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文档简介

1 目目 录录 目 录 .1 第 一 部 分 建 筑 结 构 体 系 4 1.引言 4 2.结构体系及典型布置 5 2.1 框架结构体系 .5 2.2 剪力墙结构体系 .5 2.3 框架 -剪力墙及框架 -筒体结构体系 6 2.4 筒中筒结构体系 .7 2.5 多筒结构 .8 3.建筑物荷载 10 3.1 水平荷载 风荷载 .11 3.2 水平荷载 地震作用 .11 第二部分 立面、外装修、玻璃幕墙 .12 1.立面 12 2.外装修 12 2.1 外装修材料的种类 .12 2.2 外装修材料的构造方法 .13 2.3 外装修材料的性能分类 .13 3.建筑玻璃概述 14 3.1 建筑玻璃的常用品种有哪些? .14 3.2 对建筑玻璃的功能有什么要求? .15 3.3 什么是浮法玻璃? .16 3.4 什么是夹丝、夹网玻璃? .17 3.5 什么是热反射玻璃? .17 3.6 热反射玻璃有什么特点? .18 3.7 什么是钢化玻璃? .18 3.8 钢化玻璃是怎样制造的? .19 3.9 钢化玻璃适用于什么建筑部位? .19 3.10 什么是吸热玻璃? .19 3.11 吸热玻璃有哪些品种? .20 3.12 什么是中空玻璃? .20 3.13 中空玻璃有多少种配片方式? .21 3.14 中空玻璃与双层窗究竟哪个好? 23 3.15 什么是夹层玻璃? .23 3.16 什么是防弹玻璃? .24 3.17 什么是热弯玻璃? .24 3.18 什么是吊挂玻璃? .24 3.19 什么是贴膜玻璃? .25 3.20 什么是低辐射玻璃? .26 2 3.21 建筑玻璃厚度有多少规格? .27 3.22 吸收率、反射率和透过率有什么关系? 27 4.玻璃幕墙 28 4.1 何谓玻璃幕墙? .29 4.2 什么是明框、隐框和半隐框幕墙? .29 4.3 什么是无框玻璃幕墙? .30 4.4 建筑玻璃的配套安装材料有哪些? .32 4.5 建筑用密封胶怎样分类? .33 4.6 隐框玻璃幕墙的密封胶到寿命怎么样? .33 4.7 为什么玻璃幕墙会出现影像畸变? .34 第三部分 空调系统 .36 1.空调(空气调节)系统概述 36 1.1 概念解释 36 1.2 写字楼室内空气环境 空气品质 36 1.3 空调系统的功能 37 1.4 国内外室内空气环境标准 37 2.各项空气调节功能讲解 38 2.1 热、湿处理 38 2.2 新风量 .42 2.3 空气净化处理及设备 44 2.7 除臭和离子化 .46 3. 现代写字楼常用的空调方式 47 3.1 写字楼空调系统设置的考虑因素 .47 3.2 空调系统的分类 .47 3.3 专项介绍 集中式空调系统 .48 3.4 专项介绍 风机盘管空调系统 49 4.空调系统的气流组织: 52 4.1 概念解释 .52 4.2 常见的气流组织方式 53 5.空调系统的能源消耗 57 第四部分 智能化系统 .58 1.前 言 .58 2.智能化系统概述 59 2.1 智能化系统简介 59 2.2 智能化的技术演变和集成等级 61 2.3 智能大楼的优越性 61 2.4 建筑智能大楼的两种设计原则 62 3.通讯自动化系统(CA) 62 3.1 通信原理 63 3.2 程控电话交换机 64 3.3 数据通信系统 70 3.4 会议电视,可视电话系统 71 3.5 卫星通信系统 72 3 3.6 关于电信综合网络的基础知识 73 4. 办公自动化系统(OA) 79 4.1 办公自动化定义 .79 4.2 OA 的组成和功能 79 4.3 计算机网络概述 81 5.建筑自动化系统(或楼宇自动化,BA) 87 5.1 建筑设备自动化系统 89 5.2 消防报警系统(火灾自动报警系统) 100 5.3 安全防范系统 106 6.综合布线系统 110 6.1 关于综合布线系统 110 6.2 综合布线定义及其标准 112 6.3 结构化布线系统的构成 113 6.4 综合布线系统的线缆类型分类: 115 6.5 线缆类别的划分 117 6.6 PDS 的六个子系统 119 6.7 如何对线缆类型进行选择 120 6.8 选择屏蔽系统还是选择非屏蔽系统 121 6.9 如何选择线缆的类别和等级 122 6.10 如何规划和具体选择布线方案 122 6.11 重视建筑物结构与布线系统之间的关系 124 6.12 网络的总体拓扑结构和网络的物理连接是关键 124 6.13 地面、墙面、天花板的布线设计 126 4 第第 一一 部部 分分 建建 筑筑 结结 构构 体体 系系 1.引引 言言 当建筑物高度增加时,水平荷载(风荷载及地震作用)对结构起的作用将愈来愈大。除了结构 内力将明显加大外,结构侧向位移增加更快。 多层和高层建筑结构都要抵抗竖向及水平荷载作用,但是在高层建筑中,结构要使用更多的材 料来抵抗水平力,抗侧力成为高层建筑结构设计的主要问题。在地震区,地震作用对高层建筑的威 胁也比多层建筑要大,抗震设计应受到加倍重视。 多层和高层建筑抗侧里体系在不断的发展和改进,建筑高度也不断增高。现在,多层和高层建 筑结构体系大约可分为四大类型:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构和筒体结构,各有不同 的适用高度和优缺点。本章将介绍各种体系及其组成和布置。 