Nên sử dụng kính nhiều lớp hay kính cường lực cho vách kính mặt dựng?

Cả hai đều là kính an toàn. Chúng bị hỏng theo những cách hoàn toàn khác nhau, và sự khác biệt đó chính là cơ sở để lựa chọn giữa hai loại kính này.

Kính cường lực vỡ thành những mảnh nhỏ, cùn và toàn bộ tấm kính sẽ văng ra khỏi khung. Kính nhiều lớp bị nứt nhưng lớp giữa giữ các mảnh vỡ lại với nhau, nên tấm kính vẫn nằm yên trong khung.

Ở một cửa hàng tầng trệt, cả hai trường hợp đều có thể chấp nhận được. Ở tầng hai mươi, việc một tấm kính tự bung ra khỏi khung là một sự kiện hoàn toàn khác so với việc một tấm kính bị nứt nhưng vẫn nằm yên tại chỗ, và đó là lý do tại sao hầu hết các tòa nhà cao tầng đều lựa chọn kính nhiều lớp cho ít nhất một bề mặt bất kể tính toán độ bền như thế nào.

Bài viết này đề cập đến cách thức hoạt động của từng loại, vị trí phân loại của mỗi loại và lý do tại sao sự kết hợp này lại phổ biến. PRANCE cung cấp hệ thống vách kính Với kính nhiều lớp, kính cường lực và kính chịu nhiệt.

Kính cường lực trong hệ thống vách kính

Kính cường lực, còn được gọi là kính tôi cứng hoàn toàn, được nung nóng đến khoảng 620 độ C rồi làm nguội nhanh chóng. Bề mặt co lại và đông cứng trong khi lõi vẫn còn nóng, khiến bề mặt chịu lực nén và lõi chịu lực căng.

Chính sức căng tích tụ đó làm cho nó bền chắc. Độ bền uốn của nó cao gấp khoảng bốn đến năm lần so với kính tôi luyện cùng độ dày, đó là lý do tại sao nó chịu được tải trọng gió và ứng suất nhiệt mà kính thông thường không thể chịu được.

Được điều chỉnh bởi tiêu chuẩn ASTM C1048 tại Bắc Mỹ và tiêu chuẩn EN 12150 tại châu Âu.

Cách nó bị hỏng

Khi lớp bề mặt chịu nén bị xuyên thủng, năng lượng tích trữ sẽ giải phóng toàn bộ cùng một lúc. Tấm kính vỡ vụn thành những mảnh nhỏ hình lập phương, thường được mô tả như là vỡ vụn thành từng mảnh nhỏ.

Những mảnh vỡ đó ít nguy hiểm hơn nhiều so với những mảnh vỡ dài mà kính cường lực tạo ra, đó chính là lợi ích về an toàn. Phần kính không phải là kính cường lực thì được giữ lại. Tấm kính sẽ vỡ ra, và các mảnh vỡ sẽ rơi xuống từ độ cao nhất định.

Các tạp chất sunfua niken

Lỗi thường gặp khiến các nhà thiết kế phải thận trọng khi sử dụng kính cường lực trong mặt tiền.

Các hạt niken sunfua thỉnh thoảng xuất hiện trong kính nổi dưới dạng các tạp chất siêu nhỏ. Trong kính đã ủ, chúng vô hại. Trong kính cường lực, chúng nằm bên trong vùng chịu lực căng, và theo thời gian, sự thay đổi pha khiến chúng giãn nở nhẹ. Nếu tạp chất nằm ở vị trí không phù hợp, sự giãn nở đó đủ để gây ra hư hỏng.

Kết quả là sản phẩm bị vỡ đột ngột mà không cần tác động nào, đôi khi nhiều năm sau khi lắp đặt.

Thử nghiệm ngâm nhiệt làm giảm đáng kể rủi ro. Các tấm kính được giữ ở nhiệt độ khoảng 290 độ C trong vài giờ, đẩy nhanh quá trình chuyển pha để các tấm kính dễ bị lỗi sẽ hỏng ngay tại nhà máy thay vì khi lắp đặt trên công trình. Quy trình này được quy định theo tiêu chuẩn EN 14179 trong thực tiễn châu Âu.

Việc xử lý nhiệt không loại bỏ hoàn toàn rủi ro. Nó làm giảm rủi ro xuống mức mà hầu hết các dự án chấp nhận được, và đối với bất kỳ tòa nhà cao tầng nào sử dụng kính cường lực, việc xử lý nhiệt nên được quy định rõ ràng chứ không nên mặc định.

