是高反射率的玻璃对强光的反射也是不安全

因素之一。由于玻璃脱落，甚至有时发生整个幕墙的脱落，导致事故发生的主要原因是

选用玻璃不当或对玻璃的施工不当所至。

2.原因分析

首先，玻璃是易碎品，在玻璃表面存在许多微裂纹而导致玻璃的强度比它的理论强

度低得多，在使用时极易引起玻璃炸裂；其次，玻璃特别是玻璃幕墙一般都安装于较暴

露的部位，易发生破碎。

玻璃产生质量问题除人为外加力的作用外还有以下几个方面：

(1)玻璃自身的热炸，玻璃特别是吸热玻璃、热反射玻璃在受到阳光照射时在玻璃

表面形成不均匀的温度场，从而在玻璃中形成热应力，当这种热应力超过玻璃的强度允

许范围发生炸裂。

(2)玻璃在受到风荷载即风压的作用后，风压的作用力超过玻璃的强度允许范围发

生炸裂。

(3)钢化玻璃的自暴玻璃发生炸裂。

(4)玻璃安装时存在较大应力随着时间的推移玻璃也发生炸裂。

(5)玻璃在安装之前或安装过程中边部受到损伤或存在裂纹。

(6)在地震、冰雪等其它因素的作用下发生破碎或炸裂。

3.提高玻璃质量的措施

提高玻璃质量最有效的措施首先是防止玻璃炸裂；其次是防止玻璃脱落；第三是不使

玻璃产生光污染。

防止玻璃炸裂应从以下几方面考虑：

(1)合理选择玻璃面积，玻璃面积越大越容易炸裂。

(2)尽量选用增强玻璃即钢化玻璃和热汇款单强玻璃（半钢化玻璃），特别是热增强

玻璃。钢化玻璃的强度是普通退火玻璃的3-5倍，可有效地抵御风雪荷载和外来物的冲

击，但钢化玻璃存在自爆的问题。热增强玻璃的强度虽然只是钢化玻璃的一半左右，但

热增强玻璃不易发生自爆。

(3)当选用吸热玻璃、热反向玻璃于朝太阳面的幕墙时，玻璃的原片最好是经过热

处理的。

(4)制作玻璃幕墙的原片在使用前边部应进行处理，最简单的是砂带到边，比较理

想的方法是进行细磨边以消除玻璃边部的微裂纹。

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(5)玻璃安装时不要在玻璃上留下装配应力。按有关规范进行施工，尽量减少玻璃

变形。

防止玻璃脱落的措施是：

(1)选择夹层玻璃。夹层玻璃由于存在塑性的有机中间层材料，它在发生破碎的时

候能保持为一整体而被固定在框架上，不会发生脱落现象，特别是屋顶采用玻璃顶、邻

街的高层建筑、繁华的商业街上的玻璃一定要选用夹层玻璃。

(2)尽量不选择全隐框玻璃幕墙，而选用半隐方式。隐框幕墙在选择结构胶和施工

时应特别注意结构胶的品质、与玻璃和框架之间的相溶性、框架玻璃表面的处理等问题。

防止玻璃出现光的污染：

最有效的方法是选择低反射率的镀膜玻璃，反射率一般以不超过30%为宜。

五.玻璃材料的市场的发展趋势

伴随着人类社会的发展，建筑设计理念的不断提升，现代建筑在资源利用、节约能

源、环境协调、有益健康等方面提出了前所未有的新要求。玻璃作为最重要的建筑材料

之一，如何满足现代建筑的新要求，这不仅是玻璃科研生产领域同仁不断探索的课题，

更是建筑设计师、建筑施工者关注的问题。建筑玻璃的节能设计、生态建筑对建筑玻璃

的要求成为现代建筑与建筑玻璃的内在联系，是玻璃材料未来发展所关注的核心。

1.建筑节能

建筑节能是国家节能战略的重要组成部分。建筑节能的一个重要环节是墙体开口部

位的保温。我国民宅的门窗洞口热能损失量是发达国家的几倍甚至十几倍，因此解决门

窗节能问题是当务之急。在节能玻璃的应用设计中，要考虑的因素除常规的抗风压强度、

保温效果、隔音效果、抗震性和装饰性外，还应该对采光、光反射、热工性能等进行设

计计算。

研究表明，通过玻璃传递的热能有两种，一种是由于玻璃的透明性质造成的太阳能

射人与温度场高温区向低温区的热辐射，另一种传热是玻璃作为围护材料通过热传导形

成的热能流动。为了降低辐射热的流动，可以采用热反射、吸热、低辐射等品种的建筑

玻璃。为了减少热传导形成的热能流动，可以采用中空、双层、真空等品种的建筑玻璃。

在不同条件下，正确选择和使用节能玻璃,才能使玻璃的热工性能发挥到最佳状态。

2.绿色生态

对于生态建筑,玻璃是建筑设计师沟通自然的最佳材料。生态建筑学是综合性的科

学，涉及建筑学、生态学、材料学和其他相关学科。建筑玻璃在未来建筑中的作用日益

重要。在生态建筑中建筑玻璃所发挥着不可替代作用。例如建筑物内需要植物使人贴近

自然，温室暖房需要大面积的自然采光，玻璃幕墙和玻璃天棚可以满足这一需要。同时

建筑物能源自给的太阳能电池基板与盖板是平板玻璃，采用透明太阳能电池使建筑玻璃

又增加了供电功能。可控天窗与可控遮阳主要通过机械结构和建筑玻璃来实现，能满足

需要的建筑玻璃有调光玻璃、光致变玻璃、各种颜色玻璃和反射膜玻璃。平板玻璃可以

满足建筑直线与平面的需求，而曲面热弯玻璃能够满足任意曲线与曲面的需求。因此，

玻璃材料不仅仅是满足采光和封闭的普通平板玻璃的一个品种，而且是已经成为十几种

功能、百余个品种的一个材料门类，并有着深远的市场发展前景。

总结

在我国改革开放之初，玻璃幕墙从发达国家引进，发展到现今，在很多人眼里可以

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说“玻璃幕墙”等同于建筑现代化。然而，不论时间、地点、条件的滥用玻璃幕墙，使

建筑丧失了比例、细节，传统建筑所追求的美学价值当然无存。随着时代的不断发展，

建筑设计水平提高到了新的层次，在“安全、美观、适用”的基础上，增加了绿色环保

的可持续发展理念。所以玻璃是否还应被广泛运用、如何改变其对环境的影响这些问题

亟待解决，我们对玻璃幕墙的关注点需从最初的形式过渡到其节能效果上。

因此，在设计中如何避免玻璃的负面影响，是设计者需要面对的问题，如果能够如

同安藤忠雄将冰冷的混凝土做出像丝绸般柔软的感受，那么对玻璃的设计驾驭能力即达

到了极致的效果。

参考资料

1.《建筑设计的材料语言》.中国电力出版社.2006

2.《建筑玻璃》.化学工业出版社.2006

3.《JGJ113-2003建筑玻璃应用技术规程》

4.玻璃使用趋势分析.链接/article/jzqb/08/01/