多层建筑可以采用砖石和钢筋混凝土材料建造,但本教材限于钢筋混凝土多层结构。 高层建筑结构多用的材料,主要是钢筋混凝土和钢。 钢结构具有自重轻、强度高、抗震性能好、施工方便等优点。在钢材多的国家,很多都采用钢 结构建造高层建筑。钢筋混凝土结构造价较低、材料来源丰富,便于做成各种形状,而且结构刚度 大,耐火性能好。它的缺点是自重较大、抗震性能不如钢结构、建造高度也低于钢结构。近年来, 开始采用高强混凝土,并且改进了结构体系,钢筋混凝土的建造高度也逐渐增加。世界上最高的钢 筋混凝土结构是朝鲜平壤市的柳京饭店,101 层,高 319.8m;1991 年建成的美国芝加哥南威克街 311 号大厦居其次,71 层,高 293.8m。目前世界上最高的钢结构是马来西亚的吉隆坡双塔。 解放前,我国高层建筑很少。解放后,在 50 和 60 年代陆续建造了一些,如 1959 年建成的北京 民族饭店,12 层,高 47.4m;1964 年建成的北京民航大楼,15 层,高 60.8m 等。70 年代初期,我 国几个大城市开始加快建造高层建筑,目前,在许多中等城市及一些小城市也都已建造了高层建筑。 70 年代以后的发展速度很快,大量建造的高层住宅,多数在 1030 层之间,旅游饭店及办公楼也 已有相当数量。在北京、上海、广州、深圳等城市,已有一批 40 层左右的办公大楼和饭店。在我国, 高层建筑以采用钢筋混凝土为在主,近年来,不仅建造高度在增长,建筑体型和结构体系也愈益多 样化,而且在 50 层左右的建筑中,已开始采用钢结构,这些都体现了我国建造高层建筑的技术水平 有了全面的发展和提高前,我国最高的钢筋混凝土结构是广州的国际大厦,63 层,高 200.18m。其 次是深圳中心大厦,50 层,高 158.9m,它们都是商业办公大楼。最高的钢结构现如今应是上海的金 茂大厦,也是我国最高的高层建筑。在此之前则是北京的京广中心大厦,53 层,高 208m。 5 2.结结 构构 体体 系系 及及 典典 型型 布布 置置 框架、剪力墙、框架-剪力墙结构体系是多层及高层建筑中传统的、广为应用的抗侧力体系;在 高度较大的高层建筑中,利用结构空间作用,又发展了框架-筒体结构、框筒结构、筒中筒结构及多 筒结构等多种抗侧力很好的结构体系。 2.1框框 架架 结结 构构 体体 系系 当采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构,并同时承受水平荷载时,称其为框架结 构体系。它适用于多层及高度不大的高层建筑。 框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可做成需要较大空间的会议室、餐厅、办公室及工业车 间、实验室等,加隔墙后,也可何等成小房间。框架结构的构件主要是梁和柱,可以做成预制或现 浇框架,布置比较灵活,立面也可变化。 通常,梁、柱断面尺寸都不能太大,否则影响使用面积。因此,框架结构的侧向刚度较小,水 平位移大,这是它的主要缺点,并因此限制了框架结构的建造高度,一般不宜超过 60m。在抗震设 防烈度较高的地区,高度更加受到限制。 通过合理设计,框架结构本身的抗震性能较好,能承受较大变形。但是,变形大了容易引起非 结构构件(如填充墙、装修等)出现裂缝及破坏,这些破坏会造成很大经济损失,也会威胁人身安 全。所以,如果在地震区建造较高的框架结构,必须选择既减轻重量,又能经受较大变形的隔墙材 料和构造做法。否则,就要严格控制框架建造高度。在北京,已建成了高 18 层、局部 22 层的现浇 框架结构长城饭店。它是我国地震区最高的框架结构,采用了延性框架设计方法,并采用轻钢 龙骨石膏板作隔断墙,外墙采用玻璃幕墙。 梁、柱布置要整齐、规则。 2.2剪剪 力力 墙墙 结结 构构 体体 系系 利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构,称为剪力墙结构体系。墙体同时也作为维 护及房间分隔构件。 剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制,一般为 3-8m。因而剪力墙结构适用于要求小房间住宅、 旅馆等建筑,此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料,如果采用滑升模板及大模板等先进的施工 方法,施工速度很快。 现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平力作用下侧向变形很小。墙体截面积 大,承载力要求也比较容易满足。剪力墙的抗震性能也较好。因此,它适宜于建造高层建筑,在 10-50 层范围内都适用,目前我国 10-30 层住宅也都采用剪力墙结构体系。 6 剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的,主要是剪力墙间距太小,平面布置不灵活,不适应 于建造公共建筑,结构自重较大。为了减轻自重和充分利用剪力墙的承载力和刚度,剪力墙的间距 要尽可能做大些,大约 6m 左右。 当把墙的底层做成框架柱时,称为框支剪力墙。其底层柱的刚度小,成上下刚度突变,在地震 作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形,致使结构破坏。因此,在地震区不允许单独采用这种框 支剪力墙结构。 