Kính cường lực chịu nhiệt

Một lựa chọn trung dung thường bị bỏ qua.

Kính cường lực được làm nguội chậm hơn so với kính tôi, tạo ra độ bền gấp đôi so với kính thường thay vì gấp bốn lần. Nó vỡ thành những mảnh lớn hơn và có xu hướng lưu lại trong khung lâu hơn, đồng thời ít bị hư hỏng do niken sunfua hơn vì sức căng lõi thấp hơn.

Trong hầu hết các quy định, loại kính này không thể được sử dụng riêng lẻ làm kính an toàn. Khi được ghép thành một khối, nó rất phổ biến trong các bức tường rèm, mang lại độ bền tốt và khả năng chịu lực sau khi vỡ tốt hơn so với kính cường lực.

Kính nhiều lớp trong hệ thống tường rèm

Hai hoặc nhiều tấm kính được liên kết với nhau bằng một lớp polymer ở ​​giữa dưới tác động của nhiệt và áp suất. Tuân thủ theo tiêu chuẩn ASTM C1172 và EN 14449.

Đặc tính nổi bật là khả năng giữ nguyên hình dạng sau khi vỡ. Khi kính bị nứt, lớp vật liệu ở giữa sẽ giữ các mảnh vỡ lại với nhau, do đó tấm kính vẫn nằm trong khung cửa và tiếp tục đóng vai trò chắn thời tiết và chống rơi vỡ cho đến khi có thể thay thế.

Các loại lớp xen kẽ

• PVB, polyvinyl butyral: lớp xen kẽ tiêu chuẩn, thường dày 0,76 mm, có độ bám dính tốt và được sử dụng rộng rãi.

• PVB cách âm: công thức mềm hơn, tăng thêm 2 đến 4 điểm STC, được đề cập bên dưới các lớp cách âm và giảm tiếng ồn

• SGP, ionoplast: cứng hơn và bền hơn đáng kể, được sử dụng khi cần khả năng chịu lực sau khi bị vỡ.

• EVA: được sử dụng trong một số ứng dụng và để bao bọc các phần tử bên trong lớp màng nhiều lớp.

Các lớp xen kẽ SGP rất quan trọng ở những nơi kính cần duy trì khả năng chịu lực sau khi vỡ, chẳng hạn như lan can, mái hiên và kính trên cao. Chúng có giá thành cao hơn và độ cứng thực sự làm thay đổi kết cấu thiết kế.

Ký hiệu độ dày

Kính nhiều lớp thường được mô tả bằng các thành phần của nó. Kính nhiều lớp 10,8 mm nghĩa là hai tấm kính dày 5 mm với một lớp xen kẽ dày 0,76 mm. Kính nhiều lớp 11,52 mm nghĩa là hai tấm kính dày 5 mm với một lớp xen kẽ dày 1,52 mm, gồm hai lớp PVB.

Việc tăng gấp đôi lớp vật liệu xen kẽ giúp cải thiện khả năng giữ nhiệt và hiệu suất cách âm, và đây là một nâng cấp phổ biến ở các tầng trên.

So sánh hành vi gãy vỡ

So sánh mang tính tham khảo. Việc lựa chọn thực tế sẽ dựa trên các yêu cầu về tiêu chuẩn và tính toán kết cấu.

Mỗi loại thuộc nhóm nào?

Hầu hết các hệ thống vách kính đều sử dụng cả hai loại, ở các vị trí khác nhau trong cùng một đơn vị.

Tấm kính ngoài

Chịu được tải trọng gió, ứng suất nhiệt do hấp thụ nhiệt mặt trời và bất kỳ tác động nào từ bên ngoài. Được tôi cứng hoặc gia cường bằng nhiệt, lựa chọn dựa trên tính toán kết cấu.

Đối với các tòa nhà có lớp kính cường lực bên ngoài và có chiều cao lớn, việc kiểm tra độ bền nhiệt theo tiêu chuẩn EN 14179 nên được quy định như một tiêu chuẩn bắt buộc thay vì là một tùy chọn.

Tấm kính bên trong

Hướng mặt ra phía người ở. Đây là lúc kính nhiều lớp phát huy tác dụng, bởi vì một tấm kính bên trong bị nứt nhưng vẫn nằm trong khung sẽ không rơi vào trong phòng.

Nhiều khu vực pháp lý yêu cầu sử dụng kính nhiều lớp ở mặt trong đối với các tòa nhà cao tầng, và ngay cả ở những nơi không có quy định đó, đây vẫn là thông lệ phổ biến trên các tòa nhà cao tầng.

