1、引言

玻璃是人們日常生活中隨處可見的一種材料，因其透明、美觀、高強度等優點被廣泛應用于現代建筑中，近年來我國玻璃相關行業持續繁榮發展，玻璃產量、加工量和使用量也逐年增長。玻璃在門窗、幕墻等領域的應用使其成為建筑最主要的外墻材料之一，作為建筑物中構件的一部分，其力學、熱學以及服役環境下的安全特性尤其受到關注，防火玻璃的概念和應用由此而生。在火災發生時，玻璃雖不是可燃物，但是相比于混凝土和鋼筋結構，其力學性能較為脆弱，在熱載荷作用下非常容易發生破裂和脫落，因此有關防火玻璃的材料、性能和結構研究非常重要，也從未間斷。防火玻璃的基礎材料特性和耐火機理分析更是有助于指導防火玻璃的生產和使用，對提高建筑物防火安全設計的系統性具有特別的參考意義。

2、單片防火的概念和種類

國(guo)家標(biao)準 GB15763.1《 建筑用(yong)安(an)(an)全玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)一防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li) 》將(jiang)防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)按(an)照結(jie)構分為(wei)(wei)單片防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)（ DFB ) 和復合(he)防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)（ FFB ) ，按(an)照耐火(huo)(huo)(huo)性能分為(wei)(wei)隔(ge)熱(re)型防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)（A類）和非隔(ge)熱(re)型防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)（C類）。單片防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)木質是用(yong)特殊材質或工藝進(jin)行強化的玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)，其優點(dian)是透光性好、耐候(hou)性好、易于加工安(an)(an)裝，在(zai)(zai)耐火(huo)(huo)(huo)性能上(shang)屬于C類非隔(ge)熱(re)型防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)，滿足耐火(huo)(huo)(huo)完(wan)整性的要求。隨著(zhu)建筑安(an)(an)全及火(huo)(huo)(huo)災(zai)防(fang)(fang)(fang)范(fan)意識的提高(gao)，我國(guo)建筑設計防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)規范(fan)和消防(fang)(fang)(fang)驗收(shou)檢查制度(du)也逐步(bu)完(wan)善(shan)，防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的產(chan)品(pin)體系(xi)(xi)和設計使用(yong)目前正在(zai)(zai)與發(fa)達(da)國(guo)家同步(bu)接(jie)軌。近幾年，國(guo)內防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)標(biao)準不斷(duan)(duan)修改完(wan)善(shan)，產(chan)品(pin)不斷(duan)(duan)更新換代，市場對高(gao)品(pin)質、高(gao)穩(wen)定(ding)性的防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)呼聲(sheng)越來越高(gao)，以硼硅(gui)酸(suan)鹽單片玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)和硅(gui)酸(suan)鉀基復合(he)防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)為(wei)(wei)代表的技術和產(chan)品(pin)，有效降低了傳(chuan)統低端防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的不確(que)定(ding)性，提升安(an)(an)全系(xi)(xi)數(shu)和耐火(huo)(huo)(huo)穩(wen)定(ding)性。

國標中約定的防火玻璃原片可以是鍍膜或非鍍膜的浮法玻璃、鋼化玻璃，復合防火玻璃原片，還可選用單片防火玻璃。可見這個定義和范圍是非常寬泛和籠統的，即原片玻璃和加工玻璃都可以作為防火玻璃的材料，理論上，任何達到耐火要求的玻璃材料或透明產品均可作為防火玻璃。實際上，直接從窯爐經成型退火得到的玻璃原片或玻璃材料是很少直接應用在生產生活中，所以單片防火玻璃作為加工玻璃產品，尤其是建筑用安全玻璃的一種，除了滿足耐火性能要求外，還應滿足建筑玻璃相應國家標準和規范，例如外觀質量、鋼化安全性、沖山安全性等。

本文為了更(geng)清晰的(de)(de)梳理和介紹目前市場上常見的(de)(de)單(dan)片防火玻(bo)璃(li)產品，仍(reng)堅(jian)持以玻(bo)璃(li)材(cai)料(liao)的(de)(de)成分體系進行(xing)(xing)劃分，再結合加工工藝進行(xing)(xing)細分，這也是不同防火玻(bo)璃(li)產品差異化的(de)(de)根本所在。

(1）鈉鈣硅系統玻璃

市(shi)場(chang)上俗稱的(de)“高強(qiang)度(du)(du)防火(huo)(huo)玻(bo)璃(li)”、“高應力(li)防火(huo)(huo)玻(bo)璃(li)”、“銫鉀防火(huo)(huo)玻(bo)璃(li)”、“化(hua)學(xue)(xue)鋼(gang)化(hua)玻(bo)璃(li)”等(deng)等(deng)，均為(wei)(wei)鈉鈣硅原片玻(bo)璃(li)（最常見(jian)的(de)浮法玻(bo)璃(li)）通(tong)過(guo)物理增(zeng)強(qiang)或(huo)化(hua)學(xue)(xue)增(zeng)強(qiang)引入表(biao)面壓應力(li)的(de)強(qiang)化(hua)玻(bo)璃(li)（ Tempcred glass / Reinforced glass ）。此類玻(bo)璃(li)是(shi)通(tong)過(guo)在(zai)玻(bo)璃(li)表(biao)面施加(jia)預應力(li)層，進(jin)而提高其(qi)抵抗火(huo)(huo)災(zai)環境下(xia)的(de)熱(re)變(bian)形和(he)(he)(he)熱(re)炸裂能(neng)力(li)，但受到加(jia)工程度(du)(du)、加(jia)工水平和(he)(he)(he)尺(chi)寸厚度(du)(du)的(de)影(ying)響，該類玻(bo)璃(li)性能(neng)差異較大，具有(you)很(hen)大性能(neng)離(li)散(san)度(du)(du)和(he)(he)(he)耐火(huo)(huo)隨機(ji)性。由(you)于國(guo)標并未對(dui)此類玻(bo)璃(li)作(zuo)為(wei)(wei)防火(huo)(huo)玻(bo)璃(li)使用時(shi)的(de)邊界條(tiao)件進(jin)行(xing)明確的(de)定(ding)義(yi)和(he)(he)(he)性能(neng)約定(ding)，更(geng)多(duo)是(shi)市(shi)場(chang)和(he)(he)(he)企業行(xing)為(wei)(wei)進(jin)行(xing)產品指標和(he)(he)(he)質(zhi)量的(de)把控，因此也成為(wei)(wei)目前(qian)國(guo)內應用最多(duo)、最為(wei)(wei)混亂(luan)的(de)單片防火(huo)(huo)玻(bo)璃(li)種類，給建筑設計和(he)(he)(he)用戶安(an)全帶來很(hen)多(duo)困擾。

高強度防火玻璃

(2）硼硅酸鹽系統玻璃

硼硅酸鹽玻璃是以堿硼硅系統經浮法或壓延工藝生產出的原片玻璃，和普通的鈉鈣硅系統玻璃相比，其膨脹系數低（≈4x10-6/K(20~300℃））、軟化點高（≈800℃）、耐冷熱沖擊性能好，可應用于器皿玻璃、儀器玻璃和防火玻璃。目前市場上的硼硅單片防火玻璃是采用硼硅酸鹽原片玻璃經鋼化加工而成，被公認為是一種理想的高穩定性的單片防火玻璃，在歐洲己經得到了多年的推廣應用。隨著防火玻璃需求旺盛，國內硼硅玻璃生產技術和產品突飛猛進，逐漸打破國外技術壁壘，目前有四家企業實現批量化生產，部分產品的質量和規格也達到世界領先水平。該類型單片防火玻璃應用于高層建筑、公共場所等的防火隔斷，具有透光率高和壽命長的優勢，且隨著國內產能的不斷擴充，當未來價格逐步達到市場普遍接受的程度時，有望成為國內單片防火玻璃的主流產品。

