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