博天下娱乐-官方首页冷弯玻璃是通过在平板玻璃或弯弧玻璃（单片玻璃、夹层玻璃或中空玻璃）上施加外力变形，将平板玻璃或弯弧（特指圆柱面）玻璃永久固定到预期弯曲的底部结构上而获得的。所以冷弯玻璃是一种特殊的安装工艺，以达到预期的立面效果。由于冷弯玻璃承受永久性内应力，因此必须使用预应力玻璃（钢化或者半钢化玻璃及其复合玻璃）代替浮法玻璃。冷弯玻璃按变形前的玻璃类型可分为平板冷弯玻璃和弯弧冷弯玻璃；按冷弯成型结构分可分为单角冷弯玻璃和自由曲面冷弯玻璃。

　　当前的建筑设计已不再拘泥于建造传统的“方盒子”造型，建筑师通过弯曲、扭曲甚至自由曲面的建筑表皮来传达设计理念。同时为了实现这一表皮效果，建筑师追求更加透明的建筑围护结构以及更大的板块分割。玻璃作为现代建筑中最常用的材料之一，为了实现这样的建筑表皮会更多地会使用曲面、双曲面和自由曲面的玻璃。这些玻璃玻璃加工难度大幅提升，制造成本显著提高，生产周期明显延长。这使得一些建筑师、顾问公司和幕墙公司开始尝试在一些场景使用冷弯玻璃工艺，通过计算机辅助设计技术、专家论证、样板试验等方式评估冷弯玻璃工艺的可行性，从而达到缩减玻璃生产周期和降低生产成本的目标。

　　为了实现建筑表皮的曲面效果，建筑师通常将表皮细分成区域尺寸更小的板块，从而实现曲面的平滑。随着板块尺寸的减小，虽然可以更精确地逼近所需的形状，但是这种分割总是伴随的不透明的结构支撑。受其所需的负载能力及采光需求的限制，这些面板不能无限小的分割。结合最大透明度的愿望与逼近理想表皮形状的初衷，工程师们在实践中开发了冷弯玻璃工艺，将较大的玻璃板块弯曲成预期的形状。通常冷弯玻璃与

　　图2概述了典型的冷弯玻璃几何形状。单角冷弯玻璃是实际运用中最常见的几何形状。图示的铝框架构件是直线的，玻璃是平板的。所有其他几何形状的冷弯玻璃，包括凸面球面、凹面球面、凹/凸自由曲面均基于弯曲框架构件。每个角（P1、P3、P5和 P7）、边缘中心（P2、P4、P6和P8）处的翘曲量以及翘曲数据（P1到P8）之间的关系定义了冷弯几何形状。

　　上述冷弯玻璃中单角冷弯玻璃工艺最为常见，工艺也最为成熟。单角冷弯的四边形玻璃图纸通常表示为A、B、C三点共面以及第四点D到平面的法向量Z（有方向），如下图。

　　此外，单角冷弯玻璃通常也可以通过曲面优化和生产工艺优化等方式实现，本文不作展开，参见《犀牛软件在（双）曲面玻璃深加工中的应用》。

　　顾名思义，自由曲面冷弯玻璃是指通过对平板玻璃或者弧面玻璃压弯形成预期的自由曲面。自由曲面冷弯玻璃与单角冷弯玻璃最大的不同在于框架的形状：单角冷弯玻璃的框架是线性的，而自由曲面冷弯玻璃的框架则根据立面形状定制而成。由于制作自由曲面冷弯玻璃框架的精度要求和制造成本偏高，周期较长，在实际应用过程中案例并不多，尤其在玻璃较厚的板块。

　　1）现场冷弯模式：玻璃面板和框架构件制成平面或者弧面，玻璃面板和框架构件之间施打硅酮结构胶。待硅酮结构胶完全干之后运送到现场，在现场安装时压弯形成预期的形状并固定在结构构件上。

　　2）车间冷弯模式：玻璃面板和框架构件在车间组合时，通过特殊的构件挤压形成预期形状并施打结构胶固定。然后将已冷弯的框架构件整体运送到现场安装。

　　3）现场+车间冷弯模式：玻璃面板和框架构件制成平面或者弧面，在车间压弯成型并施打结构胶。待结构胶完全干之后送至现场，现场安装时根据预期形状进行二次压弯，从而追踪达到较为理想的立面效果。