硼硅單片防火(huo)玻璃

(3）其他特種玻璃體系

耐熱(re)微晶(jing)玻(bo)(bo)璃(li)(li)，主(zhu)要是指(zhi)鋰鋁硅系統透(tou)明(ming)(ming)微晶(jing)玻(bo)(bo)璃(li)(li)，通過控制玻(bo)(bo)璃(li)(li)成分(fen)和晶(jing)體析出(chu)，可(ke)以得到低膨脹或者零膨脹的(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)材料，使(shi)其(qi)具(ju)有很(hen)高的(de)耐熱(re)震性，目(mu)(mu)前主(zhu)要用于特種光(guang)電材料和基(ji)板材料，民用領(ling)域用于制作(zuo)明(ming)(ming)火(huo)上加(jia)熱(re)的(de)炊具(ju)和餐(can)具(ju)，例如生活中可(ke)見的(de)電磁爐、電陶(tao)爐面板、建筑(zhu)真火(huo)壁爐玻(bo)(bo)璃(li)(li)、耐火(huo)觀察窗等。目(mu)(mu)前該類(lei)型玻(bo)(bo)璃(li)(li)主(zhu)要采用壓延、磨拋工藝生產，成本高，用作(zuo)建筑(zhu)單片防(fang)火(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)較少。

石英(ying)玻璃是二氧化硅(gui)單一成分的(de)玻璃，具有相當高(gao)(gao)的(de)均勻性和(he)透明度，機(ji)械強度高(gao)(gao)、耐熱性好，膨脹系數很(hen)小(xiao)，化學穩定性高(gao)(gao)，因價格昂貴和(he)加(jia)工困難(nan)，只在一些特殊(shu)的(de)耐火窗口中(zhong)得到應用(yong)。

其他特(te)種耐(nai)火安全(quan)玻璃，根據特(te)殊需(xu)要采(cai)用其他體(ti)系(xi)的(de)玻璃材料，通過(guo)安全(quan)化(hua)處理和應(ying)用場景(jing)匹配性設計，多為定制(zhi)化(hua)應(ying)用。

3、單片防火玻璃的耐火機理

3.1 玻璃的斷裂力學(xue)特性

玻璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)本征力(li)學(xue)性能直接決定著其(qi)在(zai)(zai)火災受熱時的(de)(de)(de)承受能力(li)。理論(lun)上(shang)(shang)，玻璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)抗(kang)壓和(he)抗(kang)彎(wan)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)均是(shi)(shi)較高的(de)(de)(de)，但是(shi)(shi)由(you)于(yu)(yu)實際生(sheng)產和(he)加工過程(cheng)(cheng)中(zhong)玻璃(li)(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)及邊(bian)緣(yuan)大量(liang)的(de)(de)(de)細微(wei)裂(lie)紋(wen)(wen)，其(qi)實際測(ce)(ce)量(liang)值要低得(de)多(duo)，在(zai)(zai)實際工程(cheng)(cheng)應(ying)用(yong)(yong)中(zhong)，出(chu)于(yu)(yu)安全方面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)考慮，一(yi)般會采(cai)用(yong)(yong)30~50MPa作為普通(tong)玻璃(li)(li)(li)(li)和(he)鋼化玻璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)設(she)計抗(kang)張強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)。這(zhe)種力(li)學(xue)現(xian)象在(zai)(zai)眾多(duo)研(yan)究中(zhong)都(dou)可以由(you)Griffith建立的(de)(de)(de)傳統的(de)(de)(de)脆性材料裂(lie)紋(wen)(wen)擴展(zhan)理論(lun)來解釋，即玻璃(li)(li)(li)(li)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)受到尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸效(xiao)應(ying)尤其(qi)是(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸效(xiao)應(ying)的(de)(de)(de)影響，且裂(lie)紋(wen)(wen)在(zai)(zai)持(chi)續外力(li)作用(yong)(yong)下(xia)表(biao)現(xian)為快(kuai)速擴展(zhan)。在(zai)(zai)實際測(ce)(ce)試中(zhong)，玻璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)抗(kang)彎(wan)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)很大程(cheng)(cheng)度(du)(du)上(shang)(shang)受到表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)狀態(tai)、邊(bian)部加工質(zhi)量(liang)、鋼化應(ying)力(li)三(san)者綜合因素的(de)(de)(de)影響，實驗結果顯示，利用(yong)(yong)HF酸表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)邊(bian)緣(yuan)腐(fu)蝕拋(pao)光、機械拋(pao)光、砂輪磨(mo)邊(bian)等不(bu)同(tong)加工后，抗(kang)彎(wan)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)從98MPa、78MPa降低到56MPa。另(ling)外有(you)研(yan)究指(zhi)出(chu)，當裂(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸大于(yu)(yu)500μm時，玻璃(li)(li)(li)(li)斷裂(lie)應(ying)力(li)滿足經(jing)典斷裂(lie)力(li)學(xue)，裂(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸小于(yu)(yu) 200μm時，玻璃(li)(li)(li)(li)斷裂(lie)特(te)性介于(yu)(yu)經(jing)典力(li)學(xue)向強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)平穩狀態(tai)的(de)(de)(de)收(shou)斂階段，但玻璃(li)(li)(li)(li)斷裂(lie)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)與(yu)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)數(shu)量(liang)和(he)尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸有(you)密切關系(xi)，隨著裂(lie)紋(wen)(wen)個數(shu)增(zeng)加和(he)裂(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸加大，強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)逐漸減小，衰減可達15％以上(shang)(shang)。進一(yi)步，建筑(zhu)玻璃(li)(li)(li)(li)在(zai)(zai)使用(yong)(yong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)持(chi)久應(ying)力(li)作用(yong)(yong)、環境中(zhong)水分及活(huo)性介質(zhi)與(yu)玻璃(li)(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)反應(ying)也會引(yin)起疲(pi)勞破壞，玻璃(li)(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)磨(mo)傷和(he)風(feng)沙對玻璃(li)(li)(li)(li)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)磨(mo)損(sun)均會造(zao)成玻璃(li)(li)(li)(li)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)下(xia)降。

在玻璃(li)表面(mian)(mian)預加(jia)壓應(ying)(ying)力(li)(li)是有效提(ti)高(gao)(gao)抗(kang)彎強度的(de)(de)方法，因此目前常用的(de)(de)鈉鈣硅(gui)單片(pian)防火玻璃(li)均采(cai)用了高(gao)(gao)表面(mian)(mian)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)設計(ji)，表面(mian)(mian)壓應(ying)(ying)力(li)(li)甚至遠大(da)(da)于目前鋼(gang)(gang)化玻璃(li)標準約定(ding)的(de)(de)表面(mian)(mian)應(ying)(ying)力(li)(li)大(da)(da)于90MPa 。研究結果(guo)也顯示，鋼(gang)(gang)化應(ying)(ying)力(li)(li)與(yu)抗(kang)彎強度測試值有密(mi)切關系，在相(xiang)同玻璃(li)材質和(he)加(jia)工條件下，玻璃(li)抗(kang)彎強度與(yu)鋼(gang)(gang)化應(ying)(ying)力(li)(li)符合一次(ci)線(xian)性方程關系，即(ji)隨著(zhu)鋼(gang)(gang)化應(ying)(ying)力(li)(li)提(ti)高(gao)(gao)，抗(kang)彎強度增大(da)(da)，對于厚度6~15mm 范圍(wei)內玻璃(li)大(da)(da)量離散(san)型數據分析，可得到了極限抗(kang)彎強度的(de)(de)包絡線(xian)公式：

