營建材料與估價 ~玻璃 玻璃的演進 玻璃是歷史最悠久的人造材料之一。它與發展史始於人類開 始知道火對於物質的作用,它的出現是在史前時代,可能與人類發明冶金方法和製陶方法同時。因此玻璃已有數千年的歷史。 根據羅馬史學家Pliny記載,關於發現玻璃的傳說,而遠溯至西元前3500年,腓尼基航海商人運送碳酸鈉(Natron),在地中海沿岸煮食,以碳酸鈉當磚墊鍋,在高溫熔融下混合海砂。意外發現晶亮的物質---玻璃。然而最早期的玻璃的製造,則是西元前2500年發現的玻璃珠,以及1000年後在美索不達米亞平原與埃及,以胚心成形製成的玻璃容器,從此展開人類璀璨的玻璃藝術史。 玻璃的演進 西元元年左右羅馬帝國時期吹製技術的發明,是玻璃史上重要的轉捩 點之一,使得玻璃不再只是奢侈品。七-九世紀回教帝國玻璃。在東西文化交流的影響下,以模吹加金箔銀箔與彩繪裝飾為主。工業革命的材質改良與技術革新,促成18世紀以美國為主的機械量產,至此玻璃從王公貴族的豪奢之物,因大量生產而變成人們所需的日常用品,如門窗、杯碗瓢盤與生活周遭的各樣科技應用。 1962年美國Harvey Littleton和Dominique Labino 成功研製小坩鍋,使得玻璃跳脫機械量產體制,得以成為藝術創作的材質,進而帶動 全球風行的工作室玻璃藝術風潮,興起許多世界知名的玻璃藝術家。 玻璃在建築上的應用 玻璃在建築上的應用並不限於平版玻璃。為了隔熱和強化其他建 材等目的,現代建築業早已大量使用各種型式、尺寸、加工方式的玻璃纖維。 埃及人早在公元前1600年就知道用從玻璃棒抽出的玻璃纖維來裝飾容器,使容器上的紋路更加美觀。這種裝飾技術在16世紀的威尼斯式玻璃(Ventian glass)製品上達到顛峰。 一直到19世紀中葉之前,玻璃纖維的用途都僅限於裝飾玻璃之用。大概在19世紀中葉在英國和奧地利才首度出現以玻璃纖維為原料加工製成的紡織品。 20世紀初開始採用以桿拉製方法為原理的機器將玻璃纖維製成具有絕緣作用的不織布和玻璃棉。 1930年在美國和歐洲開始大量製造玻璃絲。 1940年開始出現以玻璃纖維製成強化的塑膠。 玻璃的功能 泡沫玻璃的出現應溯及蘇聯的KITAIGORODSKI。E.O. SCHULZ Taubenbach/Thur. Wald則對泡沫玻璃製造技術的發展有重大的貢獻。 (多片式)隔熱複層玻璃在窗戶鑲玻璃中佔有最重要的地位。由於各種功能性玻璃的問世,使窗玻璃擁有更多的功能: 1.具有更好的隔熱效果 2.具有更好的隔音效果 3.具有更好的遮陽(隔熱)效果 4.具有更好的防火效果 5.用途保護人員和物品的安全 6.具有裝飾作用 製造玻璃的主要原料 玻璃是由矽砂、碳酸鈉、石灰石等以高溫(1300°C~1600°C左右)燒熔而成,冷卻後成為一種硬而脆之透明或半透明物體。主原料如下: 矽砂 約佔70%,為火成岩經崩壞作用而瓷土化所生,內含石英粒,系砂中含有二氧化矽,可使玻璃化。 碳酸鈉 約佔15%,碳酸鈉可降低矽砂熔解溫度,其他之助劑如碳酸鉀也可降低熔點。 製造玻璃的主要原料 石灰石 約佔10%,在化學上稱之為碳酸鈣,可降低玻璃之熔融溫度,如果玻璃中僅有矽砂、碳酸鈉或碳酸鉀而無石灰石,則玻璃會在沸水中熔解,這種缺鈣之玻璃稱為水玻璃,具有硬化、快乾、防漏等功能,為大地工程中地質改良之材料。 其他材料 約佔5%,有時玻璃中會添加一些物質使其具有特殊的功用。如添加一些化學藥品可除去如鐵質等雜物,以避免玻璃有色,但有時加入化學品可使玻璃變為有色玻璃。 