建造悉尼歌剧院用的是什么玻璃?

澳大利亚悉尼市最有特色的莫过于建筑,最有特色的建筑莫过于悉尼歌剧院。作为澳洲的灵魂,悉尼歌剧院是公认的20世纪世界七大奇迹之一。它内设音乐厅、歌剧场、戏剧场、儿童剧场和摄影场,每个月甚至每星期都要举行拍卖会、音乐会和其它各种活动,每年接待旅游团20多万人。

悉尼歌剧院通体是一个建在海港上的雕塑体,像飘浮在空中的散开的白色花瓣。除了外形精巧外,它最精妙的地方就是,无论坐在院里的哪个角落,你都能够无遮挡、清晰地欣赏到外面的景色,比如海面上来往的帆船、飞翔的白鸥。因为歌剧院的60多米高的墙体几乎都是用透明的玻璃砌块制成的。就因为这点,创造了世界纪录。

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据统计,悉尼歌剧院共用了6625平方米的玻璃,由25万多块高硬度的玻璃砌块。这些玻璃分布在歌剧院的内外。内部建筑仿效玛雅文化和阿兹特克神庙,运用进口玻璃镶嵌,配上澳洲独有的建材材料,显得既高贵又实用。外部建筑面的玻璃是法国专门厂家制造的双层玻璃──素色和黄玉色,共有700种尺寸,2000片。

这些玻璃硬度极高,即使从歌剧院最高处掉下一块瓷砖,砸在最低处的玻璃上,旁边的游客也不会受伤。那么,为什么这么硬的玻璃破碎后不会砸伤人呢?

因为悉尼歌剧院用的玻璃是夹层玻璃。所谓夹层玻璃,是指两片或多片玻璃之间夹了有机聚合物中间膜,经过特殊的高温预压(或抽真空)及高温高压工艺处理后,使玻璃和中间膜永久粘合为一体的复合玻璃产品。作为一种安全玻璃,夹层玻璃最大的优点就是,玻璃受到撞击破碎后,由于其两片普通玻璃中间夹的PVB膜的粘接作用,不会像普通玻璃破碎后产生锋利的碎片伤人。

美国马里兰大学新技术 木质玻璃 比普通玻璃还坚固

美国马里兰大学研究人员已成功的将一块木头中的颜色和化学物质分离出来,让这块木头变得透明,这种透明的木质材料比玻璃更坚固并且更加绝缘,比塑料更容易被降解。研究员胡良斌(LiangbingHu)Advanced Materials期刊上提到了这一项目,他说,“我们非常惊讶这块木头能变得非常透明。”

胡良斌的团队并不是唯一开发透明木质材料的团队,瑞典的研究人员也曾经成功的去掉木头中的有色物质,并填充透明的聚合物。这两种工艺很相似,也可以说是一种工艺的两个阶段。

研究人员首先将木头放到添加了氢氧化钠和其它化学物质的沸水中煮大约2个小时,这样可以将木头中的木质素分离,木质素的分子形成了木头的颜色。之后再木块上倒入环氧树脂,这样可以使木块硬度比以前提高四到五倍,不过这一过程有点不太环保。

这种加工后的木材保留了树木的原始结构和输送养分的通道。这些微小的通道可以像给树木输送营养素一样传递光线。胡良斌指出:“传统的木质材料会使照射进来的光线散射,但如果使用这种可以产生波导效应的木头盖房子,它将能够让更多光线照进房间。

那么为什么我们现在还不能够使用这种木质材料建房子呢?除了隐私问题,还有这种木材的大小限制。目前的成品只有13×13厘米大小,厚度最大为1厘米,这比瑞典科学家展示的材料结实的多,胡良斌和马里兰大学的科学家们正在努力制造更大体积的材料。