σ - 0.826σ鋼化 + 37.826

?但(dan)是(shi)玻(bo)璃的(de)斷裂(lie)強(qiang)(qiang)度離(li)散(san)性(xing)大，抗彎強(qiang)(qiang)度的(de)測定與(yu)測試條件如(ru)加載(zai)方(fang)式(shi)、加載(zai)速(su)率、持(chi)續時間等密切相關。很多國(guo)家(jia)往往采(cai)用(yong)統計(ji)分析(xi)方(fang)法推斷出玻(bo)璃的(de)實際(ji)應用(yong)強(qiang)(qiang)度，通(tong)常大量玻(bo)璃破壞的(de)試驗結果(guo)進(jin)行統計(ji)處理，給出設(she)計(ji)安全(quan)(quan)系數(shu)與(yu)玻(bo)璃失(shi)(shi)效(xiao)關系規律。玻(bo)璃作為建筑安全(quan)(quan)玻(bo)璃尤其(qi)作為防(fang)(fang)火(huo)玻(bo)璃應用(yong)時，必須(xu)考慮綜合載(zai)荷(he)(he)影(ying)響因素下玻(bo)璃強(qiang)(qiang)度的(de)安全(quan)(quan)系數(shu)，除應考慮玻(bo)璃強(qiang)(qiang)度木身離(li)散(san)安全(quan)(quan)系數(shu)K1外，還應考慮在(zai)火(huo)災受熱情況下各種環境(jing)載(zai)荷(he)(he)作用(yong)下的(de)安全(quan)(quan)系數(shu)K2， 在(zai)玻(bo)璃幕墻工程技(ji)術規范(fan)中約(yue)定了(le)玻(bo)璃幕墻失(shi)(shi)效(xiao)概率為0.1％ ，其(qi)強(qiang)(qiang)度離(li)散(san)安全(quan)(quan)系數(shu)K1未2.5。防(fang)(fang)火(huo)玻(bo)璃在(zai)火(huo)災環境(jing)受熱失(shi)(shi)效(xiao)考核(he)時著火(huo)后(hou)氣壓變化(hua)、燃燒熱點隨(sui)機性(xing)等因素，如(ru)果(guo)簡單(dan)按照風(feng)壓載(zai)荷(he)(he)安全(quan)(quan)系數(shu)考慮，防(fang)(fang)火(huo)玻(bo)璃的(de)臨界強(qiang)(qiang)度設(she)計(ji)可參照下表(biao)設(she)計(ji)。

表1 綜(zong)合載荷作(zuo)用下(xia)玻(bo)璃臨界強度的安(an)全系數設計

綜(zong)上可(ke)知，玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)的(de)(de)斷裂(lie)(lie)力學特性己經有(you)較為成(cheng)熟的(de)(de)研究和共同(tong)的(de)(de)認知結(jie)論，玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)材(cai)料的(de)(de)組成(cheng)結(jie)構(gou)加工決定(ding)了(le)其固有(you)的(de)(de)力學特性和力學參數。因(yin)此(ci)，不(bu)同(tong)類(lei)型、不(bu)同(tong)厚度(du)(du)的(de)(de)單片防火(huo)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)所承受的(de)(de)耐火(huo)臨(lin)(lin)界破裂(lie)(lie)應力是確定(ding)的(de)(de)，在(zai)鈉(na)鈣硅玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)基礎上，通過借用物(wu)理、化(hua)學強化(hua)手(shou)段提(ti)高玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)的(de)(de)表(biao)面壓(ya)應力，通過精(jing)細加工改善(shan)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)表(biao)面和邊緣(yuan)微觀裂(lie)(lie)紋(wen)，提(ti)高其在(zai)一定(ding)尺(chi)度(du)(du)范圍(wei)和耐火(huo)條件(jian)下的(de)(de)臨(lin)(lin)界破壞強度(du)(du)，是可(ke)行的(de)(de)。

3.2 玻璃受熱破裂的機理分析

1985 年，世界火(huo)(huo)災(zai)(zai)學之父，哈佛大(da)學的(de)(de)Emmons教(jiao)授在(zai)第一(yi)(yi)屆(jie)國際(ji)火(huo)(huo)災(zai)(zai)大(da)會上首(shou)先提出了“玻(bo)(bo)璃破(po)裂(lie)是(shi)(shi)火(huo)(huo)災(zai)(zai)研(yan)(yan)究(jiu)中(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)(de)結構問題(ti)”。許多(duo)研(yan)(yan)究(jiu)人員(yuan)通(tong)過實驗(yan)、理(li)論、數值模(mo)破(po)裂(lie)機(ji)理(li)和(he)預測模(mo)型(xing)法來探究(jiu)玻(bo)(bo)璃在(zai)火(huo)(huo)災(zai)(zai)中(zhong)的(de)(de)破(po)裂(lie)機(ji)理(li)和(he)預測模(mo)型(xing)，并(bing)且發現(xian)由溫(wen)(wen)差形成的(de)(de)內部(bu)熱(re)(re)應力是(shi)(shi)玻(bo)(bo)璃受熱(re)(re)破(po)裂(lie)的(de)(de)主要(yao)原因(yin)。玻(bo)(bo)璃在(zai)制作(zuo)和(he)加工(gong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)，內部(bu)熱(re)(re)應力及表面張(zhang)力變化產生的(de)(de)微小裂(lie)紋(wen)（瑕(xia)疵(ci)）隨機(ji)分布在(zai)玻(bo)(bo)璃內部(bu)，導(dao)致裂(lie)紋(wen)起裂(lie)具有很(hen)強的(de)(de)隨機(ji)性，而且一(yi)(yi)旦起裂(lie)，裂(lie)紋(wen)的(de)(de)擴展速(su)(su)度往(wang)往(wang)大(da)于2000m/s ，其形成“孤島”并(bing)且脫落速(su)(su)度很(hen)快，最(zui)終玻(bo)(bo)璃完(wan)全破(po)裂(lie)失效。火(huo)(huo)災(zai)(zai)中(zhong)玻(bo)(bo)璃的(de)(de)破(po)裂(lie)主要(yao)分為兩個(ge)階段，第一(yi)(yi)個(ge)是(shi)(shi)火(huo)(huo)源(yuan)和(he)熱(re)(re)煙氣向玻(bo)(bo)璃的(de)(de)傳熱(re)(re)過程(cheng)(cheng)，另一(yi)(yi)個(ge)是(shi)(shi)玻(bo)(bo)璃溫(wen)(wen)度不(bu)均勻產生熱(re)(re)應力導(dao)致其破(po)裂(lie)和(he)脫落的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。當然火(huo)(huo)災(zai)(zai)中(zhong)的(de)(de)玻(bo)(bo)璃還可能(neng)存在(zai)第三階段，即玻(bo)(bo)璃在(zai)軟(ruan)化溫(wen)(wen)度之前有效抵抗了熱(re)(re)變形而未(wei)破(po)裂(lie)，而是(shi)(shi)隨著火(huo)(huo)災(zai)(zai)持(chi)續升溫(wen)(wen)直至高(gao)溫(wen)(wen)下軟(ruan)化流變失效的(de)(de)過程(cheng)(cheng)（涉及玻(bo)(bo)璃高(gao)溫(wen)(wen)耐火(huo)(huo)極限的(de)(de)問題(ti)，本文(wen)暫(zan)不(bu)討論）。

