版材

2.1

玻璃

金屬帷幕牆中採用玻璃時主要考量為安全及節能，從安全的角度 而言，玻璃需要具備耐擊性能，因此將玻璃製成強化玻璃、膠合玻璃 或鐵絲網玻璃。從節能的角度可採用有色玻璃、金屬反射玻璃、低輻 射玻璃或將玻璃做成複層，玻璃主要在防止太陽輻射熱進入室內（冷 房作用時），以及減少熱能之傳導。對於前者，玻璃可加以噴塗金屬 膜、或加色，成為全反射玻璃，半反射璃璃，LOW-E玻璃。對於後 者不僅以玻璃加厚方式，且作成複層玻璃藉空氣層阻隔熱傳導。玻璃 相關國家標準:

平板玻璃：CNS 823普通平板玻璃、2442浮式平板玻璃2441壓花 玻璃、4341有色吸熱平板玻璃， GSA DD-G451d，ASTM C 1036

硬化玻璃：CNS2217、2218， GSA DD-G1403C，ASTM C 1048 強化及膠合玻璃：CNS 1183（強化玻璃），CNS 8405（膠合玻 璃），ANSI Z97.1-1984

玻璃之選用，依據設計構想，從相關材料中選出合用之產品。因 此對於玻璃之特性、標準應加以釐清。

(1) 從節能的考量選用玻璃

台灣地處亞熱帶，建築物耗能之控制，主要是在減少夏天使用冷 氣負荷。金屬帷幕牆由於其構造，及開窗面積，冷房顯熱負荷較之其 他外牆高。建築技術規則第四十五條之四之規定，辦公廳類、百貨商 場類、旅館類、醫院類建築物之外殼耗能量。金屬帷幕牆在玻璃部分 影響外殼耗能量ENVLOAD 結果，包括外殼熱損失係數及外殼日射 取得係數，外殼熱損失係數可藉降低外殼部位熱傳透率即降低外殼部

位熱傳透率（U值）以改善外殼耗能量，外殼日射取得係數可藉減少 玻璃日射透過率以獲得改善。日射透過率又與玻璃之遮蔽係數成正比

。

阻隔太陽輻射熱，在玻璃的選用上，一度採用發射 (Tinted)玻璃

，以減少太陽輻射熱。但是單一發射玻璃對熱並不會逸散，而傳至內

。把百葉簾窗起來時，也導致簾子溫度上升，結果輻射的紅外線與原 來也幾乎一樣。雙層玻璃其中外層用發射玻璃，其效果較佳 (大約再 減20％∼15％遮蔽係數)，由於吸收之熱被室外風所吹走，而不會經 由空氣層進入室內。

遮蔽係數 (Shading Coefficient) 之計算：

遮蔽係數為透過玻璃進入之太陽熱能之比率除以0.87 (0.87為 3mm清玻璃透過太陽熱能之比率)。其量測以太陽垂直照射，計算太 陽輻射直接穿透量及玻璃吸收熱之後再傳入室內之量。

在美國ASHRAE IES標準，90.1-1989用來決定牆之平均U值及 透光面積。此標準經常更新，必須定期諮詢專家。此規範適用於所有 新建築除了用於製造生產或獨戶及集合住宅在三層樓以下。

性能規範相當複雜而需要用電腦計算。已有MS-DOS版本之程式 可資採用。性能規範限於在指定規範中規定之玻璃區域，而指定規範 依據許多使用用途及目的變數，如同性能規範，它針對不同建築組件 列出性能替代。

指定規範採用不同地區平均西曬吸收太陽熱及其加熱及冷氣調 節溫度及日數。一季之溫度及日數是每日平均溫度減去基本溫度。

雙層玻璃（Insulating Glass）是由兩片玻璃中間隔著乾燥空氣產 生而成。隔熱效果特佳，是理想的節省能源建材。因中間係乾空氣，

所以有防霧效果。

在雙層玻璃低輻射玻璃(Low-E Glass)單元中間空氣層中填充滯 留性氣體，對於絕緣性質更能提高。一般常用之填充氣體為氬 (Ar)

