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1994年 6月 10日創刊
創 刊 人 黃火木社 長 洪木霖
總 編 輯 鄭煥章
副總編輯 郭峙呈
編輯委員 陳義發、林永昌、黃建勳、莊健昭、葉賢豪、
林金永、林志明、陳彥嘉、魏道佑
編輯顧問 郭毓圓、章金元、林伯豐、許吉清、呂益成、
林水火、劉金杉、郭曉星、許吉祥、李瑞鳳、
潘炳鐘、詹靚筠、黃建新、陳永祥、孫煜鈞、
周宏宇、吳寬亮、陳瑩娟、林士秀
執行編輯 洪雅芬
翻 譯 林仁川
法律顧問 吳茂雄律師
設計印刷 聚寶文化有限公司
發 行 所 台北市玻璃商業同業公會
社 址 台北市 104中山區長春路 45號 3樓
中華民國郵政北台字第 7669號執照登記雜誌交寄
每期工本費 80元,發行數量 4000份
本刊物屬非營利性質,只要每年捐助本刊印刷費
960元,或委託刊登廣告者(請捐助本會廣告印刷
費),即可獲得一年份贈閱。
有關款項請匯至:
戶名 台北市玻璃商業同業公會銀行 兆豐國際商業銀行 中山分行
帳號 01510200188
地址 104台北市中山區長春路 45號 3樓
電話 02-2563-2430(代表號)
傳真 02-2581-5310
網址 http://www.tgca.org.tw
E-Mail [email protected]
月刊
Contents封面故事/文/編輯部
3 封面故事—富裔河案
專題報導/文/司林剛西卡 ( 中國 ) 有限公司 產品經理
7 玻璃欄杆底部灌漿應用技術要點
專題報導/文/ Bernd Koll 博士可樂麗歐洲公司,德國
13 用於隔音玻璃的多種 PVB中間膜
專題報導/文/許吉祥
17工欲善其事必先利其器
玻璃安裝(三)
台北市政府社會局相關服務電話
Cover Story
3
封面故事富裔河案█ 編輯部
位於新北市新店復興路環河路交叉路口 (秀
朗橋旁 )矗立一棟臨新店溪畔地上 23層,
地下 4層,外觀以「仿生建築」為概念,用鸚鵡
螺的螺旋造型的住宅大樓 (下圖 )。本文所要介紹
的為位於建築物一樓到三樓主出入口的曲面造型
結構玻璃。本案主要技術上之挑戰有整個帷幕為
多曲度內傾弧面,玻璃以三角形分割為唯一選擇,
但又要維持曲率造型圓滑平順,分割寬度亦不能
太大,以致產生加工不易的尖角及幾乎片片的加
工尺寸均為唯一及尖角處之挖孔 (圖二 ),另一挑
戰為玻璃之固定抓具設計,需克服尖、鈍角挖孔
距離不等及分割不等之角度變化,而設計出六腳
可旋轉端部可伸縮之抓具 (圖三、圖四 )。
建設公司│德士通科技股份有限公司
建築設計│元宏聯合建築師事務所
營造廠│建國工程
結構玻璃帷幕│肯望科技
玻璃供應│虹達玻璃
富裔河_模型照片
(圖一)弧形點支撐玻璃背擋帷幕
(圖二)弧形帷幕平切玻璃分割
(圖三)為本案特別設計之六爪玻璃抓具
封 面 故 事
4
(圖七)一樓平面及分割圖
(圖八)二樓平面及分割圖
(圖九)三樓平面及分割圖
(圖四)本案之三爪玻璃抓具
(圖五)玻璃變位分佈圖
(圖六)玻璃應力分佈圖
工程概述
本案之設計風壓為 240Kg/m2,玻璃分割約 3M
高,最大寬約 1.5M,厚度為 12+12強化膠合,依
不同分割位置其點支撐為 1到 3個支撐點,現以
其中一片三個支撐點的倒三角形玻璃分析為例說
明其計算結果 (圖五、圖六 )。
由平面外型圖 (圖七 ~圖九 )可知其形狀有如
花生殼般地縮小,三角形分割是在直線平切需求
下唯一選擇!往後 3D弧形加工技術精進普及且
價格親民,本案當有更佳分割選擇及更接近原設
計者的外觀!