第一(yi)個(ge)階段(duan)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)傳(chuan)(chuan)熱(re)是非(fei)常復雜(za)的(de)(de)(de)(de)過程，涉(she)及到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)一(yi)維(wei)、二維(wei)和(he)厚(hou)度方向上三維(wei)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度分(fen)(fen)布，主(zhu)要是輻(fu)射(she)造成的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布和(he)對(dui)流(liu)傳(chuan)(chuan)到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)雙重影(ying)響(xiang)，還有玻(bo)(bo)(bo)璃(li)材質(zhi)、玻(bo)(bo)(bo)璃(li)結構的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。張毅(yi)等人論文指出，發生(sheng)火(huo)(huo)(huo)(huo)災(zai)時(shi)(shi)，玻(bo)(bo)(bo)璃(li)暴露表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)受到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)火(huo)(huo)(huo)(huo)源(yuan)和(he)煙氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)熱(re)輻(fu)射(she)、熱(re)傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)和(he)熱(re)對(dui)流(liu)作用，到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)達較高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度。而玻(bo)(bo)(bo)璃(li)被邊框(kuang)遮(zhe)蔽(bi)(bi)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)不(bu)能直接受到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)火(huo)(huo)(huo)(huo)源(yuan)和(he)煙氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)熱(re)輻(fu)射(she)、熱(re)傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)和(he)熱(re)對(dui)流(liu)作用，導(dao)(dao)致遮(zhe)蔽(bi)(bi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度較暴露表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度低。由于玻(bo)(bo)(bo)璃(li)是熱(re)的(de)(de)(de)(de)不(bu)良導(dao)(dao)體(ti)，暴露表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度并不(bu)會很快傳(chuan)(chuan)遞到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)遮(zhe)蔽(bi)(bi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)和(he)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)背火(huo)(huo)(huo)(huo)面(mian)(mian)。隨著火(huo)(huo)(huo)(huo)源(yuan)熱(re)釋放(fang)速率的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷提高(gao)，玻(bo)(bo)(bo)璃(li)暴露表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)與遮(zhe)蔽(bi)(bi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)、玻(bo)(bo)(bo)璃(li)向火(huo)(huo)(huo)(huo)面(mian)(mian)與背火(huo)(huo)(huo)(huo)面(mian)(mian)之間的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度差(cha)(cha)不(bu)斷增大，當溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度差(cha)(cha)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)應(ying)(ying)力達到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)所能承(cheng)受的(de)(de)(de)(de)臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)力時(shi)(shi)，玻(bo)(bo)(bo)璃(li)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)就(jiu)會產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋。一(yi)般來(lai)說火(huo)(huo)(huo)(huo)災(zai)場景下玻(bo)(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)首次(ci)破(po)(po)裂(lie)(lie)發生(sheng)在(zai)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)邊緣(yuan)部分(fen)(fen)，不(bu)少(shao)研(yan)究(jiu)(jiu)者通過實(shi)驗(yan)找出玻(bo)(bo)(bo)璃(li)破(po)(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)基本溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)(cha)，Keski-Rahkonen研(yan)究(jiu)(jiu)認為(wei)(wei)普通鈉鈣硅(gui)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)破(po)(po)裂(lie)(lie)臨(lin)界(jie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)(cha)為(wei)(wei)80℃，Skelly研(yan)究(jiu)(jiu)普通玻(bo)(bo)(bo)璃(li)在(zai)火(huo)(huo)(huo)(huo)災(zai)中的(de)(de)(de)(de)破(po)(po)裂(lie)(lie)行為(wei)(wei)，其實(shi)驗(yan)測量到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)(cha)為(wei)(wei)90℃，Xie做了鋼化(hua)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)破(po)(po)裂(lie)(lie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)，發現(xian)6mm厚(hou)鋼化(hua)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)破(po)(po)裂(lie)(lie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)(cha)為(wei)(wei)330~380℃，10mm厚(hou)鋼化(hua)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)破(po)(po)裂(lie)(lie)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)(cha)為(wei)(wei)470~590℃等。