如果该团队突破了这一瓶颈,那么这种材料将非常完美,它不仅可以用来制造窗户、建筑材料、家具,也可以用来制造小型精密光学设备,通常这类设备都是用玻璃或塑料制成的。

玻璃与门窗幕墙行业强强合作 共促系统门窗发展

门窗幕墙与玻璃行业相互依存,相互支撑,密切合作、共生共荣。日前,中国建筑金属结构协会秘书长刘哲在2016年中国玻璃行业年会上呼吁——在面临较大市场压力的情况下,玻璃行业与门窗幕墙行业应加强合作,共同推进系统门窗的发展。本文根据其讲话编辑而成。

由于近几年国际金融危机的影响,也由于三十年经济高速发展积累的问题,中国经济发展进入调整期,发展速度、特别是房地产发展速度放缓,使玻璃与门窗两个唇齿相依的行业都感受到很大的压力,需要我们共同努力,转变粗放的经营方式,提高产品质量和性能,降低生产成本,为社会提供更适合需要的、更好的建筑产品,实现行业的健康发展。

我们两个行业都存在大量过剩产能,我国有大约3万多家门窗企业,年产值约1500亿元人民币,从业人员大约300-500万人。市场每年大约使用门窗4亿平方米,但塑料和铝合金门窗的产能就达到8亿多平方米,远大于市场需求。按照国家推进供给侧结构性改革,完成去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板“五大重点任务”的要求,我们都需要加快行业的整合、兼并,淘汰消化过剩产能,提高行业集中度。“权威人士”在《人民日报》提出“实施供给侧改革,阵痛是不可避免的,也是值得的,但是要在可以承受范围,切不可大意。供给侧结构性改革有一个窗口期,但窗口期不是无休止的,问题不会等我们,机遇更不会等我们。今天不以‘壮士断腕’的改革促发展,明天就可能面临更大的痛苦”。这就需要我们加强合作,共同建立统一、开放、竞争、有序的市场秩序,通过优胜劣汰的市场机制,让用户知道什么是质量好的产品,让好的企业得到发展,使淘汰、整合的“阵痛”保持在行业稳定发展的可承受范围。

现状——

门窗产品质量和性能远远落后于发达国家

改革开放以来,我国建筑行业有了很大发展,现有建成建筑500~600亿平方米,并以每年竣工二十多亿平方米速度增加。节能减排、绿色发展是国家的发展战略,建筑能耗占到社会总能耗的30%-40%。建筑门窗被称为建筑的眼睛,是建筑工程围护结构的重要组成部分,窗户的热损失占到建筑能耗的50%,门窗对建筑工程质量和节能水平有着非常重要的影响。目前,我国已成为世界上门窗企业数量最多,门窗产能和销售市场最大的国家,许多企业都具备了生产优质门窗的能力。但门窗行业产业集中度低,缺乏有效的管理机制,相当数量建筑工程实际使用的门窗,性能和质量都不能达到标准的要求。特别是型材、五金和密封等材料的不合格产品充斥市场,有的竟占到80%,产品普遍没有经过科学的研发设计,制作和安装工艺粗放落后,导致验收后出现窗扇下垂、型材开裂、五金件断裂脱落、开启困难、透风、漏水等质量问题,严重影响建筑工程质量。根据房地产项目工程质量投诉的统计,对门窗问题的投诉达到总投诉量的50%~70%。

我国门窗节能水平远低于发达国家,阻碍国家节能减排战略推行,目前我国使用的门窗95%达不到国家节能标准。窗户的热损失占建筑能耗50%以上,占社会总能耗约20%,我国的节能标准、使用节能门窗的比例都远低于发达国家。德国门窗的节能标准(U值)已经降低到0.8,我们只有北京、乌鲁木齐等少数城市降低到2.0以下。我们目前的节能门窗使用率只有0.5%,欧洲节能门窗使用率已达到67%,其余33%使用普通节能门窗的节能标准也远远领先于北京等我国先进地区标准。门窗节能水平低不但消耗大量能源,增加了全社会的采暖和降温成本,还加剧了环境的污染。如果我们达到欧洲目前的节能标准,单位面积建筑采暖能耗可以降低三分之二,每年可节约4.3亿吨标准煤,相当于煤炭年产量20%。(我国北方地区建筑占全国10%,但能耗占40%,仅冬季采暖比同纬度发达国家多耗煤1800万吨,直接经济损失70亿元。)