Cover Story
5
(圖十)帷幕立面圖及分割圖
(圖十一)帷幕立斷面圖及系統圖
(圖十二)六爪抓具與背擋固定系統示意
(圖十三) 三爪抓具固定示意
(圖十四)抓具固定示意
(圖十五)工程進行中
圖十及圖十一為立面圖及平斷系統圖,為本案
我們開發新抓具使三角形平切弧形的固定可行 (圖
十二 ~圖十四 )。
施工過程感謝虹達玻璃克服加工上的困難,使
得肯望得以順利完成本案。下面為施工過程照片
(圖十五 ~圖十九 )。
Special Report
7
玻璃欄杆底部灌漿應用技術要點█ 司林剛(西卡 (中國 )有限公司 產品經理)
摘要:建築欄杆作為防墜落措施,一般用於陽臺、
樓梯、女兒牆、LOBBY等部位,高度通常在 1米
2左右,且封閉連續。欄杆底部多採用金屬材質
的 U型槽預埋在混凝土地面中,也有極少數暴露
在外。欄杆材料可選用鋼板、不銹鋼板、玻璃板、
金屬板、鋼筋混凝土板等多種材質。欄杆材料通
過懸空吊掛或者直坐式的方式豎直安置在 U型槽
內,兩者之間通過一定的化學材料進行灌縫密封
處理。本文結合工程實踐和測試報告,闡述選用
適合的灌封料對於提升建築欄杆整體抗衝擊性能
的重要性。
關鍵字:玻璃欄杆、灌漿、衝擊測試、防墜落
作者簡介:司林剛,男,西卡(中國)有限公司
門窗幕牆系統,產品經理。聯繫地址:蘇州工業
園區涇東路 28號,[email protected]
1.玻璃欄杆的應用概況
玻璃欄杆與玻璃隔斷都可將空間分割並提供
透明的視覺效果。 區別在於玻璃欄杆高度通常
高度不大,一般在 1200mm左右,個別也有超過
1500mm甚至更高的,但是“頂天立地”的玻璃
欄杆不常見。玻璃欄杆通常有臨空面(如陽臺玻
璃欄杆),人站在玻璃欄杆面前會有不穩定感覺,
有主觀上的危險感;而玻璃隔斷
一般高度較高,“頂天立地”的
形式較多,其將兩側的空間形成
封閉式的隔離(如會議室玻璃隔
斷等)。玻璃隔斷兩側處於同一
平面,無臨空面,人站在玻璃隔
斷前主觀感覺很安全。
玻璃欄杆或者玻璃隔斷在日常
使用過程中不可避免會有人員靠
近或者倚靠,甚至會有偶發的撞
擊情況。這些情況下,玻璃將承受人體的推、拉、
壓、靠等荷載,室外使用的玻璃欄杆還要承受風
荷載,有地震設防要求的地區還要承受地震作用。
玻璃欄杆的設計和施工技術要求即是:1. 如何
保證人不撞擊到玻璃欄杆上;2. 人與玻璃欄杆發
生碰撞時,玻璃材質不發生破裂,也即玻璃板不
會對人體造成刺穿傷或切割傷;3. 人與玻璃欄杆
發生碰撞時,即使玻璃欄杆破裂,也不會發生玻
璃自身或者人體高空墜落的問題。
按照設計特點,玻璃欄杆包括需要承受水準荷
載和不承受水準荷載兩種形式。
承受水準荷載的玻璃欄杆,其構造特點是沒有
立柱和扶手欄杆(如下圖左),玻璃欄杆直接安
裝在地板上,人體的推、拉、依、靠直接作用在
玻璃欄杆上。如果玻璃欄杆在人體推、拉、依、
靠時發生破碎,可能會造成人體高空墜落,危險
性較大,因此對其使用要點一般有嚴格規定。
不承受水準荷載的玻璃欄杆, 玻璃板僅僅作為
鑲嵌面板,不在地板上生根,欄杆有獨立的立柱
和扶手(如下圖右),人體的推、拉、依、靠作
用不到玻璃板上。這樣玻璃欄杆安全性有保證,
使用高度度限制、防護措施等方面有著具體的技
術要求。
專 題 報 導
8
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fort
’line
中國大陸規範《建築玻璃應用技術規程》
JGJ113針對上述兩種類型的玻璃欄杆在構
造要求、高不受限制。中國大陸規範《玻
璃幕牆工程技術規範》JGJ102對於玻璃面
板和 U型槽口的安裝和密封細節進行了規
定:“全玻幕牆的周邊收口槽壁與玻璃面
板或玻璃肋板的空隙均不宜小於 8mm,吊
掛玻璃下端與下槽底的空隙尚應滿足玻璃
伸長變形的要求;玻璃與下槽底應採用彈性墊塊
支承或填塞,墊塊長度不宜小於 100mm,厚度不
宜小於 10mm;槽壁與玻璃間應採用矽酮建築密
封膠密封。”
上述規範如 JGJ102對於底部灌封的細節描述
的較為籠統,在實際專案操作過程中, 對於底部
灌漿料的選材和應用細節存在理解差異。筆者有
接觸過的項目中,就有①使用粘度較低的混凝土
直接澆注面板和玻璃間空隙 +頂部矽酮膠密封;
②間隔式插入橡膠條墊塊固定位置 +頂部矽酮膠
密封;③雙組分環氧膠灌注面板和玻璃間空隙 +
頂部矽酮膠密封等多種方式。由於最終都
選用了矽酮膠進行外部密封處理,僅從外
部觀察,上述不同的處理方式都有同樣的
外觀效果。但是在實際使用過程中,尤其
是在承受各種應力條件下(如水準衝擊力
或者熱膨脹造成的垂直應力),各自的風
險程度不一。方法①③的風險在於,混凝
土或環氧膠為完全剛性的材料,自身對位
移的吸收能力較差。 玻璃在熱膨脹條件下(以
1500mm高度玻璃為例,夏季條件下其熱膨脹變
形可達 0.84mm)或者水準荷載條件下(如風壓或
者衝擊荷載)。相關荷載由玻璃傳遞到完全剛性
的灌漿料材料上,玻璃局部受力很容易超過屈服
強度,造成玻璃破損等問題的產生;方法②的風
險在於,玻璃的固定通過橡膠條進行點式固定,
水準荷載狀況下,玻璃自身會有較大的擺動(以
1500mm×2000mm玻璃為例,在 5Kpa的風壓條