目前(qian)所有(you)研(yan)究(jiu)者的(de)(de)(de)實驗(yan)結果(guo)都統(tong)一地認為玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)表(biao)(biao)面溫(wen)(wen)差(cha)是(shi)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)破(po)(po)(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)內在(zai)機理，即當溫(wen)(wen)差(cha)產(chan)生的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)應(ying)力應(ying)力大(da)(da)于(yu)(yu)(yu)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)極(ji)限(xian)抗拉應(ying)力時，玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)就(jiu)會發(fa)生破(po)(po)(po)裂(lie)(lie)。因(yin)此(ci)實際應(ying)用中(zhong)分(fen)析(xi)研(yan)究(jiu)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)炸裂(lie)(lie)問題，主(zhu)要(yao)是(shi)分(fen)析(xi)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)分(fen)布的(de)(de)(de)規律和(he)影(ying)響(xiang)因(yin)素，對(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)防火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)應(ying)用場景而(er)(er)言，需要(yao)考慮火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)特征、熱(re)(re)(re)傳(chuan)導(dao)模式、四周遮蔽(bi)(bi)框(kuang)(kuang)式安裝、環(huan)(huan)境(jing)風壓等綜合因(yin)素的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。首先火(huo)(huo)災(zai)(zai)(zai)環(huan)(huan)境(jing)下熱(re)(re)(re)輻射往(wang)往(wang)占到(dao)很大(da)(da)比例，火(huo)(huo)焰和(he)高(gao)溫(wen)(wen)煙氣的(de)(de)(de)輻射在(zai)穿透玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)時被部分(fen)吸收(shou)，研(yan)究(jiu)數據表(biao)(biao)明(ming)對(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)6mm的(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)，63％的(de)(de)(de)輻射被1mm的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)(du)所吸收(shou)，因(yin)此(ci)厚(hou)度(du)(du)(du)方向上存在(zai)輻射溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)。此(ci)外(wai)，不論(lun)是(shi)厚(hou)度(du)(du)(du)方向還是(shi)平面方向上，玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)會受(shou)(shou)到(dao)熱(re)(re)(re)輻射和(he)對(dui)(dui)流、傳(chuan)導(dao)三種(zhong)因(yin)素的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，尤(you)其(qi)是(shi)雙層或(huo)多層玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)時，產(chan)生溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)差(cha)異(yi)的(de)(de)(de)關聯因(yin)素將更(geng)加(jia)復雜。此(ci)外(wai)，在(zai)建筑外(wai)墻防火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)遭遇火(huo)(huo)災(zai)(zai)(zai)時，由于(yu)(yu)(yu)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)遮蔽(bi)(bi)位置和(he)遮蔽(bi)(bi)面積的(de)(de)(de)不同造成熱(re)(re)(re)載荷(he)(he)分(fen)布差(cha)異(yi)顯(xian)得(de)更(geng)為重要(yao)，玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)遮蔽(bi)(bi)區(qu)域(yu)(yu)由于(yu)(yu)(yu)沒(mei)有(you)受(shou)(shou)到(dao)火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)輻射載荷(he)(he)作用，其(qi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升(sheng)高(gao)主(zhu)要(yao)來源(yuan)(yuan)于(yu)(yu)(yu)非(fei)遮蔽(bi)(bi)區(qu)域(yu)(yu)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)傳(chuan)導(dao)，因(yin)此(ci)遮蔽(bi)(bi)區(qu)域(yu)(yu)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)相(xiang)比較(jiao)非(fei)遮蔽(bi)(bi)區(qu)域(yu)(yu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)明(ming)顯(xian)較(jiao)低，形成的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)差(cha)熱(re)(re)(re)應(ying)力的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)來源(yuan)(yuan)，對(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)有(you)框(kuang)(kuang)遮蔽(bi)(bi)的(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)結構，最大(da)(da)應(ying)力總是(shi)產(chan)生在(zai)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)板卜遮蔽(bi)(bi)與(yu)非(fei)遮蔽(bi)(bi)區(qu)域(yu)(yu)的(de)(de)(de)交界處，可認為是(shi)裂(lie)(lie)紋起裂(lie)(lie)最為危(wei)險(xian)的(de)(de)(de)區(qu)叢同樣有(you)研(yan)究(jiu)表(biao)(biao)明(ming)，火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)位置對(dui)(dui)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)受(shou)(shou)熱(re)(re)(re)破(po)(po)(po)裂(lie)(lie)行(xing)為影(ying)響(xiang)顯(xian)著，裂(lie)(lie)紋更(geng)容(rong)(rong)易(yi)從高(gao)溫(wen)(wen)區(qu)（火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)位置）起裂(lie)(lie)，隨著火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)和(he)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)趾(zhi)離的(de)(de)(de)增加(jia)，玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)臨(lin)界破(po)(po)(po)裂(lie)(lie)時間也相(xiang)應(ying)增加(jia)。研(yan)究(jiu)者通(tong)(tong)過調整火(huo)(huo)源(yuan)(yuan)位置改變玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)表(biao)(biao)面溫(wen)(wen)差(cha)，進行(xing)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)臨(lin)界破(po)(po)(po)裂(lie)(lie)條件和(he)破(po)(po)(po)裂(lie)(lie)危(wei)險(xian)期分(fen)析(xi)，通(tong)(tong)過大(da)(da)量統(tong)計實驗(yan)表(biao)(biao)明(ming)在(zai)火(huo)(huo)場中(zhong)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)破(po)(po)(po)裂(lie)(lie)和(he)脫落(luo)往(wang)往(wang)發(fa)生在(zai)火(huo)(huo)勢的(de)(de)(de)穩定發(fa)展期，該階段火(huo)(huo)焰和(he)煙氣容(rong)(rong)易(yi)發(fa)生蔓(man)延，從而(er)(er)在(zai)火(huo)(huo)災(zai)(zai)(zai)演化中(zhong)造成非(fei)常(chang)嚴(yan)重的(de)(de)(de)后果(guo)，因(yin)此(ci)可以說玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)破(po)(po)(po)裂(lie)(lie)或(huo)火(huo)(huo)災(zai)(zai)(zai)蔓(man)延是(shi)相(xiang)互動態(tai)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)。

3.3 玻璃熱炸裂的其他影響因素

如(ru)上(shang)所述，玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)本(ben)身的(de)(de)(de)力(li)學性能和火(huo)(huo)災中的(de)(de)(de)熱應力(li)產生共同(tong)決定(ding)了玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)破(po)(po)(po)裂(lie)，但實(shi)際的(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)應用場(chang)景是(shi)非常復雜的(de)(de)(de)，不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)厚度(du)(du)(du)(du)、尺(chi)寸、長寬比(bi)、加工質(zhi)量、安裝(zhuang)條件(jian)都會(hui)帶來很大(da)的(de)(de)(de)隨機性隱患。例如(ru)，玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)厚度(du)(du)(du)(du)是(shi)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)一個(ge)基(ji)本(ben)參數(shu)，建筑(zhu)(zhu)中為(wei)(wei)了滿(man)足(zu)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)需(xu)求，往往會(hui)采用不(bu)(bu)同(tong)厚度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)。謝啟源(yuan)等人發現6mm鋼(gang)化玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)所能承受的(de)(de)(de)最(zui)大(da)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)差為(wei)(wei)330~380℃，10mm厚度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)所能承受的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)差為(wei)(wei)470~590 ℃ 。上(shang)述提(ti)及的(de)(de)(de)邊框(kuang)安裝(zhuang)、遮蔽條件(jian)對于(yu)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)破(po)(po)(po)裂(lie)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)十分顯著，隨著遮蔽寬度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加，首次(ci)破(po)(po)(po)裂(lie)時間呈先減小后增(zeng)大(da)的(de)(de)(de)趨勢，研究(jiu)表(biao)明鋁(lv)框(kuang)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)窗要比(bi)木(mu)頭(tou)框(kuang)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)窗能承受更長時間的(de)(de)(de)熱載荷。外界(jie)條件(jian)對其(qi)防(fang)火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)破(po)(po)(po)裂(lie)同(tong)樣有(you)重要影(ying)響(xiang)，其(qi)中火(huo)(huo)災場(chang)景下的(de)(de)(de)水幕(mu)(mu)（水噴淋）是(shi)影(ying)響(xiang)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)破(po)(po)(po)裂(lie)最(zui)主要的(de)(de)(de)外界(jie)因(yin)素之一，在(zai)火(huo)(huo)災初期玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)較(jiao)低時，水幕(mu)(mu)具(ju)(ju)有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)保護作用，但是(shi)當玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)超過臨(lin)界(jie)值再(zai)施加水幕(mu)(mu)，會(hui)對玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)破(po)(po)(po)裂(lie)和脫落具(ju)(ju)有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)促進作用，驗結(jie)果表(biao)明250℃為(wei)(wei)臨(lin)界(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，即當玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)表(biao)面溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)在(zai)此之上(shang)施加水噴淋，反而(er)會(hui)加速玻(bo)(bo)(bo)(bo)漓的(de)(de)(de)破(po)(po)(po)裂(lie)和脫落。不(bu)(bu)可(ke)避免地(di)，在(zai)實(shi)際火(huo)(huo)災環境下，火(huo)(huo)源(yuan)爆(bao)燃所產生的(de)(de)(de)熱振效應、煙氣(qi)沖擊、建筑(zhu)(zhu)物變形等都可(ke)能對防(fang)火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)有(you)效性、安全(quan)性帶來致命影(ying)響(xiang)。

綜上，如(ru)此之多的玻璃(li)破裂影響因素，針對(dui)單片防火(huo)玻璃(li)的使用，就要求設計單位(wei)到產品生產、工程應用企業，必須(xu)充分考慮應用場景風險和玻璃(li)性能安全(quan)(quan)系數，提出可靠(kao)的安全(quan)(quan)設計使用范圍。