Kính mái và kính dốc

Kính nhiều lớp thực chất là bắt buộc. Kính phía trên không gian có người sử dụng nếu bị vỡ không được rơi xuống, điều đó có nghĩa là khả năng giữ vững cấu trúc là yêu cầu quan trọng hơn là độ bền.

Các quy định thường yêu cầu kính nhiều lớp ở mặt dưới của bất kỳ cấu trúc mái dốc hoặc mái che nào, thường sử dụng các lớp kính cường lực thay vì kính tôi.

Lan can và rào chắn

Ở những nơi kính đóng vai trò như một lớp chắn chống rơi, việc ghép nhiều lớp với một lớp vật liệu cứng ở giữa là tiêu chuẩn. Các lớp vật liệu SGP thường được sử dụng vì cấu trúc phải duy trì khả năng chịu lực sau khi một lớp bị vỡ.

Vùng vòm

Các khu vực không trong suốt chịu ứng suất nhiệt cao do sự hấp thụ năng lượng mặt trời phía sau tấm pin. Kính cường lực hoặc kính tôi nhiệt thường được sử dụng ở đây, và cấu trúc nhiều lớp ít được yêu cầu hơn vì không có không gian sử dụng trực tiếp phía sau.

Yêu cầu về mã an toàn

Các yêu cầu khác nhau tùy thuộc vào từng khu vực pháp lý và cần được kiểm tra đối chiếu với quy định hiện hành thay vì tự suy đoán.

Theo thông lệ ở Bắc Mỹ, CPSC 16 CFR 1201 và ANSI Z97.1 quy định các yêu cầu về kính an toàn, trong khi IBC đưa ra các khu vực nguy hiểm mà việc lắp đặt kính an toàn là bắt buộc. Thông lệ ở châu Âu sử dụng EN 12600 để phân loại khả năng chịu va đập.

Các yếu tố thường gặp dẫn đến việc bắt buộc lắp đặt kính an toàn bao gồm: kính ở trong và cạnh cửa ra vào, kính nằm dưới độ cao bệ cửa quy định, kính liền kề với bề mặt đi lại, kính trong khu vực ẩm ướt và kính trên trần nhà.

Các bức tường rèm thường gặp nhiều loại kính này cùng một lúc, đó là một phần lý do tại sao cả hai loại kính đều xuất hiện trên cùng một mặt tiền.

Yêu cầu đối với bão, cuồng phong và tác động của chúng

Các khu vực thường xuyên xảy ra gió mạnh sẽ bổ sung thêm các yêu cầu, trên thực tế bắt buộc phải sử dụng kính nhiều lớp.

Kính chịu va đập phải chịu được tác động của tên lửa, tiếp theo là tải trọng áp suất tuần hoàn mô phỏng một cơn bão. Kính cường lực thông thường không đáp ứng được yêu cầu này, vì tấm kính sẽ rời khỏi khung cửa sau va chạm và lớp vỏ tòa nhà bị thủng, dẫn đến sự tăng áp suất bên trong.

Kính nhiều lớp với lớp xen kẽ phù hợp đạt tiêu chuẩn vì nó giữ nguyên hình dạng khe hở sau va chạm. Lập hồ sơ về hệ thống kính cho khu vực chịu ảnh hưởng của bão. Bao gồm các yêu cầu nộp hồ sơ sau đây.

Xử lý và phối hợp

Ba điểm thực tế dễ gây ra vấn đề nếu bị bỏ qua.

Kính cường lực không thể cắt hoặc khoan sau khi đã tôi nhiệt. Tất cả các công đoạn gia công đều diễn ra trước khi xử lý nhiệt, vì vậy những thay đổi vào phút cuối đồng nghĩa với việc phải làm lại tấm kính mới và thời gian giao hàng cũng kéo dài hơn.

Lớp phủ Low-E tương tác với quá trình tôi nhiệt. Các lớp phủ mềm tiêu chuẩn không thể chịu được nhiệt độ trong lò nung, vì vậy hoặc phải sử dụng lớp phủ chịu nhiệt hoặc phủ lớp lên kính sau khi tôi nhiệt. Lớp phủ phát xạ thấp và bề mặt của chúng Bao gồm việc lựa chọn lớp phủ.

Hiện tượng biến dạng do sóng cán. Kính cường lực và kính tôi nhiệt được đưa qua lò cán, tạo ra những gợn sóng nhẹ. Trên mặt tiền có độ phản chiếu cao, điều này thể hiện rõ qua sự biến dạng trong hình ảnh phản chiếu, và cho phép quy định dung sai chặt chẽ hơn ở những nơi mà yếu tố thẩm mỹ đóng vai trò quan trọng.