为了满足地震区住宅建筑需要底层商店或旅馆中底层需设置大的公用房间的要求,可做成部分 剪力墙框支、部分剪力墙落地的底层大空间剪力墙结构。 在底层大空间剪力墙结构中,一般应把落地剪力墙布置在两端或中部,并使纵向、横向墙围成 筒体,在底层还要采取加大墙厚、提高混凝土强度等级等措施加大底层墙的刚度,使整个结构上下 刚度差别减小。上部则应采用开间较大的剪力墙布置方案。因为框支剪力墙承受的剪力大部分要通 过楼板传到落地剪力墙上,落地剪力墙之间的距离要加强过渡层楼板手整体性和刚性(底层大空间 与上部剪力墙之间的楼板过渡层楼板) ,这层楼板应采用厚度较大的现浇钢筋混凝土板。 2.3框框 架架 -剪剪 力力 墙墙 及及 框框 架架 -筒筒 体体 结结 构构 体体 系系 框架结构侧向刚度差,抵抗荷载能力较 低,地震作用下变形大,但它具有平面灵活、 有较大空间、立面处理易于变化等优点。而 剪力墙结构则相反,抗侧力刚度、强度大, 但限制了使用空间。把两者结合起来,取长 补短,在框架中设置一些剪力墙,就成了框 架剪力墙体系。18 层的北京饭店就是典型的 框架-剪力墙结构。 大多数剪力墙是单片式的分散布置形式, 这种结构刚度比较小,建造高度一般在 10- 20 层。如果把剪力墙连在一起,做成井筒式,井筒的刚度和承载力都将大大提高,也增强了抗扭能 力,因此,可以建造高达 30-40 层的建筑。这种结构也称为框架-筒体结构。图 1-11 是更为典型的 框架-筒体结构的布置方式。 从受力和变形性能来看,它与框架-剪力墙结构相同统称为框架-剪力墙体系。在这种体系中, 7 剪力墙(或筒体)常常担负大部分水平荷载,结构总体刚度加大,侧移减小。同时,由于框架和剪 力墙协同工作,通过变形协调,使各层层间变形趋于均匀,改善了纯框架或纯剪力墙结构中上部和 下部层间变形相差较大的缺点,因而在地震作用下可减少非结构构件的破坏。从框架本身看,上下 各层柱的受力也比纯框架柱的受力均匀,因此,柱子断面、尺寸和配筋都可比较均匀。 无论从使用上,还是从受力、变形性能上看,框架-剪力墙(筒体)结构都是一种比较好的体系, 在公共建筑和办公楼等建筑中得到广泛应用。 2.4筒筒 中中 筒筒 结结 构构 体体 系系 当建筑超过 40-50 层时,要采用抗侧力刚度更大的结构体系框筒结构或筒中筒结构体系 (图 1-14) 。 框筒是在 60 年代初由美国工程师法卢齐坎恩第一次提出来的,他设计了第一幢框筒结构 芝加哥 43 层的德威特切斯纳特公寓。框筒通常放在建筑物的外围,由间距很密的柱与截面很高的梁 (称为窗裙梁)组成,这种密柱深梁结构,形式上象框架,实质上是一个开了许多窗洞的筒体,因 此称为框筒,它靠空间的筒体受力特性来抵抗水平力。在荷载作用下框筒柱所受的轴力分布情况为 迎风面柱受拉,背风面柱受压,腹板框架柱则有拉有压。翼缘框架中各柱轴力分布并不均匀,愈靠 近角部的柱所受柱轴力愈大。由于翼缘框架柱参加抵抗水平荷载,整个框筒象一个悬臂筒体一样, 它的刚度和承载力都很大。水平荷载下的梁则按照承受垂直荷载的要求进行设计。 框筒可以作为抗侧力结构单独使用,称为框筒结构,它可以成很大的使用空间。为了减小楼板 和梁在垂直荷载下的跨度,在房屋内部需要设置一些柱子,这些柱子对抵抗侧向力几乎不起作用。 8 在多数情况下,要使框筒与剪刀墙组成的实腹内筒结合,形成筒中筒。内筒中布置楼梯、电梯、竖 向管道等。内、外筒之间不再设柱,内筒、外筒直接承受楼板传来的垂直荷载,并共同抵抗水平荷 载,楼板除了承受垂直荷载以外,仍然可起刚性隔板的作用。这种布置方式有较大的灵活空间,使 用合理,结构上也合理,适用于较高的建筑。50 层的深圳国贸中心大厦、27 层 135m 高的北京彩电 中心、高 130m 的上海电讯大楼及 63 层 200.18m 高的广州国际大厦都采用筒中筒结构系统。 框筒的柱距很密,大约 1.213m,最大为 4.5m;窗裙高度约为 0.61.2m,宽 0.30.5m;一般窗 洞面积不超过建筑立面面积的 50%;框筒的平面形状宜接近方形或圆形,长短边比值一般不宜超过 2。通常,在结构总高和总宽之比 H/B 大于 3 时,才能充分发挥框筒的作用。所以,在多层或较低的 高层建筑中,不适于采用框筒或筒中筒结构,而可以采用框架一筒体结构,它在建筑布置和使用上 与筒中筒具有相同的优点,但可避免框筒所需要的密柱深梁,使设计和施工大大简化。 2.5多多 筒筒 结结 构构 多筒结构可分为两类,一类是将多个筒体合并在一起形成成束筒;一类是在筒体之间用刚度很 大的水平构件相互联系,成为巨形框架。 成束筒的抗侧刚度比筒中筒结构更大,可以建造更高的高层建筑,目前世界上最高的美国芝加 哥西尔斯大楼就是采用 9 个框筒合并在一起的成束筒体体系,随着高度增加,筒的数目逐渐减少, 下图是西尔斯大楼的平面和筒体变化简图,该建筑总高 442m,钢结构。 9 巨形框架不是由普通梁柱组成,而是用筒体作柱子,用高度很大(一层或几层楼高)的水平构 件作梁(图 1-17) ,巨形框架梁可以隔若干层设置一根。小框架不抵抗侧向力,主要承受各楼层竖 向荷载,传到巨形梁上。巨形框架的抗侧刚度视筒及水平构件的刚度而定。例如 37 层的深圳亚洲大 酒店,就是采用许多小筒(楼、电梯间)及每隔 6 层设置一根大梁(设备层)形成的巨形框架结构。 当每个筒体的刚度很大时,也可做成 100 层以上的高层建筑。 10 图 1-18 给出了各种结构体系的适用层数。 3.