件下,整個面板將承受 1.5噸的水準壓力);
基於上述受力和變形考慮,西卡公司選取雙組
Special Report
9
分聚氨酯密封膠 SikaGlaze GG-735 對上述方案進
行優化和改進。
基於上述受力和變形考慮,西卡公司選取雙組
分聚氨酯密封膠 SikaGlaze GG-735 對上述方案進
行優化和改進。
2.SikaGlaze GG-735半剛性聚氨酯結構膠灌漿方案
SikaGlaze GG-735典型的技術資料如下:
服務項目
裝潢玻璃工程、商業辦公室玻璃隔
間及玻璃門工程、百貨專櫃專業施
工、門市櫥窗玻璃工程、乾濕分離
-無框式淋浴門及無框淋浴拉門、
隔間玻璃拉門、玻璃採光罩、自動
門安裝、陽極鎖、刷卡機、手壓式
自動門。
玻璃項目
數位影像玻璃、磁性烤漆玻璃、色膜
膠合玻璃、各式有色鏡、黃金鏡、天
空藍鏡、水藍鏡、紫羅蘭鏡、琥珀
鏡、茶鏡、黑鏡、灰鏡、進口壓花玻
璃、噴砂玻璃、藝術玻璃、複層玻
璃、彎曲玻璃、玻璃五金、不銹鋼玻
璃鉸鍊安裝服務。
專 題 報 導
10
與傳統剛性的雙組分環氧結構膠或者雙組分環
氧改性砂漿結構膠相比,SikaGlaze GG-735屬於
半剛性結構膠,也即其具有一定的彈性,能夠一
定程度上實現水準和垂直應力的分散性釋放,防
止了玻璃破裂或者折斷的風險。
下圖為雙組分聚氨酯結構膠 SikaGlaze GG-735
的典型拉伸曲線及剪切曲線:
SikaGlaze GG-735 產品的半剛性性能在上述
曲線中得到了充分體現,平均斷裂伸長率高達
29.26%。與之對應的雙組分環氧改性砂漿類結構
膠典型的斷裂伸長率為 0.5%左右。邵 D 硬度 80
又防止了玻璃板塊在受到大應力的情況下發生明
顯擺動。良好的彈性資料和較低的模量確保了同
樣配置的玻璃欄杆板塊在受力條件下,應力一定
程度上實現在整個粘結面上的分散釋放,避免了
玻璃破碎的風險。
施工方面,SikaGLaze GG-735 為自流平型結構
膠,AB組分粘度都較低。混合比例通過天平稱
重或者直接將 B組分小罐導入 A組分大桶中(包
裝已經預先設計好配比比例),選用市面常見的
蝶形等機械式攪拌器進行混合(600~800轉 /分
鐘,攪拌三分鐘),而後借助導流槽將混合均勻
的 SikaGLaze GG-735 從 U型槽一側倒入,緩慢移
動注膠的位置直至結構膠填充完 U槽一側並蔓延
至填滿另外一側。下圖為灌漿施工的分部圖示:
槽內墊塊安置 側邊制具固定
Special Report
11
結構膠混合 結構膠注入 矽膠密封膠封邊
3.測試報告及認證
2011年,選用 SikaGlaze GG-735灌漿料製作的玻璃欄杆樣品有送檢
至德國 Labor Fur Stahl-und Leichtmetallbau GmbH進行抗衝擊測試。測
試依據 DIN EN12600進行,選取總重 50kg的輪胎,抬升位置 700mm
(圖中 C的距離),釋放後重物自由擺動最終撞擊玻璃樣板中部,
以此檢驗玻璃有無破碎並驗證系統的抗衝擊性能,並最終通過德國
General Building Authority Testing Report。該報告所允許的典型設計如
下圖所示:
專 題 報 導
12
2015年,選用 SikaGlaze GG-735灌漿料製作的
玻璃欄杆樣品有送檢至邁阿密 Black Water Testing
Inc.多項測試;實驗類比玻璃欄杆多種受力情況
下的安全性和重定性能,包括:
1.基於 TAS 202-94進行的耐風壓測試,風壓取值
+/-160PSF (7.66Kpa); 樣塊通過測試,且板塊復
位能力大於 80%;
2.基於 2倍安全係數的玻璃頂部拉力測試,測試
拉力 292lb(132.45kg)。樣塊通過測試;
3.基於 TAS 201-94進行的衝擊測試。按照 ANSI
ZZ 97.1 400ft.lb的衝擊物從外部對玻璃板塊中
間及角落位置進行衝擊。板塊通過測試;
最終的結論是,以 SikaGlaze GG-735為灌漿材
料的測試通過 Florida Building Code 2014。很針對
玻璃欄杆多為夾膠玻璃,灌漿料將與 PVB膠片有
直接接觸的特點,西卡歐洲實驗室針對多個廠家
的夾膠玻璃(如 trosofil, saflex等進行測試),
整個測試週期中沒有發現夾膠玻璃沒有脫膠等問
題的發生,也即 SikaGlaze GG-735與夾膠玻璃相
容性良好。
4.應用歷史
SikaGLaze GG-735以其使用的便利性和結構的
安全性贏得了諸多項目的應用。諸如上海中鷹黑森
林、臺北藝術中心、澳門威尼斯人、杭州萬象城蘋
果專賣店、瀋陽蘋果專賣店、南京蘋果專賣店、泰
國Mahanakhon等項目上得到了成功的應用。
參考文獻:
[1] 劉忠偉,玻璃欄杆應用技術要點。
[2] 中國大陸規範,《建築玻璃應用技術規程》
JGJ113。
[3] 中國大陸規範,《玻璃幕牆工程技術規範》
JGJ102。
[4] 德國規範,DIN EN 12600. Pendulum test-Impact
test method and classification for flat glass.
