基于两种单片防火玻璃光学性能的对比分析

引言防火玻璃属于安全玻璃的一种，在火灾爆发的情况下，当其一面受火时，能在一定时间内保持玻璃的耐火完整性和隔热性。因防火玻璃具有良好的光学性能、耐热耐寒性能、抗冲击性能及耐火性能等特点，适用于各类高层建筑、玻璃幕墙、防火隔断、防火窗和防火门等地方。随着我国建筑业的高速发展，大量的防火玻璃使用在建筑高层中，在满足防火性能、安全性基础上，光学性能成为选择防火玻璃的最关键因素。遮蔽系数直接反应玻璃的夏季隔热、冬季保暖的节能性能，透光率直接反应室内可见光透射比值。根据GB/T2680—94《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》，本文通过测定两种单片防火玻璃光学性能，对比分析可能影响两种单片防火玻璃光学性能的原因，可以有效指导企业优化原片玻璃化学配方、改进生产工艺；完善建筑设计理论，助力选择具有安全性好、透光率高及节能保温的防火玻璃。试验本试验所采用的材料为贵州省某两个玻璃深加工企业单片防火玻璃，两种防火玻璃厚度均为12mm，对两种单片防火玻璃编号为1#和2#。根据GB15763.1—2009《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》的技术要求，对1#和2#进行抗冲击性能、碎片状态、耐火性能检测，检测结果见表1。由表1可知，1#和2#单片防火玻璃抗冲击性能、碎片状态、耐火性能的检测结果均符合标准要求。光学性能利用Lamdbda-950紫外可见近红外光分光光度计测试分析。表1试样1#和2#检测结果结果分析与讨论（1）分析反射率和透过率峰值。图1为1#和2#单片防火玻璃相同波长下的透射与反射光谱。图11#和2#的相同波长下的透射与反射光谱由图1中1#玻璃光谱数据可知，在波长为855nm时透过率出现最大值（75.03%），在波长855nm时，反射率出现最大值（31.95%）；由图2中2#玻璃光谱数据可知，在波长为855nm时反射率出现最大值（41.71%）。（2）1#和2#试样的透射与反射光谱数据对比分析。图2为1#和2#单片防火玻璃的透射与反射光谱曲线图。图21#和2#试样的透射与反射光谱数据由图2（a）可知，对250nm～2500nm波长光区，总体趋势，1#和2#玻璃均有良好的光学透过率；在紫外区280nm～380nm波长范围中，1#和2#玻璃透过率表现出逐渐增长的过程，且曲线高度重合，说明1#和2#玻璃紫外光的透射比差值较小；在可见光区380nm～780nm波长范围中，1#和2#玻璃透过率均出现先升高到达峰值后降低到最小值，再次升高出现二次峰值后再次降低，第一次峰值（1#玻璃400nm时透过率82.13%，2#玻璃405nm时透过率88.29%）、最小值（1#玻璃440nm时透过率78.29%，2#玻璃440nm时透过率87.64%）、第二次峰值（1#玻璃525nm时透过率84.25%，2#玻璃520nm时透过率89.97%）；在太阳光区中的780nm～1800nm波长范围中，1#和2#玻璃透过率均出现峰值与最小值，这段波长范围中，在波长为825nm时1#玻璃出现最小值（透过率63.23%）而2#玻璃则是拐点峰值（透过率82.91%），1#玻璃在波长为855nm时出现峰值（透过率75.03%），而2#玻璃则是在波长为850nm时出现最小值（透过率81.15%）；在近红外区波长范围为1800nm～2500nm中，均在波长为2150nm时出现峰值（1#玻璃透过率70.88%，2#玻璃透过率79.47%），在波长为2230nm时最小值（1#玻璃透过率67.60%，2#玻璃透过率73.06%）。由图2（b）可知，对250nm～2500nm波长光区，1#和2#玻璃反射率除出现一个跳跃的峰值外，反射率随波长增大而平缓变化，在波长为835nm时1#和2#玻璃均出现最小值（1#玻璃反射率4.54%，2#玻璃反射率5.50%），在波长为855nm时1#和2#玻璃均出现最大值（1#玻璃反射率31.95%，2#玻璃反射率41.71%）。通过以上分析可以得出1#和2#单片防火玻璃在250nm～2500nm波长光区中，对紫外光、可见光、太阳光及近红外光的透过率波动趋势基本相近，1#和2#单片防火玻璃对光的透射性影响除在825nm～855nm光区反常外，其余光区中透过率均随波长增大呈或增大或减小的趋势。1#和2#单片防火玻璃在250nm～2500nm波长光区中，对紫外光、可见光、太阳光及近红外光的反射率波动趋势基本相似。（3）对1#玻璃和2#玻璃进行数据处理。根据国家标准GB/T2680—94对1#玻璃和2#玻璃光谱数据进行处理，从表2可以得出，2#玻璃比1#玻璃的可见光透射比高0.067、遮蔽系数高0.106，则2#玻璃比1#玻璃具有高透光率和夏隔热冬保暖的性能；2#玻璃比1#玻璃的太阳光直接吸收比低0.145，2#玻璃的微观缺陷少于1#玻璃的微观缺陷，在长期太阳辐射下α相转化成β相时体积膨胀4％致玻璃破裂，2#玻璃的α相转化成β相少于1#玻璃，则2#玻璃比1#玻璃安全性高。表21#玻璃和2#玻璃光学数据结论随着人们生活水平的提高，对单片防火玻璃的实用性越来越高。对两种单片防火玻璃光学性能及微观结构对比分析得出：（1）在两种单片防火玻璃的抗冲击性能、碎片状态、耐火性能合格基础上，2#单片防火玻璃具有较高的可见光透射比，优先选用2#单片防火玻璃。（2）在紫外光区、可见光区、太阳光区及近红外光区，1#、2#单片防火玻璃具有较高反射率波动趋势。（3）通过经典的Tauc方程分