，因為氬具隋性且取得成本低。氬填充可提高雙層低輻射玻璃R值達 33％。二氧化碳之傳導性與氬相當但其滯留性在合用邊緣。六氯化硫 (SF6)隔音性佳，在歐洲也有採用，但其黏滯性太低。氪氣 (Krypton) 傳導性甚佳 (低)，但其滯留性在多數應用場合太低。

在雙層玻璃中填充氣體需要特殊的技巧。雙層玻璃對於阻隔熱傳 導效果極佳，從資料顯示其U值在0.6∼2.04之間，比起1B磚牆單面貼 磁磚之隔熱效果尤佳。

然而就ENVLOAD (建築對外殼耗能量設計)，外殼日射取得係數 MK 中，玻璃單位面積之影響較實牆部份大很多。

Ｕ值之計算：

有效U值計算依據窗之尺寸及其邊緣之相關，其估計係以各部份 U值及面積比例代入下式求得：

Ucog×(Aigu-Aedge)＋(Uedge×Aedge) Uefff＝

Aigu

Uedge 為Ucog之函數由圖求得，Aigu為不計入邊緣之絕緣面積

。Aedge為邊緣面積在這部分，熱經由玻璃進入邊緣間隙條，導熱較 快。鋁邊緣條其邊緣帶寬度為60公分。

熱橋效應也合發生在窗框，整個窗子含框之Uorerall由Uframe及 Ueff決定：

Ueff×Aigu＋Uframe×Aframe Uorerall＝

Aigu＋Aframe

其中Uframe為窗框投影面積。Aigu為隔離玻璃面積。

反射玻璃使用注意事項

（METAL COATED REFLECTIVE GLASS）

反射玻璃是浮式玻璃（FLOAT GLASS）表面上做金屬氧化物處 理的玻璃。能反射大量的日光、熱能，減低冷氣設備負擔，具有半反 射鏡功能，使建物姿色萬千。

反射玻璃在製造工程中有嚴格管理，但仍免不了有些小缺陷。反 射像稍微扭曲，及每一批貨在加工上的些微色差，實難避免。在設計 及施工時應注意之事項如下：（資料來源台北市玻璃工會）

1.反射玻璃只單面做金屬反射膜處理，無論反射膜在室內或室外 一邊都要統一按裝。

2.外壁如為磁磚，反射膜應朝室內裝。

3.一般的帷幕牆通常2∼3個月洗一次，但水泥牆或三合土牆時，

應每個月洗一次。

4.清掃時，注意附在清掃用具上之砂塵，或固體物，以免傷到玻 璃反射膜面。通常用清水清洗，如遇到不易清除之頑固污垢，須先用 適量之中性洗劑。

5.不要用含砥粒，強酸、強鹼等成分洗劑清掃。

6.為避免反射玻璃之色差發生，每一棟樓之使用玻璃量，一定要 一次定貨。

(2) 從安全考量選用玻璃

玻璃應具有足夠強度以避免破碎或墜落造成意外，玻璃在不同部 位，也有不同之考量。強化玻璃、膠合玻璃之抗撞擊性可從測試標準 看出。

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，使表面產

生壓應力，而中心層產力拉應力。當玻璃遭受撞擊時對玻璃表面產生 之拉應力被玻璃本身之壓應力抵銷，避免玻璃破裂。其強度為普通玻 璃之五倍，且破壞時，成為豆粒大小的顆粒，減少對人體產生嚴重傷 害之機會。

CNS檢測之安全項目：(CNS 2218)

耐衝擊性：以1040g鐵球自1M自由落體下墜，在610×610mm試樣6 片中，破1片以內。

膠合玻璃

為兩片玻璃間夾入pvb中間膜而成，因中間膜強韌而富粘著力 之特性，玻璃在受衝擊下不易被貫穿，且破損後玻璃片不飛散。由 於中間膜有阻隔太陽光中的紅外線，具節能效果。亦可阻隔紫外線