4 、單片防火玻璃受熱狀態下的數值模擬

4.1 玻璃破裂的隨機性和確定性

如上所述，玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)在機(ji)(ji)械載荷和熱(re)沖擊作用下非(fei)常(chang)容易發生(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)破壞，其強度(du)(du)遠低于(yu)理(li)論強度(du)(du)的(de)(de)主(zhu)要原因就(jiu)是生(sheng)產及加工(gong)過程中(zhong)(zhong)產生(sheng)的(de)(de)隨(sui)(sui)(sui)機(ji)(ji)分(fen)(fen)布(bu)的(de)(de)微裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋，在火災場景中(zhong)(zhong)，玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)破裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)所達到(dao)(dao)的(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)應力(li)實(shi)際上就(jiu)是其極限(xian)拉應力(li)，而正是由于(yu)微裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋的(de)(de)隨(sui)(sui)(sui)機(ji)(ji)分(fen)(fen)布(bu)，導致即(ji)(ji)便是同一批次(ci)生(sheng)產的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)都(dou)會(hui)有不同的(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)應力(li)，即(ji)(ji)產生(sheng)了(le)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)破裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)隨(sui)(sui)(sui)機(ji)(ji)性和不確(que)定性。關于(yu)這種隨(sui)(sui)(sui)機(ji)(ji)性和不確(que)定性，國內外進(jin)行(xing)(xing)了(le)大量的(de)(de)統計性研究，常(chang)見的(de)(de)是采用weibull函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)進(jin)行(xing)(xing)可靠(kao)性分(fen)(fen)析(xi)(xi)。例如，對大量的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)力(li)學測試結果(guo)進(jin)行(xing)(xing)weibull函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)分(fen)(fen)析(xi)(xi)后(hou)得到(dao)(dao)普通玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)的(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)應力(li)為40MPa；日本(ben)建筑研究院分(fen)(fen)析(xi)(xi)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)破裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)和脫落(luo)概率與高(gao)斯函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)關系，利(li)(li)用指數(shu)(shu)(shu)(shu)分(fen)(fen)布(bu)函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)對結果(guo)進(jin)行(xing)(xing)隨(sui)(sui)(sui)機(ji)(ji)分(fen)(fen)析(xi)(xi)，得到(dao)(dao) 4mm和6mm厚(hou)度(du)(du)的(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)脫落(luo)臨界熱(re)流分(fen)(fen)別(bie)為20KW/㎡和 28KW/㎡；中(zhong)(zhong)國火災研究實(shi)驗室利(li)(li)用自行(xing)(xing)設計的(de)(de)均勻(yun)輻射封閉箱體實(shi)驗裝置對浮法(fa)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)和Low-E玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)進(jin)行(xing)(xing)實(shi)驗，發現相同工(gong)況下玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)破裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)時(shi)刻的(de)(de)中(zhong)(zhong)心溫度(du)(du)、溫度(du)(du)差及熱(re)應力(li)也(ye)呈weibull函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)隨(sui)(sui)(sui)機(ji)(ji)分(fen)(fen)布(bu)，并得到(dao)(dao)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)破裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)關鍵參數(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)生(sheng)存(cun)概率函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)、故障概率函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)及概率密度(du)(du)函(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)。

與(yu)隨機性(xing)(xing)對應(ying)的(de)(de)(de)(de)是確定(ding)性(xing)(xing)結(jie)論(lun)，即玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)是可(ke)(ke)以(yi)計算和(he)確定(ding)的(de)(de)(de)(de)，同時(shi)(shi)也是可(ke)(ke)以(yi)避免(mian)的(de)(de)(de)(de)，玻(bo)(bo)璃(li)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)確定(ding)性(xing)(xing)分(fen)析(xi)主要體(ti)現在(zai)應(ying)力(li)分(fen)布(bu)計算和(he)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)時(shi)(shi)間(jian)(jian)預(yu)測兩個方面。根據(ju)玻(bo)(bo)璃(li)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)邊緣熱應(ying)變和(he)胡克定(ding)律可(ke)(ke)以(yi)推斷(duan)0.07％的(de)(de)(de)(de)熱膨脹就能夠使(shi)玻(bo)(bo)璃(li)在(zai)火(huo)災下(xia)發(fa)生破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)，在(zai)熱應(ying)變的(de)(de)(de)(de)基礎上，進一步分(fen)析(xi)玻(bo)(bo)璃(li)內部的(de)(de)(de)(de)傳熱和(he)應(ying)力(li)分(fen)布(bu)，可(ke)(ke)得出玻(bo)(bo)璃(li)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)溫度場模型(xing)，目(mu)前多(duo)種(zhong)理論(lun)模型(xing)都可(ke)(ke)以(yi)預(yu)測玻(bo)(bo)璃(li)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)所需的(de)(de)(de)(de)臨界條件，例如邊框遮蔽區和(he)火(huo)焰暴露區的(de)(de)(de)(de)溫度差為80℃ 。在(zai)玻(bo)(bo)璃(li)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)時(shi)(shi)間(jian)(jian)預(yu)測方面，研究(jiu)從一維、二維傳熱分(fen)析(xi)，逐(zhu)漸過渡到三維模型(xing)的(de)(de)(de)(de)建立，更(geng)為準確的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)最(zui)大(da)主應(ying)力(li)并以(yi)此為判據(ju)判斷(duan)玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)(de)(de)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)，這種(zhong)研究(jiu)與(yu)真實(shi)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)時(shi)(shi)間(jian)(jian)和(he)火(huo)災情況具有較好的(de)(de)(de)(de)一致性(xing)(xing)。

4.2 玻璃受熱狀態下的數值模擬

實驗直接(jie)研究(jiu)玻(bo)璃破(po)裂(lie)(lie)現象是最為(wei)直接(jie)和有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法，但是玻(bo)璃在火(huo)災下(xia)的(de)(de)(de)(de)破(po)裂(lie)(lie)行(xing)為(wei)具(ju)有(you)很強的(de)(de)(de)(de)隨機(ji)性，加之(zhi)火(huo)災場景的(de)(de)(de)(de)復雜多變，這給火(huo)災情(qing)況下(xia)玻(bo)璃的(de)(de)(de)(de)破(po)裂(lie)(lie)行(xing)為(wei)研究(jiu)帶來了很大麻(ma)煩。研究(jiu)人員通過數(shu)值計算和計算機(ji)模擬的(de)(de)(de)(de)方(fang)法進(jin)行(xing)過破(po)裂(lie)(lie)行(xing)為(wei)的(de)(de)(de)(de)分(fen)析研究(jiu)也是非常有(you)意義的(de)(de)(de)(de)。