玻璃之製造 玻璃的製造有下列數種: 吹製 這是一種古老的製造方法,但至今人然有人用嘴吹管來製作玻璃器皿。至於瓶子、燈泡及其他用量大的產品已由自動化之機器在鑄模中製造。 壓製 普通的玻璃及一些類似的廉價產品均採用將溶化之玻璃液注入模型中加壓而成。 玻璃之製造 鑄造及滾壓法 通常用於製造鑲嵌的玻璃。其方法是將熔解隻玻璃由熔爐中傾倒出來經過壓滾平鋪在一滑動平台上,這種玻璃表面均不甚平滑有時會形成波浪狀的起伏。 板玻璃 商店櫥窗所用的平滑玻璃,我們稱之為板玻璃。其製造方法一如普通窗玻璃,但經由滾動出來後,要經過磨平及底面拋光,才能製造出一塊表面平滑而具有光澤的玻璃。 玻璃種類及特性 1.平板玻璃 (1)透明平板玻璃---以機器由熔解窯引出之透明而表面平滑之玻璃 (2)磨砂平板玻璃---以透明平板玻璃使用磨砂.噴砂或腐蝕等適當之方法使其一面喪失原有之光滑度.透光而不透視之玻璃 建築平板玻璃的成分系分類,為鈉石灰玻璃.玻璃膏經控制閘門進入鍚槽,由於地心引力及本身表面張力作用浮於熔融鍚表面上後,再進入徐冷槽,使玻璃兩面平滑均勻,波紋消失而製成. 2.色板玻璃 在玻璃的基本原料中,添加微量的鐵'鎳或金屬元素作為著色劑,高溫生成不同的色澤而得,可視光透過率由13-83%不等,取決於玻璃的顏色和它的厚度,由於生產經濟規模的因素,通常它有藍色'綠色'茶色等的變化. [特性]--比透明板玻璃吸收較多的日射熱,適當考量總能源透過率的結果,可以減低冷氣空調的負荷;減低強烈的外觀,呈現活潑和個性化的訴求;吸收較多的紫外線,防止傢俱'商品的變色或褪色. 3.花板玻璃 壓花玻璃在圓形滾筒上雕刻花紋,然後滾壓在玻璃表面上,具有透光不透視之功能,亦可創造各種不同的模糊光移及陰影.其種類有:銀霞'雙方格'香梨'水紋. [用途]--使用在透光不透視的地方. 4.反射玻璃 在真空室內用離子濺鍍法,將金屬化合物噴鍍在玻璃表面,使其產生一層均勻的金屬氧化膜,因金屬氧化膜的厚薄不同,即可呈顯出不同的色彩及高性能的隔熱效能. [特性]--隔熱性高,可節省能源;因反射性高,可防陽光直射,給室內居住者舒適感. 5.膠合玻璃 是由兩片以上的玻璃黏合在一起,目前世界的膠合玻璃,多是指玻璃與PVB中間膜經高溫高壓膠合而成的產品. [特性]--由於膠合中間膜與玻璃牢固的黏結,當受外力意外撞擊致使玻璃破裂,還是可以整塊黏在一起,不會產生尖銳玻璃碎片而傷到人.同時因PVB中間膜優良抗拉強度,而能將外力均勻吸收,減少衝擊傷害,並可防止玻璃貫穿;中間膜有減輕太陽光中的紅'紫外線機能,可節省冷氣設備及用電量,增進舒適的生活環境. 6.彎曲玻璃 將玻璃置於模具上加熱後,依玻璃自己本身之重量而彎曲,再經冷卻後而製成. [用途]利用彎曲玻璃,使建物外觀'室內隔間等更具多采多姿的變化. 7.強化玻璃 將平板玻璃加熱接近軟化點時,在玻璃表面急速冷卻,使壓縮應力分佈在玻璃表面,而引張應力則在中心層.因有強大均等的壓縮應力,使外壓所產生的引張應力,被玻璃的強大壓縮應力所抵銷,增加使用的安全度. [特性]--強化玻璃之強度約為普通玻璃的3-5倍;當玻璃被外力破壞時,成為豆粒大的顆粒,減少對人體的傷害;可耐溫度之急速變化. 8.熱處理增強玻璃(硬化玻璃) 將平板玻璃均勻加熱近650度的溫度,由陶磁轉輪以定速輸送玻璃來確保其溫度均勻和光學性.製程大致和強化玻璃相同,但冷卻過程較慢. [特性]--熱處理增強玻璃,其強度約普通玻璃二倍;,波紋比強化玻璃平整,且對反射
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