Việc xác minh bất kỳ điều nào trong số này khi nộp hồ sơ đều cần có bằng chứng, và quy trình kiểm định các cụm lắp ráp trước khi phê duyệt Nêu rõ các tiêu chí kiểm tra được áp dụng. Đã xuất bản tài liệu chứng nhận Đây là điểm khởi đầu hợp lý khi đánh giá nhà cung cấp.

Câu hỏi thường gặp

1. Loại kính nào an toàn hơn, kính nhiều lớp hay kính cường lực?

Cả hai đều được phân loại là kính an toàn, nhưng chúng an toàn theo những cách khác nhau. Kính cường lực tạo ra các mảnh vỡ nhỏ, cùn thay vì các mảnh sắc nhọn. Kính nhiều lớp giữ cho tấm kính vỡ nằm gọn trong khung cửa. Ở độ cao, khả năng giữ mảnh vỡ thường quan trọng hơn, đó là lý do tại sao kính nhiều lớp ở lớp trong thường được sử dụng phổ biến trên các tòa nhà cao tầng.

2. Tại sao kính cường lực đôi khi bị vỡ mà không cần va đập?

Tạp chất niken sunfua. Các hạt siêu nhỏ bên trong thủy tinh sẽ giãn nở nhẹ theo thời gian, và trong kính cường lực, lõi chịu lực căng, vì vậy một tạp chất ở vị trí không phù hợp có thể gây ra hư hỏng nhiều năm sau khi lắp đặt. Thử nghiệm ngâm nhiệt theo tiêu chuẩn EN 14179 làm giảm đáng kể nguy cơ này.

3. Kính nhiều lớp có bắt buộc đối với tường rèm của các tòa nhà cao tầng không?

Thông thường, và ở nhiều khu vực pháp lý, việc sử dụng kính cường lực là bắt buộc đối với các công trình cao tầng có chiều cao nhất định. Ngay cả khi các quy định cho phép sử dụng kính cường lực, kính nhiều lớp ở mặt trong vẫn là phương pháp phổ biến trên các tòa nhà cao tầng vì nếu kính bị nứt và vẫn nằm trong khung thì sẽ tránh được tình trạng kính rơi.

4. Tường rèm có thể sử dụng cả kính nhiều lớp và kính cường lực không?

Đúng vậy, và hầu hết đều như thế. Một bộ cửa điển hình sử dụng lớp kính ngoài được tôi cường lực hoặc chịu nhiệt, được lựa chọn dựa trên khả năng chịu tải gió và nhiệt, với lớp kính trong nhiều lớp giúp giữ cho không gian bên trong sau khi vỡ không bị vỡ.

5. Kính cường lực là gì và khi nào thì nó được sử dụng?

Kính được làm nguội chậm hơn so với kính tôi, cho độ bền gấp đôi so với kính ủ thay vì gấp bốn lần. Nó vỡ thành các mảnh lớn hơn và có nguy cơ nhiễm niken sunfua thấp hơn nhiều, điều này khiến nó thường được sử dụng làm lớp trong các tấm kính nhiều lớp của vách kính mặt dựng.

Lựa chọn giữa chúng

Trước tiên hãy thực hiện tính toán kết cấu, vì nó xác định cường độ tối thiểu. Sau đó áp dụng các yêu cầu của quy định xây dựng tại vị trí đó, thường bắt buộc phải sử dụng kính an toàn bất kể điều kiện nào. Tiếp theo, hãy đặt câu hỏi điều gì sẽ xảy ra khi một tấm kính vỡ ở vị trí đó trong tòa nhà, bởi vì khả năng giữ vững của kính là câu hỏi mà phép tính không trả lời được.

Đối với hầu hết các mặt tiền thương mại, giải pháp là sử dụng lớp kính ngoài cường lực hoặc tôi nhiệt kết hợp với lớp kính trong nhiều lớp, được xử lý nhiệt tại các vị trí kính cường lực ở độ cao nhất định.

PRANCE cung cấp hệ thống vách kính mặt dựng với kính cường lực, kính chịu nhiệt và kính nhiều lớp, bao gồm cả lớp cách âm và lớp kết cấu, cùng với tài liệu về quy trình sản xuất và kiểm tra cho cấu hình được cung cấp. Vui lòng gửi bản vẽ mặt cắt và dữ liệu tải trọng gió. yêu cầu thông số kỹ thuật kính .