目前(qian)的(de)(de)(de)(de)計算(suan)機模(mo)(mo)(mo)擬(ni)火(huo)(huo)災(zai)場景(jing)中玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)學力學行(xing)為是一(yi)個相(xiang)對(dui)比較滯后的(de)(de)(de)(de)領域，比如常見(jian)的(de)(de)(de)(de)FDS、CFAST等火(huo)(huo)災(zai)科學模(mo)(mo)(mo)擬(ni)軟件，難以滿足真實場景(jing)中玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)破裂(lie)(lie)脫落(luo)的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)需(xu)求，致使準(zhun)確預測火(huo)(huo)災(zai)場景(jing)中火(huo)(huo)勢蔓延(yan)擴散有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)誤差。首先，單(dan)片（防火(huo)(huo)）玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)作為典(dian)型的(de)(de)(de)(de)脆性(xing)斷裂(lie)(lie)材料為研究對(dui)象時(shi)，應在系(xi)統分(fen)析玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)強度(du)離散性(xing)基礎上，結合(he)(he)實際(ji)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)破壞的(de)(de)(de)(de)臨界應力統計，這(zhe)樣才能(neng)正確地評價玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)實際(ji)工況(kuang)下(xia)的(de)(de)(de)(de)服役行(xing)為。接下(xia)來，玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)火(huo)(huo)災(zai)受熱(re)(re)(re)情況(kuang)下(xia)的(de)(de)(de)(de)數值模(mo)(mo)(mo)擬(ni)將開展三方(fang)面的(de)(de)(de)(de)內容：(1）熱(re)(re)(re)學模(mo)(mo)(mo)擬(ni)是以傳(chuan)熱(re)(re)(re)方(fang)程(cheng)為核心，將火(huo)(huo)源特性(xing)和(he)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)熱(re)(re)(re)物(wu)理(li)、傳(chuan)熱(re)(re)(re)機理(li)相(xiang)結合(he)(he)，盡可(ke)能(neng)真實的(de)(de)(de)(de)獲取(qu)傳(chuan)熱(re)(re)(re)模(mo)(mo)(mo)型和(he)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)溫(wen)度(du)場動(dong)態參(can)數。(2）力學模(mo)(mo)(mo)擬(ni)多(duo)是基于有(you)限元法，利用(yong) Hooke 定(ding)律(lv)（玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)為脆性(xing)材料階段）結合(he)(he)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)材料本征(zheng)物(wu)理(li)特征(zheng)參(can)數，計算(suan)不(bu)同載荷作用(yong)下(xia)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)三維應力分(fen)布特征(zheng)和(he)裂(lie)(lie)紋動(dong)態擴展過程(cheng)。（3）應用(yong)場景(jing)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)就(jiu)是通過熱(re)(re)(re)力耦合(he)(he)分(fen)析，建立完整產品工況(kuang)模(mo)(mo)(mo)型，精確求解玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)動(dong)態熱(re)(re)(re)力學參(can)數以及臨界破裂(lie)(lie)失效條件。

基于(yu)熱(re)(re)(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)耦合(he)分(fen)析(xi)算法，目前己(ji)有(you)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)火(huo)(huo)災(zai)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)預測模(mo)(mo)型和(he)(he)相關(guan)(guan)結(jie)論，通(tong)(tong)過一(yi)(yi)(yi)些主流成熟(shu)商用(yong)軟(ruan)件(jian)開展玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)熱(re)(re)(re)(re)(re)學、力(li)(li)(li)(li)學模(mo)(mo)擬(ni)(ni)得到(dao)了(le)(le)(le)很(hen)多有(you)意義的(de)(de)(de)(de)(de)數據。陳昊東等人(ren)采(cai)用(yong)有(you)限元(yuan)法，求(qiu)解玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)維熱(re)(re)(re)(re)(re)傳導方程，選取了(le)(le)(le)三(san)種典型熱(re)(re)(re)(re)(re)荷載作(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)實驗(yan)（熱(re)(re)(re)(re)(re)輻射，城(cheng)鄉交(jiao)界域(yu)(yu)(yu)火(huo)(huo)災(zai)和(he)(he)室內(nei)火(huo)(huo)災(zai)），并利用(yong)溫(wen)差(cha)準則(ze)對玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)首次破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)時間(jian)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)預測研(yan)究(jiu)，將模(mo)(mo)擬(ni)(ni)結(jie)果(guo)(guo)(guo)與前人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)計算和(he)(he)實驗(yan)結(jie)果(guo)(guo)(guo)比較(jiao)，驗(yan)證了(le)(le)(le)模(mo)(mo)型的(de)(de)(de)(de)(de)適用(yong)性和(he)(he)代(dai)碼的(de)(de)(de)(de)(de)可靠性。劉永軍等人(ren)開展了(le)(le)(le)耐火(huo)(huo)窗(chuang)用(yong)防(fang)火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)數值模(mo)(mo)擬(ni)(ni)，其使用(yong)ANSYS軟(ruan)件(jian)分(fen)析(xi)預定(ding)火(huo)(huo)災(zai)場(chang)景下(xia)(xia)防(fang)火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)場(chang)，計算防(fang)火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)在(zai)四(si)(si)種不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)學邊(bian)界約束下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)分(fen)布(bu)和(he)(he)單(dan)元(yuan)失效過程，結(jie)果(guo)(guo)(guo)防(fang)火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)溫(wen)度(du)場(chang)出現(xian)“邊(bian)框(kuang)現(xian)象”，基于(yu)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)結(jie)果(guo)(guo)(guo)提出了(le)(le)(le)四(si)(si)點(dian)(dian)(dian)固(gu)定(ding)防(fang)火(huo)(huo)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)是一(yi)(yi)(yi)種較(jiao)為(wei)合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)裝方式(shi)。王(wang)禹(yu)實驗(yan)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)(guo)(guo)顯示(shi)，玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)火(huo)(huo)災(zai)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)脫落和(he)(he)安(an)裝約束方式(shi)有(you)很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系，通(tong)(tong)過應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)得到(dao)四(si)(si)點(dian)(dian)(dian)支撐幕墻玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)時內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)大(da)拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)為(wei)37.0MPa，接近于(yu)實驗(yan)所(suo)使用(yong)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)抗拉(la)強度(du)，玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)最(zui)(zui)終(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)原因是內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)超(chao)過了(le)(le)(le)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)抗拉(la)強度(du)，對比框(kuang)式(shi)安(an)裝玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)分(fen)析(xi)，框(kuang)式(shi)安(an)裝玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)最(zui)(zui)大(da)區域(yu)(yu)(yu)往(wang)(wang)往(wang)(wang)在(zai)遮(zhe)蔽(bi)區域(yu)(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)界處，點(dian)(dian)(dian)式(shi)安(an)裝玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)最(zui)(zui)大(da)區域(yu)(yu)(yu)是在(zai)固(gu)定(ding)點(dian)(dian)(dian)周(zhou)圍。其采(cai)用(yong)有(you)限元(yuan)計算的(de)(de)(de)(de)(de)方法通(tong)(tong)過計算應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)分(fen)布(bu)有(you)效預測不同(tong)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)安(an)裝形式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)起裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)位(wei)置和(he)(he)臨(lin)界破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)溫(wen)差(cha)（約 150 ℃ ），且(qie)根據熱(re)(re)(re)(re)(re)流與溫(wen)差(cha)數值關(guan)(guan)系明(ming)確指出了(le)(le)(le)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)往(wang)(wang)往(wang)(wang)發生(sheng)在(zai)火(huo)(huo)源穩定(ding)燃燒階段。陸偉等研(yan)究(jiu)風(feng)載荷作(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)(xia)火(huo)(huo)災(zai)中玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)首次破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)時間(jian)和(he)(he)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)分(fen)布(bu)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)預測，同(tong)樣指出玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)暴露(lu)區域(yu)(yu)(yu)熱(re)(re)(re)(re)(re)膨脹使得遮(zhe)蔽(bi)區域(yu)(yu)(yu)受到(dao)拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)直至發生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)。綜上，國內(nei)外學者(zhe)對玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)在(zai)火(huo)(huo)災(zai)中響應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)規律及破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)機理進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)大(da)量研(yan)究(jiu)，均(jun)得出邊(bian)緣(yuan)遮(zhe)蔽(bi)區域(yu)(yu)(yu)是發生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)概(gai)率最(zui)(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置，一(yi)(yi)(yi)致(zhi)認為(wei)對于(yu)四(si)(si)周(zhou)遮(zhe)蔽(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)遮(zhe)蔽(bi)區域(yu)(yu)(yu)和(he)(he)非遮(zhe)區域(yu)(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)溫(wen)度(du)差(cha)所(suo)導致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)即(ji)為(wei)玻(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)(li)(li)(li)破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)根本(ben)原因。

