技术专题

U型玻璃设计师手册

2018-04-13

来自美国的“30X40工作室”的Eric从设计师的角度看U型玻璃,详述U型玻璃 的特点以及设计中的常见问题。


引言

商业和 工业项目通常都能够为家装设计提供很多素材,尤其是 材料方面的素材。U型玻璃 就是一种很好的材料。这种材料很坚固,并且能 够为家装设计带来柔和的光线和舒适的感觉。与传统 的平板比较起来,U型玻璃外观简洁美观。然而它 潜在的复杂性可以在设计上带来各种变化。
 

U型玻璃介绍

U型玻璃源于欧洲,在过去的30年已广 泛的应用于商业建筑。总的来说,这种一种立体的、熔铸成型、透明的条状材料,因为截 面类似英文字母“U”而得名。在建筑术语上,称之为槽型。在同时 需要自然的散射光和保证室内隐私的场合,是U型玻璃最典型的应用。
 

U型玻璃 尺寸规格与安装结构

 玻璃的槽宽一般在22-50cm,6cm深,高度可达到7m。玻璃不 需要额外的水平支撑,就可以 承受自身的重量。U型玻璃 一般是水平安装。条状的 玻璃会给外立面一种灯芯绒布料或者细条纹布料的效果。与传统 的浮法玻璃不一样,U型玻璃 在外立面内部构建了一个隔层,这是加 入隔热材料的理想结构。
U型玻璃尺寸,U型玻璃规格
 

U型玻璃成分

基本成分是石灰石、纯碱和石英砂,但是跟 其他大部分玻璃不一样,U型玻璃 的成分中还含有回收的玻璃。实际上,60%的原材料来自回收料。有一些 来自终端用户的废品回收,有一些来自U型玻璃的生产厂家。U型玻璃 是原材料经过一个特殊的玻璃窑炉熔化后,抽拉出一条7mm厚的带 状熔化玻璃而生产出来的,然后再经过冷却,并小心 的切割成客户所需要的长度。
 U型玻璃成分

U型玻璃应用

在U型玻璃的众多应用中,最典型 的应用就是同时需要自然光照和隐私的场合。例如:需要隐 私又想得到自然光照的沐浴空间、工作区域、书房或者工作室,等等这 些需要散射光的空间。
  1. 艺术展示和画馆:U型玻璃的UV紫外线镀膜,可以让 自然光和艺术品共处。
  2. 地标性 建筑同时需要大量光照和美观
  3. 需要太 阳光加热的装饰墙
  4. 栏杆、隔断和屏风
  5. 以及任何需要散射的、无眩光的空间
 

博物馆级的日光

基于它的制造工艺,半透明的U型玻璃 为室内空间提供了均匀分布的散射光,而不会 带来阴影区或者亮区。实际上,Steven Hall之所以 在堪萨斯市的尼尔森阿特金斯艺术博物馆选择使用U型玻璃,主要的原因就是因为U型玻璃的光照特性。博物馆 的外立面几乎全部选用U型玻璃。Hal他创构 建一些列的透镜,从而让 日光可以进入一些阴暗的角落。在外墙的U型玻璃 上经过特殊处理,可以防止有害的UV紫外线进入室内,并且保 证了均匀的散射光可以自然的照亮艺术品。这种无 眩光的自然光线还特别适合应用在家庭住所
 

U型玻璃外部安装

因为这 是一种灵活的材料,U型玻璃 室内室外均可使用。对于外部使用,典型的 安装是一面朝内一面朝外双层对扣安装。一般的 平板玻璃安装的瓶颈是玻璃尺寸和跨度,而U型玻璃 由于自身结构的特点,不受这些因素限制。U型玻璃 在垂直安装的场合可以高达7m,这比一般的2层楼还要高。水平安 装可以无间断的宽达500英尺。U型玻璃 甚至可以让整座建筑物的外墙都由玻璃构建。对于外部安装,U型玻璃 的边缘通过铝合金或者钢铁边框嵌入到建筑上。
建筑行 业一般称之为铺面系统或者幕墙系统。框架用 于固定玻璃上边缘、下边缘以及两侧。框架的 作用是防止雨水入侵,并且将之引导到外墙。

U型玻璃安装图

 
对于水平安装来说,只要玻璃选型适当。则可以 以独特的方式捕获阳光。其中一家U型玻璃 供应商开发了一种叫做“棱镜太阳”的产品,上面有很深的V型棱镜凹槽,凹槽的 角度设计的刚好可以让冬天的低角度太阳辐射进入建筑。同时,可以阻 隔夏天高角度太阳光线。
U型玻璃水平安装

 
一般的 标准玻璃的隔热系数比较低,一般R值在2左右。因此对 于所有外墙玻璃来说提升热力学特性是很有必要的。有几种方法可以实现,在玻璃 表层镀膜是一种很好的方法。选用镀膜玻璃,可以达到不同的效果。既可以 把热量反射回建筑物内,也可以 减少建筑物因为吸收太阳光而产生的热量。半透明 的玻璃本身就具有遮挡的效果。它可以 减少午后太阳进入建筑物的强度。
 
提升热 力学特性的另外一个更有效的方法是在U型玻璃 之间加装一种半透明的散射光隔热材料。通过这种方式,R值可以达到5。这种材 料还能辅助光线散射、限制热传导、限制声 音传导并且减缓水汽传导。
 U型玻璃隔热系数