[5] 測 試 報 告。General Building Authority Test
Report from Labor Fur Stahl-und Leichtmetallbau
GmbH Test report No. P-2011-3072.
[6]測試報告。Testing of GMP-Postless Glass Railing
System With Laminated Glass Large Missile
Impact Rated from Black Water Testing Inc.
Special Report
13
用於隔音玻璃的多種 PVB中間膜█ Bernd Koll博士 (可樂麗歐洲公司,德國 )
關鍵字
1.建築玻璃
2.音膠合玻璃
3.三層型隔音 PVB膜
4.單層型隔音 PVB膜
5.膠合玻璃瑕疵
摘要
超過 15年前,建築玻璃市場中 PVB隔音膜開
始取代舊式樹脂澆注方式。自那時起 PVB膠膜有
許多改善,且至今持續進行中。
以下報告將涵蓋隔音的基礎原理、膠合玻璃所
用的兩款主要 PVB隔音膜其性能優勢及所遇挑
戰。據此亦會討論技術解決方案及未來可能的發
展趨勢。
介紹
在上世紀末 80及 90年代中,以 PVB為基礎
的膠合安全玻璃亦用於隔音,包含單層膠合玻璃
與複層玻璃。有些隔音的改善是以矽利康 (矽膠 )
或者 PU聚氨酯等澆注型樹脂取代 PVB膜,但改
善隔音性能以外,其所具特性與較高的加工製程
成本相對於 PVB則為其劣勢。90年代末期,多
層型 PVB隔音膜於玻璃市場中率先問世,立即於
汽車及建築膠合安全玻璃中取得成功。主要原因
有以下幾點:與標準 PVB膜相同製程與明顯較佳
的產量、材料成本較低、其在隔音上效果卓越特
性、及與安全、防護相關的玻璃特性。
第一款 PVB隔音膜是由三層 PVB組合而成,
內含兩層標準 PVB膜對稱地將軟質核心層包覆於
其中。原本發展欲應用於汽車前擋及側窗,因其
光學品質的重要性,也十分快速地於建築市場中
使用。為處理專利權議題,在三層膜問世後不久
即由可樂麗推出軟質的單層型 PVB隔音膜,它有
相同隔音性能,僅在穿透性上較為不同。以下章
節將討論現今兩款 PVB隔音膜依據加工廠立場及
玻璃應用考量,在市場上都有其不同優劣。
Acoustic PVB Tri-layer 三層型 PVB隔音膜
Acoustic PVB Monolayer 單層型 PVB隔音膜
圖一:多層型隔音膜(上圖)與單層型隔音膜(下圖)之構造組成
PVB隔音膜
高品質隔音玻璃的設計選擇受以下幾點因素影
響:
• 外部聲音來源
• 內部希望的音量
• 厚玻璃的組合方式
• 非對稱玻璃組合
• 玻璃間的空氣間隙層 (雙層/三層 複層玻璃 )
專 題 報 導
14
• 用於空氣間隙層的氣體
• 使用於膠合玻璃 PVB膜的隔音表現
以下圖二顯示在單片或複層玻璃中
會導致不同聲音等級。玻璃隔音的量
測以 Rw值表示 (美規稱 STC值 ),此
為量得分貝的平均值。這是考量了人
耳對頻率、聲量及音高之敏感度。
單層玻璃使用一般 PVB膜膠合與使
用隔音 PVB膜膠合之差別大約 2-3分
貝,若改為雙複層玻璃組合用了雙膠
合複層玻璃或者用了含雙膠合玻璃片
的三層複層玻璃則有機會增加到 4-6
分貝。
圖三將說明到上述提及因素在不同複層組合的
隔音效果將產生不同影響。雙層或三層的玻璃組
合用了不論三層或單層型的隔音膜其 Rw值在大
多數情況下是相同效果的。
三層 PVB隔音膜的說明
由於三層 PVB隔音膜在建築玻璃及汽車玻璃的
隔音使用量占有絕對優勢,大多 PVB膜製造商在
單層型隔音膜發展有限。三層 PVB隔音膜的多數
論述如:
圖二:單層型膠合玻璃與單片平板玻璃(左)及複層玻璃(右)使用標準(BG)及隔音(SC+) PVB之比較