建建 筑筑 物物 荷荷 载载 多层和高层建筑的竖向荷载包括自重等恒载及使用荷载等活载,与一般房屋并无区别,在此不 做细述。建筑物的水平荷载则包括风荷载和地震作用。 11 3.1水水 平平 荷荷 载载 风风 荷荷 载载 风荷载 空气流动形成的风遇到建筑物时,就在建筑物表面产生压力或吸力,这种风力作用称为风荷载。 风的作用是不规则的,风压随着风速、风向的紊乱变化而不停地改变。 风力作用时间较长,发生机会也多,一般要求风载作用下结构处于弹性阶段,不允许出现大变 形,装修材料和结构均不允许出现裂缝,人不应有不舒适感。 (高楼层不装设吊灯) 3.2水水 平平 荷荷 载载 地地 震震 作作 用用 地震作用 地震时,由于地震波的作用产生地面运动,通过房屋基础影响上部结构,使结构产生振动,称 为结构的地震反应,包括加速度、速度和位移反应。 地震波可能使房屋产生竖向振动与水平振动。但一般对房屋的破坏主要由水平振动引起。设计 中主要考虑水平地震作用,只有震中附近的高烈度区,才同时考虑竖向地震的作用。 我国建筑抗震设计规范 (GBJ1189)规定,在 6 度及 6 度以上地震烈度区内,建筑物应当 进行抗震设防设计。 与风力作用不同,地震发生的机会少,作用持续时间很短,一般为几秒到几十秒,但作用强烈。 如果要求结构在可能发生的地震下都处于弹性阶段,势必使结构设计很保守,很不经济。 因此,目前的抗震设计原则是“三水准要求” ,即“小震不坏,中震(设防烈度)可修,大震不 倒” 。具体如下: 在小地震(众值烈度,50 年超越概率为 63.2%)下结构不应受损或不需修理仍可继续使用;在 中等烈度(设防烈度,50 年超越概率为 10%)地震作用下,允许结构某些部位进入塑性状态,吸收 并耗散地震能量,经一般修理或不需修理可继续使用。在强震下(罕遇烈度,50 年超越概率为 2- 3%) ,结构不能倒塌,即要求结构“坏而不倒” 。以上为三水准抗震设计目标。 12 第二部分第二部分 立面、外装修、玻璃幕墙立面、外装修、玻璃幕墙 1.立立 面面 写字楼外观的设计是通过标准层的表现而进行分类的,因为它占据了建筑中大部分的体量。 迄今为止,我们看到的的形式有如下几种: 凸窗式 强调格框式(强调水平和垂直) 强调水平线条式 强调垂直线条式 表现均质墙面式 混合式 2.外外 装装 修修 2.1外外 装装 修修 材材 料料 的的 种种 类类 外装修材料由表面装饰材料和基层材料两个 因素构成。 作为表面装饰材料使用最多的有,瓷砖、石 材、喷涂材料、金属材料以及玻璃等。 作为基层材料一般有混凝土、ALC 板和金属 材料等。 另外,有关门窗等开口部分所使用的材料也 有很多种类。门窗用金属材料一般是以铝合金制 为主体,其他还有钢制、不锈钢制产品,如果要 追求豪华气派,还有青铜制产品。以上这些材料, 不管是哪一种,在做成产品使用前都要做防锈处理。 由于使用目的的不同,玻璃也分很多种类(后面章节将有详细介绍) 。重要的是要根据部位的需 要正确地选用玻璃。 13 2.2外外 装装 修修 材材 料料 的的 构构 造造 方方 法法 有关外装修材料的构造方法,从装修材料与建筑主体的关系来看,可以做以下分类。 将建筑主体直接作为装修面的构造方法 将建筑主体作为装修基层的构造方法 在建筑主体上安装玻璃幕墙的构造方法 复合性构造方法 其中,第三种安装玻璃幕墙的构造方法最为常用。 玻璃幕墙 轻质材料系列 铝合金 不锈钢 铝扣板 耐候性钢板 重量材料系列 PC 板 石材 瓷砖 喷涂 GRC ALC 板 2.3外外 装装 修修 材材 料料 的的 性性 能能 分分 类类 性能项目 物理性能 耐风压性能 抗震性能 不透水性能 气密性能 隔热性能 14 隔声性能 耐火性能 耐久性能 生产性,施工性能 同维修管理相关的性能 3.建建 筑筑 玻玻 璃璃 概概 述述 3.1建建 筑筑 玻玻 璃璃 的的 常常 用用 品品 种种 有有 哪哪 些些 ? 建筑玻璃泛指平板玻璃及由平板玻璃制成的深加工玻璃,也包括玻璃砖、玻璃马赛克和槽型玻 璃等玻璃类建筑材料。 目前我国使用量最大的平板玻璃依其制造工艺的区别分为三种,即引上法平板玻璃、平拉法玻 璃和浮法玻璃。 前两种工艺主要生产 5mm 以下的薄玻璃,用于一般工业与民用建筑的门窗。这两种平板玻璃平 整度与厚薄差均较差,仅可满足封闭与采光的要求,不能用来作深加工处理,尤其不宜用于制作各 种镀膜玻璃,但其具有价格低廉的优势,仍较广泛使用于低档建筑工程。 浮法玻璃是采用当今最先进工艺生产的平板玻璃,各种性能均优于其他工艺生产的平板玻璃, 产品厚度或在 2-25mm 范围,能满足建筑工程的不同需求,宜用于制造各种深加工玻璃,既可用于工 业与民用建筑,也可用于宾馆饭店等高档建筑。 由平板玻璃制成的深加工建筑玻璃品种很多,常用的有钢化玻璃、夹层玻璃、镀膜玻璃、中空 玻璃、热弯玻璃等等。通过深加工处理,平板玻璃可以具有高强、安全、保温、隔音、节能等单一 或复合功能,使建筑玻璃的功能概念有了根本改变。 图 1-1 表示了建筑下班的品种体系,图 1-2 则对建筑用深加工玻璃作出较全面的描述。 16 17 3.2对对 建建 筑筑 玻玻 璃璃 的的 功功 能能 有有 什什 么么 要要 求求 ? 20 年前,建筑业对于建筑玻璃的功能要求仅仅局限于空间的封闭和自然采光。今天随着建筑业 和玻璃制造业的发展,对建筑玻璃提出了更多更高的要求。对建筑玻璃的功能要求除最基本的封闭 和采光要求外,可归纳为五大类要求,即节能、安全、高强、装饰、环保。