分析——

门窗产品质量问题及主要原因

1.门窗是由质量、性能要求和材料、设计、制作、安装各环节等系统要素决定的系统化产品。门窗应具备的功能和质量要求是多方面的:既有对外观、反复启闭耐久性、抗老化、抗风压强度的质量要求,也有对其气密性、水密性、保温、节能、开启灵活、隔声等功能的要求。不同地区、不同高度、不同用途的建筑物对建筑门窗产品质量、功能指标有不同的要求。门窗是由型材、五金、玻璃、密封和配件等多种材料和配件组合而成的“系统产品”,质量和性能取决于材料和配件的质量,取决于材料和配件之间匹配的合理程度,取决于产品加工和现场安装的工艺水平等多个系统要素。目前,多数门窗的供应和采购都缺少对系统的全面认识,只是按照用户对价格的要求把材料拼凑起来,这是导致门窗质量低劣的直接原因。

2.门窗质量责任不明确。门窗不同于一般的工业产品,目前,主要是在工程市场销售,由于购买的不是制成品,产品质量和性能存在不确定性;另外,占有使用门窗的用户并不参与购买,购买方也不占有和使用,分别是不同的主体。建筑工程的投资建造方只关注采购价格,分别指定型材、五金、玻璃、密封等材料厂家,由门窗厂拼凑成产品,对门窗质量既没有人追究,也无法追究,这是问题产生的根源。

3.门窗产品管理制度不健全,检测机构行为不规范。国家取消门窗产品许可证制度后,没有明确门窗行业的管理部门和相应的管理制度,特别是对门窗实际使用中的性能和质量指标没有明确的要求,没有工程竣工后的检测评价;门窗质量性能只是以送检标准样品窗的检测报告为依据,而检测机构只对送检样品负责,实际安装的门窗质量没有保证。虽然后来增加了产品进场和竣工验收时的现场实验室复试检测,但由于检测市场竞争激烈及检测机构的设备、人员水平参差不齐和只对送检标准样品窗负责,一些检测机构为了吸引客户不按规定要求和标准检测,甚至不检测就出具报告,失去了真实和公正,检测报告并不能反映真实情况。门窗检测数量大、次数多,不但不能保证门窗质量,而且加大了门窗厂的成本,造成社会资源的浪费。

4.门窗产品管理体制不健全,用户难以科学、理性、正确地选择产品,影响行业的健康发展。

但由于行业集中度低,企业素质参差不齐,产品质量差距很大。而国家和社会都没有明确的产品评价标准,没有公正的第三方认证制度,使用户采购难以判断产品的质量性能。如正规的企业使用合格材料,严格按标准生产的产品叫断桥铝门窗;低素质企业、甚至街头小铺用不合格材料,偷工减料、粗制滥造的产品也叫断桥铝门窗。有些开发商只要低价,不顾质量的采购要求,造成质量好的产品反而没有销路,企业为了生存只能迎合市场。产能过剩导致竞争激烈,压缩利润空间,企业没有力量进行研发创新,使我国这样大的产能和市场,却没有公认的、能够与旭格、维卡抗衡的民族品牌。
建议——

建立第三方认证制度,促进系统门窗发展

通过对国内外门窗行业和企业广泛的调研考察,我们认为,各地政府管理部门应根据具体情况提出对门窗质量性能的指标要求,建立系统门窗认证标准和管理制度,引导门窗企业按系统各个要素进行研发、设计、制作、安装;对门窗的具体质量性能指标做出承诺保证,并承担责任;建立第三方认证机构,对门窗产品进行科学、公正的检测、评价认证,为用户提供采购参考依据,并定期抽查检测,持续进行监督;采购方按照当地政府对门窗质量性能要求设计和采购,并对建筑工程项目的质量和节能性能承担责任。这是必要而且可行的,原因如下:

1.系统门窗认证有成熟的经验可以借鉴。欧洲等发达国家经过30多年的实践,已经形成了一套科学、规范、有效的门窗质量管理监督机制,对门窗质量的保证、行业健康发展和建筑节能水平的提高发挥了重要作用。认证分为强制性和自愿两种。强制性的如欧盟官方规定,从2010年1月2日起所有在欧盟市场销售的门窗产品,都必须根据欧洲标准EN14351-1进行CE认证,并加贴CE标志;更严格、全面的高品质系统门窗认证由企业自愿申请取得。第三方认证机构在法国是法国建筑科学技术研究中心(CSTB);在德国是由企业共同出资建立的罗森海姆门窗技术研究院(IFT)。在欧美等发达国家,高品质系统门窗的使用率已经达到60%~70%。

2.系统门窗质量认证制度是门窗行业的强烈要求,取得了房地产商等用户企业的共识。门窗行业对发展系统门窗、建立第三方认证制度有强烈的要求,许多企业经过近10年的研发已经建立了能够保证质量性能的产品品牌。但声称系统门窗的产品并不都是按系统要求研发、设计、制作的,需要独立的第三方机构做出科学、公正的评价。随着房地产市场的变化和成熟,开发商也提出需要质量性能有保证的系统门窗的要求,有的关闭了自己的门窗厂,有的要求自己开发的项目必须使用系统门窗。北京米兰、广东贝克洛、上海奥为、沈阳正典、山东极景、北京阿朗等十几家门窗企业都已经进行了多年的研发生产,有了稳定的市场客户;协会开展调研以来,短短半年,已经有近200多家规模较大、有影响力的门窗和房地产企业积极参与这项工作。

3.系统门窗的推行得到住建部的支持,具备了开展认证工作的基础。住建部向中国建筑金属结构协会下达“建筑系统门窗及评价方法研究”的科研课题和《建筑系统门窗技术导则》的标准编制任务。包括住建部标准定额研究所和科技促进中心、行业协会、科研、检测机构、房地产和门窗骨干企业、相关材料生产企业等175个单位作为系统门窗推进联盟成员积极参与了这两项工作,以及系统门窗调研、宣传。导则编制工作已经基本完成,待批准后在全行业开展宣贯和培训工作。为积极推进我国系统门窗的发展,中国建筑金属结构协会和法国建研院联合建立“系统门窗质量认证中心”即将注册开展工作。

呼吁——

系统门窗发展需政策支持

门窗质量和性能的提高,特别是节能性能的提高必然增加制作成本,提高建筑工程的质量性能功在国家,利在社会,国家应当给予相应的鼓励和支持,对于达到节能指标的建筑门窗给予一定政府补贴。许多国家为降低建筑能耗都对节能门窗使用给予政府补贴:美国(2015年前全部更换为节能门窗,每平方米补贴35美元)、日本(每平方米补贴约合人民币500元)、德国(住宅翻新必须达到节能标准,除可获得低息贷款,达到标准可免还除款本金15%),欧洲等多数发达国家、甚至巴西等发展中国家都对使用节能门窗有国家的补贴政策,推动了门窗节能技术的发展和国家建筑节能水平的提高。经过认证的系统门窗质量性能得到切实保证,并以产品认证标识作出承诺,接受社会监督,对经过认证的系统门窗给予免除进场检测,也是发达国家的普遍做法。

中国建筑金属结构协会郝际平会长在今年全国两会上提出了《关于加强建筑门窗质量管理,提高建筑工程质量和节能水平的提案》,明确提出督促相关建设部门尽快建立建筑门窗产品质量认证制度,包括编制认证标准和认证细则、成立认证机构,让用户在采购建筑门窗产品时有明确的选择依据;各地政府明确对门窗产品气密、水密、强度、隔热、隔音等质量性能指标要求和部署有效的实施措施,并将其作为施工图审查和竣工验收的内容;政府要求门窗企业必须对产品质量性能指标作出承诺,并在产品上标明以便社会监督,同时要建立严格的责任追究机制和国家对经过第三方认证的产品免除进场检测,达到节能指标的,给予使用者相应补贴。这些具体要求得到广泛的关注和支持。我们希望能够和玻璃行业各位同仁加强合作,共同推进系统门窗的发展。