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Special Report
15
• 如標準 PVB膜,有較佳的處理與加工生產方式
• 厚度 0.50mm的中間膜亦有優化的隔音效果
• 如標準 PVB膜,相同厚度的隔音 LSG夾膠玻璃組合可有較佳的抗
穿透性(例:依據 EN356標準進行總厚度 44.2mm落球測試結果
可達 P2A級)
• 可與標準(色膜)PVB膜結合為一層膜進行夾膠
有了以上性能表現,三層型 PVB隔音膠膜成為建築外牆上膠合玻
璃之主體。然而,使用熱硬化、全強化或者彎曲玻璃等越發複雜的
玻璃組合,限制了實務上多層型隔音膜的使用。
三層型 PVB隔音膜的弱點(視不同廠牌,會有不同程度差異)
過去幾年中的實地觀察,外牆及屋頂使用三層型 PVB隔音膜其加
工的難度及最終玻璃膠合後有部分限制。其弱點例如:
• 因多層型中間膜中央區域較軟導致膠膜製程較不穩,易有厚度不
均問題。
• 多層型中間膜無法回收,亦不可能收集餘料並重複使用,這將降
低產能及增加生產成本。
• 使用兩片三層型隔音膜的膠合過程中其厚度可能到 1.52mm或更
厚,其光學視覺扭曲明顯。
• 膠合過程的難度增加,尤其當使用較厚及(強化差)的玻璃以彌
補內應力時(也會發生在軟/硬層間),在軟/硬層間易有脫膠
的風險。
• 強化或熱硬化玻璃的黏結性無法調整,將導致製程不穩。
• 複雜的幕牆組合其固定件遇有多層的隔音膜也會減低膠合玻璃長
期穩定性能。
• 雙層複層玻璃中,當隔音值高於 44分貝,兩片玻璃與三層型 PVB
隔音膜相膠合是必要的。這將是光學表現上可見的缺點。
從這些重大個案中可見單層型隔音膜與三層型 PVB膜相比會有顯
圖三:使用(多)層隔音膜做成的膠合安全玻璃(LSG)之優化隔音效果。
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專 題 報 導
16
著的優點。等同於標準 PVB膜一致的單層結構可
克服一些已提及的缺點。但若膠合製程不佳的話,
將會使得單層型 PVB膜成為一個不錯的替代方
案。
隔音膠合玻璃的缺點
三層型 PVB隔音膜問世後,玻璃製造商與其客
戶面對到一個在膠合過程中無法察覺的問題,而
需等到稍晚的實地檢驗。此瑕疵,稱之「冰花」,
由於一般是暴露於氣候環境多變之後才出現的現
象相對複雜,因此可能產生大量的索賠及對外的
成本浪費。
此瑕疵的根本原因開始於早期三層型中間膜膠
合加工階段。在排氣過程中,部分跑不出去的空
氣造成 PVB膜中有小顆、無法察覺的氣泡,可稱
之「過度飽和」現象。這些少量跑不出去的空氣
在氣候變化下開始滲透進三層型中間膜並在膠合
玻璃中累積成一個可被明顯看到的氣泡區域。最
終這些氣泡將會變成「冰花」,如圖四。
另有理論顯示洗片過程中所殘留的水份小部分
會陷於軟/硬層間。過多的濕氣在高濕情況下如
無邊緣封邊保護也可能滲進膠膜中。為避免此瑕
疵需謹慎注意膠合預壓時排氣的溫度及壓力。此
外,小心謹慎的將玻璃乾燥也可防止濕氣跑進三
層型中間膜中。
結論與展望
以上討論到可能發生的瑕疵或多或少會發生在
三層型隔音膠合玻璃上,是由更複雜、厚、強化 /
彎曲玻璃組合導致的結果,非一般矩形及幾何形
狀的玻璃一起也形成高度複雜的安裝系統。安裝
在炎熱、潮濕、極端戶外氣候環境中,加工商部
份失敗的風險及昂貴的外牆及屋頂換裝成本高。
另一解決方案是經由 PVB製造商生產更厚的三層
型 PVB隔音膜降低風險。另一較安全的解決方案
是以單層型 PVB膜取代三層型隔音膜,可安全地
避免提及過的瑕疵。這也有助於隔音安全膠合玻
璃像一般 PVB一樣的長時間穩定性,這在極端
戶外環境下已大面積安裝的安全膠合玻璃即可證
明。
參考書目
[1.] Kuraray Europe GmbH, Technical information
Sound Control PVB, 2012 ff.
