鋼化玻璃平整度及影像變形的檢測與評價方法

      近二十年，建筑玻璃工業在兩個方面取得了巨大的成功，一方面是安全，采用鋼化和夾層工藝，使玻璃的脆性降低到足以阻擋子彈的程度；另方面一個是節能，通過使用玻璃鍍膜，將輻射返回其來源，大大提高了玻璃的隔熱水平。但是，在我們追求安全與節能的同時，也在為此付出代價，在高性能的鍍膜和鋼化玻璃中，反射影像的畸變越來越受到用戶的關注，鋼化使玻璃的平整度變差，鍍膜增強了反射的影像，當我們將不同的強度和反射元素組合成復雜的高性能隔熱單元時，玻璃的影像變形就成為了無法回避的問題。

 

      幕墻玻璃產生影像畸變的原因很多，除了玻璃單元本身的變形外，玻璃裝配時，邊緣過度壓力導致的玻璃變形；中空玻璃內腔因氣溫和壓力的變化而改變玻璃的表面形狀，都會產生影像畸變。但在各種因素中，鋼化產生的變形無疑是最突出的，水平鋼化方式產生的變形主要有弓形彎、波形彎（輥子波）、邊部扭結和邊部翹曲。弓形彎和波形彎是行業里熟知的兩個參數；邊部扭結是鋼化玻璃的前端和未端的第一個波形彎，通常會明顯大于中部的波形彎；邊部翹曲只有歐州標準EN12150中有定義和測量方法，但國內玻璃加工企業已普遍接受。

 

      我們在玻璃上看到反射的圖像是因為光線在波前移動時從表面反射并返回到眼睛。當玻璃是平的時，反射的光線以相等但相反的角度反射，被視為正常。當光波前緣從曲面玻璃上反射回來時，角度不再相等，這就導致反射后的圖像被修正。在凹面上，反射圖像顯得又短又薄，而在凸面上，圖像則顯得拉伸，將這兩種效應與玻璃的輥子波畸變相結合，可以產生一種反射，這種反射會隨著觀察者相對于玻璃表面的移動進行拉伸和壓縮，出現行業里俗稱的哈哈鏡效果。

 

      雖然各國的鋼化玻璃標準都制定了彎曲度的限值和檢測方法，玻璃供應商通常提供的產品也都能滿足標準要求，但實際安裝在建筑上的玻璃仍然可能存在嚴重的影像變形，這種質量糾紛近幾年越來越多，因為它確實破壞了建筑的美感，這迫使設計師和終端客戶尋求一種 全新的評價方案。

      目前標準中定義的彎曲度測量方法如下圖

      弓形彎

 

      波形彎

 

      這種方法是基于一個理想化的近似，認為弓形彎是個標準的圓弧，波形彎是標準的正弦曲線，但實際的玻璃表面復雜多變且各點不盡相同，見下圖。這是一片6mmLOW-E鋼化玻璃的測試結果，兩條曲線分別表示玻璃沿傳輸方向掃描的波形彎和弓形彎，如果在垂直于玻璃傳輸方向上其他位置也進行掃描，則可以合成一張玻璃表面的三維形貌圖。

 

      顯然，用弓形彎和波形彎這兩個簡單的參數無法描述一片玻璃的平整度以及由此造成的影像變形。

 

 

      秦皇島先河科技發展有限公司日前研制了一款可以測量玻璃上述曲線和表面形貌的儀器，通過獲得的曲線，計算波形彎中每個波的峰谷（PV）值和每個峰谷處的光焦度（OP）值，并疊加弓形彎的OP值，可得到PV和OP兩組數據，使用統計工具，畫出質

 

      量統計曲線，在指定的質量閾值點查看變形量的累積占比，即可反映該片玻璃的整體質量水平，PV值表征玻璃的平整度、OP值表征玻璃的光焦度（影像變形）水平，如上圖，它表明該片玻璃光焦度低于50mdpt的部分累計占比達75%，而超過150mdpt的部分占比為6%。

 

      該評價方法可作為玻璃制造商優化鋼化工藝，提高玻璃平整度的工具，也可作為產品交付和質量仲裁的標準方法。