，可防止室內傢俱、窗簾褪色，並保護人體受過多紫外線照射。同 時中間膜可提高隔音效果。

耐衝擊性：依照CNS 1184 檢驗，取六塊試樣，其中五塊以上符合 下列二項之一時為合格。

耐貫穿性：依照CNS 1184 檢驗，取四塊試樣，於30cm以上，230cm 以下之高度向膠合玻璃衝擊使構成膠合玻璃之板玻璃二塊均破壞

，但破壞部分不得有75cm直徑之球能自由通過此洞。

強化玻璃表面是一層壓縮應力層，內部則有引張應力層與之對應 而保持平衡狀態醫療。當表面的傷痕延伸到內部引張應力層時，就會 造成破裂。這種傷痕可分為幾種：

硬物碰傷、熔接時的火花、飛來物體等引起的傷痕。

搬運及儲存時玻璃撞傷。嵌裝時玻璃的損傷。外力撞擊 熱應力及系統應力的破壞。

在玻璃中偶然存在的雜質所引起的傷痕。

強化玻璃破裂時的特徵：

強化玻璃只要局部受損破裂，就會失去應力的平衡，而引起全面 碎裂。碎片有的是成粒粒碎片飛散，有的仍附著在一起，成為一片碎 片聚合塊。發生破裂時，在其附近的人物，可能會受到雨點般顆粒的 敲打，也可能會遭受大塊碎片聚合塊的撞擊。如碎片聚合塊夠大，可 能會傷及人體。

強化玻璃的削型或鑽孔：

玻璃經削型或鑽孔後，其周邊組織的強度會大大地被削弱，在承 受外力的部位，應儘量避免此類加工：如非加工不可，則須選用強化 膠合玻璃。

在下述各部位使用強化玻璃時，希望能採用強化膠合玻璃：

天井的頂蓋、天窗、採光天窗等水平或近平狀態使用的玻璃

。

大樓外牆垂直使用，如有掉落會傷及地面上物體及人體之虞 的玻璃。

扶手或護欄，如破裂時可能導致人體或物體掉落之虞的玻璃

。

2.2

石材

目前帷幕牆建築採用薄石材相當普遍。其中，最常用的石材有 花崗岩（厚度大約３公分），以及石灰岩（厚度至少４公分）。這 種以薄石板崁入帷幕牆金屬骨架成為非開窗的部位(Spandrel)。岩 石為天然材料，強度與解理成分有關，並非均質。由於這種五公分 厚度以下的石材在建築產業的應用相對來說還相當的新，業界尚欠

缺足夠的經驗及資訊，因此採用時應謹慎處理。

從文獻 中之案例研究有下述問題：

♦隱藏的裂縫：由於沒有執行岩相試驗與足尺的板件試驗

，因此，在試體試驗過程中未能偵測出來，而到組裝 完成後才發現。一個跨越石板寬度方向的裂縫對其極 限強度有相當的影響。在此個案中，強度降低約80%

。當此個案發現有此問題後，即針對所有石材板件進 行全面檢查，結果更換了好幾百片的石板。

♦在惡劣天候環境下薄石材產生翹曲變形。由於沒有執行 老化試驗或岩相分析試驗，建築物完成沒多久，石材 就因惡劣天候產生變形，結果只好將所有石材拆除重 置。

♦一種不常用的石材形式只執行了ASTM C99的破裂模數 試驗。當工程設計完成後，執行ASTM C880的彎曲 強度試驗後發現，石材的極限強度只有原先試驗數據 的一半。整個帷幕牆只好重新設計。

♦所提供的石材物理特性數據與實際工程所採用石材來自 兩個完全不同的礦場。在本個案中，兩個礦場所生產

♦所提供的石材物理特性數據與實際工程所採用石材來自 兩個完全不同的礦場。在本個案中，兩個礦場所生產