[2.] Bert C. Wong, Shattering Old Myths about Defect
Formation in Laminated Glass, GPD 1999 and later
publications
圖四:三層型隔音膜呈「冰花」效應
Special Report
17
工欲善其事必先利其器玻璃安裝(三)█ 許吉祥
這些神似變形金剛的 MRTALP6FS10TDC &
MRT4 機組,呼應玻璃板片在工地現場的耍求;
玻璃板有長寬比和形狀、或尺寸重量的不同,因
此固定真空吸盤的結構衍架可以在一定範圍內變
化形體,以便有效的安全提取玻璃板片,也多數
應用於中片幅玻璃的提取。而對於超大片幅的玻
璃板片之升降機組之結構形體,衍架就多數由長
向和寬向來延伸,其之所以不會有結構形體衍架
之特殊異形發展,主要是超大片幅玻璃本身之結
構行為要求不會有太大的變化。何況大片幅玻璃
如果再加上異形,其本身在加工階段的大小搬運
也有很大的安全顧慮,尤其是重心的平衡。這些
加工和搬運及安裝的可行性分析,在建 設計階段
就應該被檢討。
圖24A: 玻璃到達工地後的吊車小搬運(資料來源: North Shore Glass Co. Ltd)
圖25A: 玻璃到達工地後,個人化的小搬運。(資料來源: www.tgt-teupen.com)
圖25B: 個人化的小搬運,機具 (資料來源: www.tiller.eu)
圖24B: 玻璃到達工地後,直接另裝。(資料來源: North Shore Glass Co. Ltd)
專 題 報 導
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圖26A: 檢視建築物低層部玻璃的破損(資料來源: www.kandwglassinc.com)
圖26B: 檢視建築物高層部玻璃的破損 資料來源: magellancompany.com.au)
圖28A: 人機分離的玻璃換裝場景 (資料來源: dynamicaccess.co.uk)
圖28C: 人機分離的玻璃換裝場景(資料來源: www.rigg-access.com)
圖28B: 人機分離的玻璃換裝場景 (資料來源: diamondglass.com.sg)
圖28E: 人機分離的玻璃換裝場景(資料來源: www.ropeaccesscontractors.com)
圖28D: 人機分離的玻璃換裝場景 (資料來源: workingatheight.ie)
圖27A: 建築物低層部玻璃的換裝 圖27B: 建築物高層部玻璃的換裝 (資料來源: www.magicglass.com.au)
Special Report
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在圖 24A和 B的場景中,我們看到的是玻璃車
來到現場後,玻璃板被真空吸盤起重架支持,再
直接以全吊車揚重上升至預期的定位,施工鷹架
上一定高程有護欄,安裝玻璃的工作人員著裝安
全配備整齊。外表上,我們看到一個律己的專業
團隊,而非趕場的臨時工; 這是容易被尊重的。
在圖 24A和 B的場景中,我們甚至看到玻璃
板片的邊角具有保護措施,避免揚昇過程的碰
撞。當然現場的動線不盡相同,也可如圖 25A和
B一般個人化的小搬運,而不必整群人員齊心喊
123,人員的減少卻又增加了安全的自由度。圖
26A工作人員乘載在吊車柵欄上,安全的檢視玻
璃破損狀況; 樑和採光部位的玻璃換裝是不同系
統的型式,而高層建築的外牆如圖 26B,須乘坐
洗窗機吊籃檢視。為什麼要先檢視現場,這可能
因帷幕牆圖說早就年代久遠被遺失了。
工作人員的經驗很容易在
現場辨識狀况和丈量尺寸,
確保玻璃換裝後不損及原建
築玻璃的安全要求。在圖
27A和 B的場景中,低層部
的 A和高層部的 B,其玻璃
板片和人員是分別分開揚昇
的; 因為除了吊籃有荷重的
安全要求外,其分別揚昇也
是安全安全最佳的途徑,就
如同交通動綜的人車分離。
圖 27B施工人員乘坐在原
建築物的洗窗機吊籃中,作
為人員的傳動系統,而玻璃
板另有揚昇系統來配合玻璃
真空吸盤起重機的揚昇。圖
28A、B、C、D、E等場景就
好比空中特技的表演秀,玻
璃以真空吸盤起重機配合揚
重系統,而人員以鋼索安全
的分別到達定位。
施工人員除了智力也須有
體力和膽識,在一些揚昇設
備不易同步設置或不易到達
的區位,這是完成換裝使命
經常性碰到的問題。相信安裝人員遇有類似的場
景都採索費較高,在台灣則較少出現這些空中飛
人的作業模式,這是工作危險評估和視當地法規
要求。但如果沒有玻璃真空吸盤起重機的配合傳
送,則飛人也徒呼奈何。當外牆玻璃換裝遇有 4
Side SG結構工法等,其四 的純結構膠填縫之隱
藏框帷幕牆系統時,在玻璃換裝填縫後必須以金
屬夾片鎖定玻璃作為假固定,以維持結構矽膠養
生期間的安全支持,如圖 27A左下角顯示為白色
的金屬片在間隙間。
人機分離協合作業在圖 29位於高層部的超大玻