　　其中最常用的是现场冷弯模式。车间冷弯模式通常在批量相同或相似面板加工时采用，以提高工作效率。现场+车间冷弯模式一般用于双曲面或自由曲面冷弯玻璃，如双曲面玻璃在u方向曲率半径较小、v方向曲率半径较大，那么通常u方向冷弯以车间为主，v方向冷弯以现场为主。采用这样的分步冷弯主要是由于制作双曲面或自由曲面框架的成本高、周期长，仅制作主曲率方向的框架模型（通常优化为线段或圆弧段）效率更高，再经过现场二次冷压调整，从而达到预期效果。

　　基于3.1中的问题，需要通过一系列的模拟测试来验证玻璃冷弯的可行性。对于常见的幕墙玻璃---中空玻璃来讲，玻璃的扰度（通常采用钢化玻璃以提高其强度）、结构胶的抗撕裂性能、间隔条的抗变形性能以及中空玻璃的耐久性能是必须考量的。

　　测试模型：采用尺寸为1000*1000mm的4mm、6mm、8mm钢化玻璃及半钢化玻璃（每个规格各4片），其中底部为正方形框架（其上口为圆管以实现无扭转支撑）并附有EPDM胶条防止玻璃与框架发生硬接触，通过调整一个角的高度dZ来模拟单角冷弯。

　　在测试过程中通过记录角部的力传感器数据和各点的应力数据比较分析得到以下曲线 ：载荷-挠度图：（左）不同厚度和（右）不同残余应力水平的比较

　　由于玻璃冷弯和玻璃视图弯曲回原位置的相互作用，冷弯玻璃的硅酮结构胶处于长期应力荷载状态，一般认为硅酮结构胶允许的的长期应力荷载不超过短期应力荷载的10%（欧洲技术批准 ETA）。硅酮结构胶长期应力的分布主要取决于冷弯玻璃的几何形状应力分析的方法：包括手工计算和有限元（FE）分析法。

　　图9显示了典型中空玻璃在冷弯扰度下边缘密封系统的临界剪切应力。其剪切应力除了收到硅酮结构胶的影响，还有间隔条的种类相关。传统的刚性间隔条（如铝间隔条、不锈钢间隔条、不锈钢聚丙烯复合间隔条、玻纤间隔条等）与新型的柔性间隔条（硅酮泡沫结构的超级间隔条和热塑性塑料间隔条）在高剪切应力作用下的表现差异明显。中空玻璃在冷弯后会发生相对位置的偏移Δs（图9），故对间隔条结构有明显影响。

　　柔性的硅酮泡沫结构的超级间隔条（Super Spacer® T-spacer,以下简称SST）独特的三道密封结构，特别是第一道粘接力很强的丙烯酸覆盖使其在抗剪切应力时表现更为优异，并且超级间隔条同时适用于平面和曲面中空玻璃。图11显示了铝间隔条和SST在扰度测试下的比较：通过对比发现SST冷弯中空玻璃的剪切应力更小，同时也能承受更大的形变量。

　　此外，刚性间隔条中空玻璃由于在冷弯后玻璃与间隔条发生错位与翘曲，在中空玻璃的“泵”效应的作用下会加剧丁基胶的撕裂与错位，从而影响中空玻璃的水气密封耐久性能，大幅缩减中空玻璃预期使用寿命。柔性间隔条冷弯中空玻璃的优势主要体现在玻璃变形（外力/冷压、风压、“泵”效应的共同作用）时依旧能够保持主密封的完整性，从而保障中空玻璃的密封耐久性能。

　　图12中不同颜色的面板代表了不同的玻璃分类，也代表了不同的玻璃加工工艺：平板玻璃，平板玻璃冷弯，单曲面玻璃（特指圆柱面），双曲面玻璃。多种不同工艺的合理利用最终以合理的成本达到了完美的立面效果。工程师们在三维建模软件和有限元分析软件算法的基础上，结合实际测试模型与生产经验，在一定限度内平板冷弯玻璃与单曲面玻璃可以相互转换，单曲面玻璃可以优化为平板玻璃，双曲面玻璃可以优化为单曲面甚至平板玻璃。

　　[1] Beer, B.：自由形状冷弯结构硅胶玻璃幕墙 - 设计理念和挑战，玻璃性能日，2017

　　[2] Beer, B.：结构硅胶密封冷弯玻璃 - 高层项目引领新设计理念的经验，玻璃性能日，2015

　　[3] Beer, B.：复杂几何外墙 - 引入冷弯玻璃的新设计理念，玻璃性能日，2013