这五大建筑玻璃新功能 可以分述为: 节省能源功能:提高保温性能,减少室内冷暖空调的负荷,如中空玻璃;减少阳光中红外热能对 室内的辐射,降低夏季室内空调的负荷,如吸热玻璃和热反射膜玻璃;夏季反射室外的红外辐射, 18 冬季反射室内的红外辐射,降低空调负荷,如低辐射(Low-Emissivity Glass,亦称 Low-E 玻璃) 玻璃。 提高建筑玻璃安全性:玻璃是典型的脆性材料,坏时形成许多尖锐的碎片,这些碎片极易对人体 造成伤害。为防止这些伤害有两种安全措施,一是减小碎片的颗粒并使之没有尖锐的棱角,如钢 化玻璃;二是使碎片仍粘接为整体,避免飞散溅落,如夹层玻璃和夹丝夹网玻璃。除对建筑玻璃 防止人身伤害的安全功能要求外,对防止火灾扩散的功能要求,要求阻断火路防止空气流动,这 也是一种安全功能,如防火夹层玻璃和夹丝平夹网玻璃。此外,还有防盗玻璃、防弹玻璃也都是 安全玻璃的特殊功能品种。 提高强度的功能要求:玻璃表面富集缺陷和裂纹,极易扩展造成灾难性破坏。提高玻璃强度对于 减轻自重,降低破坏概率,提高抗风压和耐地震能力都有积极的意义。常用的玻璃增强方法是在 玻璃表面形成残余压应力,充分利用脆性材料压缩强度远高于拉伸强度的特点,如钢化玻璃和半 钢化玻璃,可以使普通平板玻璃钢的强度提高 2-5 倍。还有一种作法是在玻璃表面贴膜,贴膜玻 璃除有提高强度和增加安全性的作用外,如果贴的是吸热膜或反射膜,还有一定的节能作用。 装饰功能:一般来讲可以从三个方面来评价建筑物的装饰功能。通过大面积采用玻璃幕墙,在建 筑物立面显示出街景的映像有良好的装饰效果,如热反射玻璃,反射红外光的同时,也反射可见 光;玻璃自身带有颜色,使建筑立面效果丰富多彩,有多种建筑玻璃可以达到这一装饰效果,如 热反射玻璃、吸热玻璃、彩色夹层玻璃、彩釉玻璃和贴膜玻璃;建筑玻璃自身可以有图案,或几 何图形或各种景物或各种随机图形,可以使建筑立面有丰富的变化,如彩釉玻璃、贴膜玻璃和微 晶玻璃等。 环境保护功能:建筑玻璃的环保功能可谓多种多样,有防止噪音干扰的隔音功能,如夹层玻璃和 中空玻璃都具有减噪音的特点;有防止紫外线透射的功能,如防紫外夹层玻璃;有防止产生眩光 的减反射玻璃,对光污染有较好的效果,如无反射磨砂玻璃和减反射膜玻璃;有防止电磁波干扰 和防止信息泄露特殊功能的建筑玻璃,如电磁屏蔽玻璃。 3.3什什 么么 是是 浮浮 法法 玻玻 璃璃 ? 浮法生产的成型过程是在通入保护气体(N 2及 H2)的锡槽中完成的。熔融玻璃液从池窑中连续 流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在重力和表面张力的作用下,玻璃液在锡液面上铺开、摊 平,形成上下表面平整、相互平行的玻璃带,向锡槽尾部拉引,经抛光、拉薄、硬化、冷却后被引 上过渡辊台。辊台的辊子转动,把玻璃带拉出锡槽进入退火窑,经退火、切裁,就得到平板玻璃产 品。浮法与其他成型方法比较,其优点是:适合于高效率制造优质平板玻璃如没有波筋、厚度均匀、 19 上下表面平整、互相平行;生产线的规模不受成形方法的限制,单位产品的能耗低;成品利用率高; 易于科学化管理和实现全线机械化、自动化,劳动生产率高;连续作业周期可长达几年,有利于稳 定地生产;可为在线生产一些新品种提供适合条件,如电浮法反射膜玻璃、退火时喷涂玻璃、冷端 表面处理等。 浮法工艺可生产 1-25mm 厚度的平板玻璃,建筑上常用的浮法玻璃厚度为 3-19mm,最大板宽可 达 3.6mm,板长可根据需要定货,能够满足建筑工程的各种尺寸需求。浮法玻璃是中高档建筑玻璃 的最好用材,在深加工建筑玻璃中,除磨砂品种和少量的钢化玻璃可使用普通平板玻璃外,其他深 加工品种均宜使用浮法玻璃作为原片。 3.4什什 么么 是是 夹夹 丝丝 、 夹夹 网网 玻玻 璃璃 ? 夹丝、夹网玻璃是采用压延成型方法,将金属丝或金属网嵌于玻璃板内制成的,一种具有特殊 功能的平板玻璃。由于玻璃体内有金属或网,该平板玻璃的整体性有很大提高。破坏时避免整体崩 碎,因而具有一定的防火作用和安全效果。此种玻璃的缺点是透视性不好,因其内部有丝网存在, 对视觉效果有一定干扰,其次在玻璃边部裸露的金属丝易被腐蚀。 夹丝、夹网玻璃的安全性体现在破坏时仍保持整体性,玻璃的碎片会在金属丝的牵拉下不飞散, 减少了对人体的伤害,可以使用于天窗、屋顶、室内隔断和其他易造成碎片伤人的场合。此外由于 夹丝网玻璃不易被洞穿,用于门窗玻璃亦有一定的防盗作用。 夹丝、夹网玻璃还可作为二级门窗防火材料使用。普通玻璃在火灾发生时易受热破裂而碎落, 造成空气流动和火灾蔓延。夹丝网的玻璃在火灾中虽然产生炸裂,但由于有金属丝或网的支撑而不 会崩落洞穿,可在相当程度上保持整体性,防止了空气的流动,对火灾蔓延有较好的阻扼作用。 夹丝、夹网玻璃还适用于防震的场合,如对地震防护要求较高的建筑和有工业振动的厂房等建 筑。夹丝、夹网玻璃改善了平板玻璃易碎的脆性性质,是一种价格低廉,应用广泛的建筑玻璃。 3.5什什 么么 是是 热热 反反 射射 玻玻 璃璃 ? 我们经常不大确切地把热反射玻璃称为镀膜玻璃,实际上热反射玻璃仅仅是镀膜玻璃的一种, 还有许多镀膜玻璃品种如彩釉膜、导电膜、镭射膜、增透膜、憎水膜等等,它们不仅在建筑上使用, 也在汽车、飞机、太阳能电池和液晶显示器等产品上使用。 凡具有反射太阳能作用的镀膜玻璃可以称为热反射玻璃太阳能主要是太阳光谱中的红外部分带 来的热能,热反射玻璃是建筑节能玻璃的主要品种之一。