璃安裝,和圖 30的低層部玻璃安裝,都在說明一
個工作前評估人力和物力資源分配的問題。等到
達現場也許會有一番折衝的權宜措施,但都是以
安全為最高指導原則。這也說明了機械設施在淢
少人力要求和增加安全提供了一個良善的途徑,
一切蠻力在現在的職場是不適用的。
一些包商常觸及新進人員素質不一,
圖29: 人機分離的超大玻璃換裝場景(資料來源: www.dynamicaccess.co.uk)
圖30: 低層部超大玻璃的安裝 (資料來源: www.clear-line.co.uk)
圖31: 真空吸盤玻璃升降機組的屬性分類 (資料來源: hird.co.uk)
A B
專 題 報 導
20
而有工作斷層的怨言; 殊不知選擇一個安全的職
場是必要的,薪資畢竟是不應拼著命得來的。玻
璃安裝可以是從一個知性空間來發展的,不能老
是以自輕的態度怨嘆而存有“工字永遠不出頭“的
愚念。
機具的發展總是應著人性和功能性職場要求來
發展,玻璃的安裝提取在揚重有距離的長短和上
下高程、仰角度、旋轉角度、傾斜丶前後左右⋯
不同的要求。在圖 31說明玻璃真空吸盤起重機,
和一般常見傳統揚重和傳動運輸機的整合發展。
圖 31A顯示履帶傳動小山猫和玻璃真空吸盤起重
機的分別功能,搭配後的全方位功能是足以滿足
職場要求的。當然其他一般全吊吊車等傳統傳動
機是可以取代小山猫,那得視實際狀況要求混搭。
圖 31B顯示動力車和真空吸盤起重機整合成一
部自走式機動車,它可以用在低層部安裝玻璃,
如果它够輕巧可以搭載施工電梯到各樓層使用。
在各層間使用時依荷重需求也可用來帷幕牆單元
吊裝,而減少自走式軌道的設施; 但須考慮動線
是否許可,如果是住宅已隔間分戶就較不適當,
而商業大樓就有較大的機會使用。上述這些變形
金剛多數屬於輕量級和中量級的使用,面對不同
的場合有十足機動的適應功能; 重量和旋轉角度
及傾斜角度是主要機型的選項要求,而面對超大
玻璃的使用真空吸盤起重機就反而單純多了。
現代建築玻璃的設計上,常見傾向超大片幅
玻璃的使用,包括加工系列; 圖 32是 seele的
子公司 sedak廠之大片輻強化膠合玻璃進釜的場
景,其加工尺寸可達 3.3M x 16M規模。而圖 33
是三層 10mm強化複層玻璃的完成品趕在 2010
Glasstec杜塞道夫玻璃秀展示,在德國 HenzeGlas
工廠內 35員一字排開顯示它的超大規模,其加工
尺寸達 3.3M x 18M,重達 4.5噸。所以大家都說
這世界瘋了,就這麼愈玩越大了,誰要負責任呢 ?
發展商業主 ? 建築師 ? 加工業者 ? 其實建築師應
負較大的責任,因為天馬行空是他執業的赤子心;
圖32: Sedak's 膠合玻璃用鍋爐 (資料來源: archidose.blogspot.com)
圖33: 超大片DGU複層玻璃 資料來源: http://facadesconfidential.blogspot.tw
Special Report
21
玻璃製造加工業者的競爭和滿足狂者創意也難辭
其咎。就像 seele的結構玻璃帷幕牆建構,和形
塑加深蘋果電腦各地總部的形象一般互動相益得
彰。然而這些玻璃從原片到加工都可以制式規模
作計劃性的傳送,但如何由加工廠運送到工地又
完成安裝 ? 這的確是個大問題。
空氣壓力電源開始使用真空起重設備用於運輸
和建築工地安裝玻璃板上世紀 60年代。美國 -霍
華德伍德 ( Howard Wood ) 在 1961年創建Wood's
Powr-Grip公司,第一次設計建造的氣動閥門磨床 (
Valve Grinder ),該工具包括安裝在小木柄,以彈
簧作用真空泵浦,其反向處它將橡膠吸盤連接於
發動機氣門的平坦表面,作為獨特的小型提升工
具,它的需求增長,並從一個玻璃工朋友的建議,
他開發一個真空的杯子來提取玻璃。獲得朋友的
支持,霍華德於 1963年開始量產真空杯用來提
取,並在 1966年 3月獲得了外觀設計專利。真空
杯很快就被連接到起重機和起重設備,一個新的”
玻璃真空吸盤起重機“開始在市場發揮作用。
玻璃板具備光滑且不透氣的表面,意味著適
合以真空來提升或提取,金屬板的情況也有相同
無氣孔的特性,甚至石材面板,預製混凝土板,
都可使用真空吸盤來啟動。部份細微氣孔或如同
粗糙壓花玻璃紋路厚差不大的的表面,都可以設
計不同紋理的橡膠吸盤配合氣動閥門用來提取。
玻璃真空吸盤起重機個別掛裝在不同的揚升起重
機,似乎就成基本款式在市場發展,如圖 31的 A
式一個最好的選擇是使用連接到 minicrane吊具,
就所謂小山貓 (蜘蛛或小螃蟹起重機 )。
融入了玻璃真空吸盤起重機,允許面板上下擺
動液壓功能,升高和降低,扭轉左,右,或向前
和向後水平。真空吸盤起重機設備可以通過吊車
掛,連接到叉車,到隨車起重機或升降工作平台。
如圖 34蘋果電腦宇宙飛船 (第 2號園區 ) 安裝的
圖34: 蘋果新總部大圓體之超大彎曲玻璃的安裝(資料來源: pedro.co.za/facetbase1)