圖 1 不同安裝形式下玻璃火災受(shou)熱(re)后的應(ying)力分布(bu)

?上(shang)圖為不同點安裝(zhuang)無遮蔽(bi)玻璃(li)(li)和遮蔽(bi)安裝(zhuang)玻璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)受熱應(ying)力分布(bu)圖，二(er)者(zhe)有較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)差異，以常見(jian)的(de)(de)(de)(de)遮蔽(bi)安裝(zhuang)右圖為例，可(ke)以看出玻璃(li)(li)邊緣遮蔽(bi)區(qu)域(yu)(yu)受到(dao)拉(la)應(ying)力作用(yong)，玻璃(li)(li)中心區(qu)域(yu)(yu)受到(dao)壓應(ying)力作用(yong)，且(qie)第(di)一主應(ying)力在破(po)裂(lie)時刻之前最大(da)值分別為 31.21MPa 、 32.04MPa 、 31.98MPa 和 30.94Mpa ，這(zhe)與陳昊(hao)東等人模(mo)擬 3mm 玻璃(li)(li)破(po)裂(lie)應(ying)力為 40MPa 以及傳統玻璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)臨界破(po)裂(lie)應(ying)力允(yun)許(xu)值基本(ben)(ben)對(dui)應(ying)，這(zhe)個數(shu)據是基本(ben)(ben)接近真實(shi)情況的(de)(de)(de)(de)。因此，在充分考慮著火環境條件和模(mo)擬計算(suan)參數(shu)的(de)(de)(de)(de)情況下，研究者(zhe)很(hen)(hen)(hen)好的(de)(de)(de)(de)實(shi)現(xian)了玻璃(li)(li)火災環境下數(shu)值計算(suan)代碼的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性和模(mo)型的(de)(de)(de)(de)適用(yong)性，對(dui)復雜綜合(he)條件下玻璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)動態反應(ying)做出了很(hen)(hen)(hen)好的(de)(de)(de)(de)判斷。例如 Harada 、 Pagni 、陳昊(hao)東等人通過不同的(de)(de)(de)(de)數(shu)值模(mo)型預測求解玻璃(li)(li)首次破(po)裂(lie)時間，經(jing)過結果分析和實(shi)際(ji)實(shi)驗數(shu)值對(dui)比都呈(cheng)現(xian)出了很(hen)(hen)(hen)好的(de)(de)(de)(de)吻合(he)一致性，且(qie)準確地呈(cheng)現(xian)了玻璃(li)(li)在火災中的(de)(de)(de)(de)破(po)裂(lie)規律。

5 、結論

綜上所述，目前關于玻(bo)璃的(de)(de)(de)本征力(li)學性(xing)能和火災(zai)場(chang)景下(xia)玻(bo)璃熱炸裂的(de)(de)(de)理論數據(ju)(ju)是(shi)(shi)非(fei)常豐富(fu)的(de)(de)(de)，玻(bo)璃在遇火災(zai)時的(de)(de)(de)破裂失效機(ji)理也(ye)是(shi)(shi)非(fei)常清晰(xi)的(de)(de)(de)，已有(you)的(de)(de)(de)溫差(cha)判(pan)據(ju)(ju)、臨界(jie)應力(li)判(pan)據(ju)(ju)仍(reng)是(shi)(shi)判(pan)定玻(bo)璃破裂的(de)(de)(de)有(you)效依據(ju)(ju)。由于受到玻(bo)璃本身破裂隨機(ji)性(xing)的(de)(de)(de)影(ying)響，不同的(de)(de)(de)玻(bo)璃種類、加工方式、應用場(chang)景的(de)(de)(de)綜合條件下(xia)，使得目前單(dan)片(pian)防火玻(bo)璃臨界(jie)破裂的(de)(de)(de)可(ke)預測性(xing)難度大大增加，單(dan)片(pian)防火玻(bo)璃火災(zai)破裂失效的(de)(de)(de)隨機(ji)性(xing)風險不可(ke)避免。

從科學研究角度，有(you)必(bi)要針(zhen)對不(bu)同類(lei)別的(de)(de)新型玻(bo)璃(li)(li)材料進行火災場景(jing)(jing)下的(de)(de)熱力(li)學特性(xing)和破裂機理進一(yi)步研究，通過實驗測試和數值模擬(ni)計算相結合(he)的(de)(de)方(fang)法，建(jian)立集合(he)玻(bo)璃(li)(li)微觀尺度缺(que)陷、邊緣(yuan)條件、宏觀尺寸和應用場景(jing)(jing)參數的(de)(de)多維度參數模型或數據(ju)庫(ku)，充分(fen)體現(xian)材料特性(xing)、加工細節和應用場景(jing)(jing)的(de)(de)影響權(quan)重因子，使得單片防火玻(bo)璃(li)(li)的(de)(de)生產應用更加有(you)據(ju)可依(yi)。

從工程應用(yong)角(jiao)度，在(zai)滿足(zu)建(jian)筑防(fang)火(huo)設(she)計規(gui)范和(he)消防(fang)驗收的(de)(de)前提(ti)下，單(dan)片防(fang)火(huo)玻璃(li)也不(bu)能被一般性的(de)(de)對待(dai)，僅(jin)僅(jin)依(yi)靠(kao)單(dan)次試驗或者有(you)(you)限范圍的(de)(de)測試報告是不(bu)夠的(de)(de)，應根據工程性質和(he)安全等級需要進行著重(zhong)考慮(lv)。當出現(xian)例(li)如超大尺寸、超長耐火(huo)時間需求時，工程各方應開展多(duo)種形式的(de)(de)技術論證，使(shi)用(yong)更加穩健的(de)(de)技術產品，使(shi)得(de)設(she)計具有(you)(you)本質上(shang)的(de)(de)可(ke)(ke)靠(kao)性和(he)重(zhong)復性，徹底解決風險的(de)(de)可(ke)(ke)能性和(he)火(huo)災中存在(zai)的(de)(de)不(bu)確(que)定(ding)性。

本文根據(ju)已有數據(ju)資料概(gai)述了單(dan)片(pian)防火(huo)玻璃(li)在(zai)火(huo)災初期（玻璃(li)為脆(cui)彈性(xing)范圍內(nei)）的(de)(de)熱炸裂(lie)行為和(he)相關機理，實際上單(dan)片(pian)防火(huo)玻璃(li)的(de)(de)耐火(huo)極限也(ye)取(qu)決于長時間高(gao)溫下(xia)其(qi)粘(zhan)彈性(xing)和(he)粘(zhan)流的(de)(de)特(te)性(xing)，這方(fang)面的(de)(de)研(yan)(yan)究是(shi)非常(chang)欠缺(que)的(de)(de)，作者將(jiang)在(zai)后續研(yan)(yan)究中進(jin)行討論分(fen)析。

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（作者：中國建筑材料科(ke)學(xue)研究(jiu)總院，國家玻(bo)璃深(shen)加工(gong)工(gong)程技術(shu)中心(xin)：李(li)要輝，楊磊(lei)(lei)，徐(xu)磊(lei)(lei)，徐(xu)志偉(wei)，張凡，王晉珍，穆元春(chun)）