热反射玻璃的第一个功能是节能,其次才 是映像装饰功能,人们常常颠倒了两个功能的主次作用,所以会出现寒带建筑整个立面使用热反射 玻璃幕墙的失误。 20 使用热反射玻璃主要优势在于其反射太阳红外线的功能,由于红外光进入室内量的减少,可以 大幅度地减低夏季室内空调负荷。热反射玻璃宜用于热带、亚热带或温带,因为它同样也降低了冬 季进入室内的太阳红外热能,反而会加大采暖的负荷,所以在寒带使用应慎重。 热反射玻璃在反射太阳红光的同时,对可见光也有反射作用,从外观上看它具有一定的镜面效 果,建筑设计师有时刻意追求它的镜面映像效果,达到美化街景和建筑立面的目的。在使用热反射 玻璃时应注意其节能功能是主要特点,同时还应考虑可见光过度反射的形成的“光污染”问题。 多数的热反射玻璃其膜层并不是很结实,尽量避免单片使用,一但单片使用时,膜层应该在室 内侧。此外从节能角度讲,热反射玻璃反射了红外光减少室内入射太阳能,如果不能有效阻断窗洞 的内外辐射与传导,热反射玻璃的节能效果也将大打折扣。最佳的选择是使用热反射中空玻璃,中 空玻璃的外层使用热反射玻璃,膜层向室内侧,这样可达到上好的节能效果,又可保护膜层不受损 伤。 3.6热热 反反 射射 玻玻 璃璃 有有 什什 么么 特特 点点 ? 在平板玻璃表面镀覆金属或金属氧化物薄膜,具有反射太阳能的作用,同时对可见光亦有相当 的反射率,在建筑物立面形成映像效果,具有节能和装饰的双重作用。 从作用效果来看,可以将热反射玻璃分为高反射率、低反射率和一般反射率三种。从建筑采光 的要求来说希望玻璃是无色透明的,而从建筑节能和立面效果来说又希望反射率高一些,所以如何 恰当地选择反射率和透过率是设计的一个重要的效果,必须对两种要求统筹兼顾。一般热反射玻璃 透过率为 30%-65%,反射率为 30%-50%,这个范围的反射率已有眩目的作用。反射率低于 30%的热反 射玻璃称为低反射率玻璃采用低反射率玻璃基本能够保证室内的正常采光。反射率高于 65%称为高 反射率玻璃,反射率越高映像越清晰,但采光损失过多,甚至白天在室内也需照明。 3.7什什 么么 是是 钢钢 化化 玻玻 璃璃 ? 普通玻璃的强度低已为大家所共知,由于玻璃的脆性性质,当其表面或内部存在裂纹或缺陷时, 极易产生裂纹扩展和应力集中,造成灾难性的破坏。为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方 法,在玻璃表面形成压力,玻璃承受外国香道德抵消表层塑料布力,从而提高了承载能力,改善了 玻璃抗强度低的弱点。钢化玻璃的主要优点有两条,第一是强度较之普通玻璃提高数倍,抗弯强度 是普通玻璃的 3-5 倍,抗冲击强度是普通玻璃 5-10 倍,提高强度的同时亦提高了安全性。使用安全 是钢化玻璃第地二个主要优点,其承载能力增大改善了易碎性质,即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的 小碎片,对人体的伤害极大地降低了。钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通下班有 2-3 倍的提高, 21 一般可承受 150OC 以上的温差变化,对防止热炸裂有明显的效果。 在同样的玻璃应用场合,由于钢化玻璃抗风压与抗冲击能力的提高对减轻建筑物自重有益。钢 化玻璃适用于大板面的幕墙,无框架的玻璃结构,全玻门、吊挂玻璃、防人体撞击的玻璃隔墙。在 建筑中使用钢化玻璃要注意两个问题:一是不宜用于天棚结构或采光墙,防止钢化玻璃意外破坏后 的“玻璃雨”对人体的伤害,可以作成夹层玻璃,防止高空溅落;二是钢化玻璃不宜于追求映像效 果的幕墙,因为钢化玻璃在加工过程中产生翘曲变形,其平整度较浮法玻璃有较大损失,会造成映 像畸变,影响建筑立体的效果。 3.8钢钢 化化 玻玻 璃璃 是是 怎怎 样样 制制 造造 的的 ? 普通平板玻璃经切裁、磨边、清洗等预处理后,送入钢化生产线进行钢化处理。钢化生产线主 要由加热炉和冷却风栅组成,生产弯型钢化玻璃时还应有压模成型工位。玻璃首先进入加热电炉, 在电炉中加热到 600OC 左右,此温度已达到玻璃的软化点。然后将加热好的玻璃迅速送到冷却工位, 鼓风机的强大风力通过风栅均匀吹到玻璃的两个大面,使玻璃迅速冷却。由于玻璃是表面先降温, 内部后降温,当内部逐步冷却时,其内部的收缩受到先期冷却的外表层制约,于是在表层形成了压 应力,在内部形成了拉应力。 3.9钢钢 化化 玻玻 璃璃 适适 用用 于于 什什 么么 建建 筑筑 部部 位位 ? 钢化玻璃以其强度高和安全性为特点,在建筑工程中得到广泛应用。概括说,钢化玻璃适用于 以下建筑部位。 承受较大风压的窗用玻璃及幕墙玻璃,由于钢化玻璃抗风压强度是普通玻璃的 3 倍左右,在使 用大板面玻璃时选择钢化或半钢化品种有利于提高抗风压能力。 在有可能发生人体撞击玻璃的建筑场合,玻璃碎片会对人体割伤或刺伤,如在学校、医院等, 公共活动场所的落地窗、全玻门、玻璃隔墙,又如住宅中的浴室玻璃、玻璃推拉门,都有可能对人 体撞击造成伤害。在上述场合使用钢化玻璃可避免发生灾难性事故,钢化玻璃强度较高,对一般冲 撞足以抵御,即使冲击力很大造成钢化玻璃破坏,因其破坏时碎片细小且无锐角,不会驿人体造成 伤害。 使用吸热玻璃的外窗或幕墙,尤其是建筑立面朝向东、南和东南的吸热玻璃,因为存在吸收阳 光中红外线形成热应力的问题宜采用钢化增强处理后的吸热玻璃,可以极大地缓解炸裂的发生。 22 3.10什什 么么 是是 吸吸 热热 玻玻 璃璃 ? 