圖35: Hydraulica 2000超大玻璃升降機組(資料來源: pedro.co.za/facetbase1)
圖36: MR2411LDCS超大玻璃升降機組(資料來源: Wood's Powr-Grip)
專 題 報 導
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玻璃場景,Hydraulica 2000超大玻璃升降機組 ( 圖
35 ) 被安裝在自走式施工平台,可見圖 34右方的
直聳立柱固定在施工平台上,而 Hydraulica 2000
機組就掛在立柱上 ( 見圖 34中下方 )。
Hydraulica 2000 採用 26個吸盤時的負載能力
為 2000公斤,由歐洲 GGR group出廠; 其原型
機如圖 36的MR2411LDCS超大玻璃升降機組,
則由美國Wood's Powr-Grip出廠。讀者可以分別
上他們的網站瞭解機組的規格,和各部功能。
Hydraulica 2000玻璃真空吸盤機組擔任玻璃安裝
的主角,在占地 176英畝的 Apple Campus 2 ( 蘋
果電腦新的總部第 2號園區 -宇宙飛船如圖 37 )
乙案搶盡了風頭,該帷幕牆工程由德國公司 seele
和 Gartner,及意大利 Permasteelisa合作。全案接
近 3000 多片玻璃,預計今 2016年完工,2017年
年初開始全面運行。除了圖 37一系列說明玻璃安
裝場景外,建議讀者上 http://www.popsci.com網
站觀看動態安裝場景。
全案由超大彎曲複層玻璃弧形的包覆了號稱宇
宙飛船的內徑和外徑,同心圓周長接近 1.6公里。
外環的玻璃尺寸接近 15M x 3.2M (如圖 34中央紅
色圈記部份 ) ; 內環的玻璃尺寸較小而接近 11M
x 3M,今天最好玻璃的精度具有 1/8英寸的公差,
這意味著它可以比指定介於 1 / 8英寸更長或更
短,但蘋果的玻璃設計更接近精度:1/32英寸的
耐受性。玻璃每一木箱接近 20噸重,由德國船運
通過巴拿馬運河運到加利福尼亞州,途經大西洋。
每一個玻璃面板是通過真空吸盤起重機和自走式
施工平台,移動速度較緩的到位安裝。
圖 37B2 較清楚說明 Hydraulica 2000玻璃真空
吸盤機的提取裝箱的玻璃,右側使用機械手組作
圖37A: Apple Campus 2占地176英畝(蘋果第2號園區) (資料來源: http://www.iphoneinformer.com)
圖37C: Apple Campus 2-內環的彎曲玻璃 (資料來源: www.mirror.co.uk )
圖37B1: Hydraulica 2000 掛裝在自走式施工平台提取彎曲玻璃(資料來源: www.cbsnews.com)
圖37D: Apple Campus 2-外環的彎曲玻璃 (資料來源: www.appledaily.com.tw )
圖37B2: Hydraulica 2000 掛裝在自走式施工平台提取和安裝彎曲玻璃(資料來源: Popular Science)
Special Report
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玻 璃 新 美 學 Technology and DreamsNew Aesthetics in Glass
圖37E: Apple Campus 2-內環的彎曲玻璃安裝(資料來源: www.popsci.com )
圖37F: Apple Campus 2-外環的彎曲玻璃安裝 (資料來源: www.treehugger.com )
為揚升玻璃單元之用; 意大利機械製造商 Cimolai
創建這所謂操盤定制機,高各有 21米,正好可滿
足這一個四層樓高的建築。主要是機械手臂連結
Hydraulica 2000玻璃真空吸盤機,你可以看到在上
面的圖 37C中間像機塔,而擁有兩個大型的拖車
建構施工平台可以自由移動。
圖 37和 E 說明內環的彎曲玻璃安裝,圖 37D和
F 說明外環的彎曲玻璃安裝,圖 37G由室內側看
內環的彎曲玻璃安裝。在圖說 37B1由木箱上提取
玻璃的特寫,其吸盤氣管作為支撐是可以微距離調
整以滿足玻璃彎曲的曲度。換是Wood's的原型機
MR2411LDCS,它會是使用凹型吸盤和曲度變化的
衍架貼近玻璃的曲面作支持條件。所以專案設計以
滿足一個規模較大的量體使用是一個正確的途徑,
因此事前的規劃須要充分的討論。
為了光學要求的玻璃曲面化是冷彎成形或機械
彎曲強化,這很遺憾的是 sedak 總是語焉不詳而不
願透露更多玻璃組合,及其他資訊 ; 但這不是本文
的重點。 從圖片看它至少是彎曲膠合,而玻璃有
黑色的邊判斷可能是複層封邊膠。 我們要瞭解的
是超大超重的玻璃如何安全而有效率的完成安裝,
在下次的篇幅中我們繼續說明應用上如何因材適
用的。 (待續)圖37G: Apple Campus 2-由室內側看內環彎曲玻璃安裝 (資料來源: www.newcydiatweaks.com)