U型玻璃内部安装

可以承 受自重的槽型条状特性意味着——这种玻 璃在室内应用中可具有丰富的表达力。多种可 选的表面花纹和颜色,使U玻成为 体验式室内设计的理想素材。

这个空间的U型玻璃透明垂直安装,用于隔断楼梯。无论换 成其它任何玻璃安装都需要中间有支撑结构从中间截断,但是槽 型的结构加之玻璃的厚度却可以无边框安装。
 
隔热材 料可以用于室内的双片安装中,从而增 加玻璃隔墙的隔音性和散射性。
 
这里自立的隔断,把沐浴 区域跟盥洗台隔开。U型玻璃 不需要特别的表面处理,只需要 为浴室使用而钢化就可以了。
U型玻璃浴室隔断
 
内部的 隔断让我们可以重新思考玻璃材质的隔断、一直以 来玻璃都被认为是一种平面材料,而曲面 安装都不会被考虑在内。U型玻璃单片宽度小,因此玻 璃之间可以互扣并且顺延这曲面排布。U型玻璃 的上花纹随视角的变化很细微,但是很微妙,因此玻 璃如果用作楼梯扶手的场合。当行人经过时,玻璃纹理会发生变化。
 

U型玻璃颜色

为了帮 助玻璃降低熔点,标准的玻璃含有铁,这同时 也给玻璃带来了绿色。如果你 再希望使用透明无色的玻璃,你可以 要求使用低铁玻璃。在需要颜色控制项目,你也可 以考虑着色玻璃。
 

U型玻璃花纹

每个厂 家都提供几种花纹可供选择,他们都 有自己命名体系。标准的 花纹一般都是凹凸或者橘子皮的表面。 
  1. 布纹:像网格的形状。
  2. 细条纹:细条纹的形状。
  3. 大条纹:具有圆角的大条形。
  4. 无花纹:因为玻 璃是熔铸而不是浮法玻璃,所以它不会完全透明。
  5. 喷砂:表面呈雾状,散射性更高。玻璃的 透明度可以通过喷砂来控制,酸蚀是 一个比喷砂经济的选择,而效果类似。
U型玻璃花纹——标准花纹  U型玻璃花纹
U型玻璃花纹——无花纹  U型玻璃花纹——喷砂

 

U型玻璃可持续

生产标 准的玻璃本身是一个高度耗能的工艺,但是如 果使用碎玻璃作为原材料,跟使用原材料比,只会消耗一半的能源。U型玻璃含有60%回收料,其中20%来自工厂的废料,40%来自消费端的回收。U型玻璃 在几个方面对环境有贡献:因为它 的高回收利用率和对日光的利用。需要提到的是,U型玻璃 的工厂位于欧洲,这意味着,把玻璃运到欧洲之外(这里指美国)会增加 对本身就很高的碳足迹。
U型玻璃碳足迹
 

U型玻璃太阳热增益

除了玻璃自身,在设计 时还需要为太阳热增益计划好。在北半球,朝南面 和朝西面可能会过热,内部和 外部的遮阳设施以及适当的通风系统需要进行考虑。
U型玻璃太阳热增益
 

风暴

对于风暴易发的区域,皮尔金 顿提供了风暴等级的玻璃安装系统。
皮尔金顿钢化玻璃
 

U型玻璃风载

对于玻 璃的跨度和相关的风载需要单独考虑,需要最 好找一个好的工程师来协助你的设计。
U型玻璃风载
 

U型玻璃价格

基于广泛的可选性,和配置,造价很难量化。一个较好的估价是:比普通墙体高出20%造价。双层的 钢化外墙系统材料造价在65-75美金/平方尺寸(5100元/平方米)。单层的U型玻璃 幕墙造价是双层的一半。当然,最终造 价还是要看最后的配置。增加隔 热材料需要另外的14~20美金/平方(1300元/平方米)。
 
这当然 不是装饰家庭外墙的最便宜方案,但是这 些前期的直出可以被其它因素抵消,比如说 增加的光照可以减少人工光照的投入。更不用 说自然光照在生活中带来的无形的好处了。因为玻 璃自身的散射特点,它还能减少窗帘、遮挡的需求。玻璃外 墙意味着基本不需要维护花销
 

美国U型玻璃厂家

在美国 有两家主要的分销商。Bendheim墙体系统:分销Lamberts公司的Linit玻璃。TGP:分销皮尔金顿的Profilit玻璃。每个厂 家都有自己一套玻璃安装系统把玻璃固定在框架内,也拥有 自己的表面处理、颜色和花纹。
 
就像我 之前提及到的一样,这种材 料在欧洲有超过30年的生产史,这些厂 家有专业的知识和经验来帮助你作出最好的设计。
 
他们在美国有库存,但是特 殊的订单需要一个更长的交期,一般来说12周或者更长。




 

U型玻璃优点

  1. 自然光:它减少了人工光照
  2. 隐私:让光线透入隐私空间
  3. 结构:自立、无间断的跨度,没有支撑打断
  4. R值:只要使 用了正确的镀膜和隔热材料,R值比一般玻璃高得多
  5. 基本不需要维护
 

U型玻璃缺点

  1. 造价高,比一般墙体造价高出20%,
  2. 比一般 墙体的隔热性差
  3. 碳足迹 比较大因为要从欧洲运输到美国
  4. 制造过程中能耗高
  5. 太阳热增益管理—对于大 面积使用需要小心设计