由于玻璃成分的变化,在可见光谱区的不同波长反映为视沉的特定颜色,普通平板玻璃由于含 有铁,反映在视觉上具有淡绿色。吸热玻璃品种实质上是颜色玻璃的一部分(颜色玻璃的制造是在 普通透明玻璃的组分中加入着色成分,可以使用过渡金属、稀土金属离子进行着色,也可以通过金 属胶体或非金属胶体着色。颜色玻璃可用于窗口医药包装、工艺美术、信号灯、太阳镜等等领域。 颜色玻璃用于建筑用平板玻璃,体现两处功能,其一是使建筑玻璃具有某种颜色,使立面设计丰富 多彩,其二是具有节能作用,减少入室的红我光,称为吸热玻璃),因其在使用中具有吸收红外光 的性能,用于建筑玻璃可以阻挡部分红外光进入室内,起到降低空调负荷的作用,属于建筑节能玻 璃的品种之一。 3.11吸吸 热热 玻玻 璃璃 有有 哪哪 些些 品品 种种 ? 吸热玻璃的生产工艺除原料中着色剂的使用外与普通平板玻璃相同,其质量性能也相同,仅在 阳光吸收率与透过率有差别。吸热玻璃的厚度规格在 3-19mm 范围,较常用的规格为 5-12mm。 从颜色来划分吸热玻璃品种,目前建筑中较常用的有茶色、蓝色、灰色和绿色国大品种。每一 种吸热玻璃又存在多个类别,如蓝色吸热玻璃又有于蓝、海蓝、古典蓝等多种,这些称谓是约定俗 成的,没有统一的色差,不仅不同厂家的颜色有差异,同一厂家的不同批次也存在颜色的差异,这 就如同染色一样,没有绝对相同的颜色。在施工中应尽可能使用一批次的吸热玻璃,要按照色差标 准对颜色作检验。一般另外补遗的情况,很难找到相同颜色的吸热玻璃。 3.12什什 么么 是是 中中 空空 玻玻 璃璃 ? 两片或两片以上的玻璃组合,玻璃与玻璃 之间保持一定的间隔,间隔中是干燥的空气, 周边用密封材料包裹,由此加工成中空玻璃。 23 中空玻璃的使用有三个明显的优点。 第一是保温节能作用,由于玻璃之间的空气层的热传导率很低,较之单片玻璃的热交换量约减 少三分之一,有明显的节能效果。无论是冬季取暖时的保温效果,还是夏季空调制冷时的隔热效果, 中空玻璃都有其他建筑玻璃不可比拟的优势。建筑物的保温除取决于墙体处,另一重要因素就是开 口部位的封闭,采用中空玻璃作窗的保温效果接近 24mm 的砖墙。 第二是中空玻璃的防霜露作用,在使用中空玻璃时,窗户不会发生结霜结露现象,干燥的空气 层不会使外层玻璃内表面结霜,同时保证了内层玻璃温度不会过低。使用单片玻璃时都有这种体会, 寒冷季节在玻璃室内侧会出现霜露,不仅对采光和视线有妨碍,温度转高时流淌的水对室内环境也 有污损。由于中空玻璃的保温性能好,内外两层玻璃的温差较大,由于隔层空气是干燥的,也不会 结露,高质量的中空玻璃可保证在室外温度-40 OC 时不结露。 第三是隔音作用,当噪声污染日益为人们关注时,中空工玻璃的隔音效果受到越来越多的用户 青睐。中空玻璃的隔音程度与玻璃的厚度和空气隔层有关,一般的中空玻璃可降低噪音 30-40dB。 从声波的透射与衰减理论来说,空气隔层厚一些有利于隔音,中空玻璃的构成以两片不同厚的玻璃 组合为优,这样可以衰减共振透射和耦合作用。 3.13中中 空空 玻玻 璃璃 有有 多多 少少 种种 配配 片片 方方 式式 ? 一般用户常常认为中空玻璃就是两片普通平板下班组合而成,只有保温节能、隔音、防结露等 功能。实际上通过选择不同品种的玻璃组合成中空玻璃,除上述功能外还可以兼有其他功能,可以 满足建筑中不同场合的各种需求。如使用安全玻璃可以提高中空下班的安全性,使用吸热玻璃或热 反射玻璃可以进一步提高节能效果并改善建筑外观色调,表 1-9 列举了常见的中空玻璃多种配片方 式,可以组合出兼有多种功能的复合中空玻璃。 除表 1-9 所列配片方式外,还有更复杂的组合方式,比如即要求装饰与吸收太阳能的效果,又 要求有高强安全的功能,可以选择吸热钢化玻璃来制作中空玻璃。又如内层使用低隔射玻璃,外层 使用热反射玻璃或吸热玻璃,由此组合最佳节能效果的中空玻璃。 24 表 1-9 中空玻璃的配片方式及其功能 玻璃品种 外层玻璃 内层玻璃 功 能 普通平板玻璃 可以 可以 保温、隔离、防结露 钢化玻璃 可以 可以 保温、隔离、防结露、高强、安全 夹层玻璃 可以 可以 保温、高隔离、防结露、安全 吸热玻璃 可以 不可以 保温、隔离、防结露、吸收太阳能、装饰 热反射玻璃 可以 不可以 保温、隔离、防结露、吸收太阳能、装饰 磨砂玻璃 可以 不可以 保温、隔离、防结露、吸收太阳能、装饰 低辐射玻璃 不可以 可以 高保温、隔音、防结露 对镀膜品种而言,加热反射玻璃和低辐射玻璃,膜层强度较低,从保护膜面延长使用寿命考虑, 镀膜玻璃的有膜面应在空气隔高层一侧,避免裸露。也有例外,如彩釉玻璃也是镀膜玻璃的一种, 由于其膜面坚固,又具有装饰作用,如用其制作中空玻璃,膜面则应该临街使用。 吸热玻璃制作中空玻璃为什么不宜用于内层呢?因为吸热玻璃吸收太阳光中的红外光,自身温 度会升高,夏季可能达到烫手的程度,如用在室内侧会成为一个热辐射源,靠近它会觉得热气逼人。 25 在中空玻璃中采用,用于外侧较合理,可以提高节能效果,阻断本身的热辐射,装饰效果也明显。 热反射玻璃的功能最主要是反射太阳能和建筑装饰,用于中空玻璃的内侧,这两个功能都将大 打折扣,从发挥热反射玻璃功能作用的意义上说,用于中空玻璃外层才是合理的。 磨砂玻璃的选择应主要考虑阻挡视线,放在外层最适宜,虚化效果与装饰效果最佳。 低辐射玻璃的主要功能是反射远红外辐射,用于中空玻璃的内层,冬季可阻止室内热端向室外 的热辐射,夏季可以反射外层玻璃透射的热能与外层自身的热辐射。 3.14 中中 空空 玻玻 璃璃 与与 双双 层层 窗窗 究究 竟竟 哪哪 个个 好好 ? 在我国东北地区性区较普遍地作用双层玻璃窗来保温,如何评价中空玻璃与双层窗的优势呢? 这里作如下比较: 从保温效果讲,不考虑窗框的结构与材质,两种玻璃结构都采用两片玻璃,都具有一个空气隔 层,应该说在保温性能上不分伯忡。但实质上窗房的密封性有很大区别,双层窗多采用钢框或木框, 密封性不如中空玻璃窗的保温性能优于双层窗。 从造价上讲,中空玻璃多使用铝合金窗框或塑钢窗框,造价较高,再加上中空玻璃本身的造价, 比双层窗高 2-3 倍。如果双层窗也采用铝合金或塑钢结构,由于双层窗结构厚度大,要两个开启扇, 在造价上就没有明显优势,但保温性能随密封性的改善将与中空玻璃窗相当。 从隔音效果讲,由于中空玻璃的两层玻璃实质上连接为一人整体,并且空气隔层一般较小,仅 有 6mm,在共振透射与耦合作用下,隔音逊于双层窗。 从防结露功能来讲,由于双层窗中间的空气层不是干燥的,常常见到冬季早晨窗户完全被霜露 覆盖,甚至发生结冰现象,所以双层窗不具有防霜露的功能。在这一点上中空玻璃有绝对的优势。 从发展趋势上看,中空玻璃将取代双层窗,随着经济发展,人们对居住环境将有更高的要求。 中空玻璃结构简单美观,功能全面,是必然的发展方向。只在目前考虑投资能力不足,仍不妨采用 双层窗降低造价。 3.15什什 么么 是是 夹夹 层层 玻玻 璃璃 ? 夹层玻璃一般由两片普通平板玻璃和玻璃间的有机中间胶合层构成,也可以是三层玻璃与两层 胶合层构成,还可以有更多的层复合在一起。 26 夹层玻璃的原片即可以是普通平板玻璃,也可以是钢化玻璃,半钢化玻璃,镀膜玻璃、吸热玻 璃、热弯玻璃等等。中间层有机材料最常用的是 PVB,还有甲基丙烯酸甲酯、有机硅、聚氨酯等 等。 中间夹层胶片在一定温度压力条件下将 相邻两片玻璃牢牢粘附在一起,胶片在常温下是 高弹态物质,在常温以上是弹塑性,它带给夹层 玻璃很好的整体性。夹层玻璃在外力作用下可能 破碎,但碎片仍粘附在中间层胶片上,保持为整 体,因此没有碎片飞溅,对人体有优良的安全保 护作用,同时对保安防护也有好处。 除安全外,夹层玻璃还具有隔音、防紫 外、抗地震、防台风、防盗窃、耐冲击、防 弹等功能。 3.16什什 么么 是是 防防 弹弹 玻玻 璃璃 ? 防弹玻璃实际上是夹层玻璃的一种,它是由多层玻璃和胶片叠合制成,总厚度一般要在 20mm 以 上,要求较高的防弹玻璃总厚度可以达到 50mm 以上,可以有效抵御微型冲锋枪的射击。 防弹效果和防弹玻璃的下述结构因素有关: 1、 防弹玻璃的总厚度与防弹效果成正比; 2、 防弹玻璃结构中的胶片厚度与防弹效果有关,如 1.52mm 胶片防弹效果优于使用 0.76mm 胶片的防弹玻璃; 3、 玻璃强度与防弹效果有关,采钢化玻璃制作的防弹玻璃,其防弹效果优于普通玻璃制 作的防弹玻璃。 防弹玻璃的使用安全效果主要有两个判断标准,第一是子弹不得贯穿,若子弹穿破而过即丧失 了屏护作用、第二不能背面玻璃掉碴,因为碎碴的飞溅也可能伤及人身。由于不同枪械射出子弹的 质量和出膛速度的差异,防弹玻璃的设计可以有不同厚度和结构形式。无论何种防弹玻璃,均要通 过防弹试验考验才能确认。 27 3.17什什 么么 是是 热热 弯弯 玻玻 璃璃 ? 热弯玻璃系由平板玻璃加热软化在模具中成型,再经退火制成的曲面玻璃。热弯玻璃一般在电炉中 进行加工。热弯玻璃的曲面造型具有特殊的艺术装饰效果,在建筑中采用热弯玻璃可以改善建筑立 面直平的呆板感觉,使立面有弧线造型,增加建筑物的生动变化。热弯玻璃适用于建筑物的观光电 梯、阳角转折、门厅大堂、旋转顶层、屋顶采光等等部位。 3.18什什 么么 是是 吊吊 挂挂 玻玻 璃璃 ? 在宾馆、饭店、博物馆等建筑物中,首层或下面几层常常采用整体的大玻璃板,一般高度大于 3m,可以做到 10m 或更高而没有断缝,宽度可以设计在 1-3m 常用范围内选择。由于板面大,在满足 强度和挠度要求时,板厚一般在 10-19mm。由自重带来了支承问题,玻璃质量落在底部,极易产生 装配应力和偏心受力,所以这种玻璃都采用吊挂方式安装,底框留有间隙或采用软橡胶垫,以保证 膨胀延长的需要。 沿高度方向的玻璃纵缝,使用弹性密封胶填充,每条纵缝应设置玻璃肋板,以增加吊挂玻璃的 整体刚度。图 1-37 是吊挂玻璃的典型设计,玻璃板高 7m,板宽 1.7m,肋板宽度 0.48m,吊挂玻璃厚 度 15mm,肋板玻璃厚度 19mm。 吊挂玻璃的吊挂方式有两种,图 1-38 是夹紧式吊挂图 1-39 是粘接式吊挂。 夹紧式吊挂是利用玻璃子重,自重越大则夹紧力越大,具有施工方便的特点,但吊挂夹具造价 较高。粘接式吊挂是在吊挂玻璃顶端先粘接两侧支撑块,靠胶体的抗剪强度将玻璃吊起,具有夹具 简单但施工复杂的特点。如何选择吊挂方式有几点原则,中空玻璃适于采用粘接式吊挂;吊挂玻璃 的重量全落在夹具上,粘接式可以沿板宽通长设置,而夹紧式一般只设计两个夹具。夹具的宽度可 以根据设计计算来确定。 28 吊挂玻璃在建筑中使用有特殊的装饰效果,由于整体无框,有通体透明的观感,给人富丽堂皇 的印象,适用于高档公共建筑的大堂、门厅、裙房、宴会厅等部位。 3.19什什 么么 是是 贴贴 膜膜 玻玻 璃璃 ? 在平板玻璃表面粘附一层高分

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