透明玻璃钢采光板在各类建筑中应用的技术经济分析
时间：2020-12-30 12:02:51 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：透明玻璃钢采光板，系树系基复合材料，它是采用无碱玻璃纤维毡、强化聚酯树脂和进口高性能防老化薄膜（或凝胶）及添加剂等材料，经机械化连续成型的一种采光产品。本文对其与传统采光材料——玻璃采光板进行比较分析，从生产流程、性能、技术经济比较着手，论证了透明玻璃钢采光板在各类建筑中的应用取代玻璃采光板将是一个趋势，并指出了其存在的不足和今后需重点克服的地方。
关键词：透明玻璃钢；玻璃；采光板；技术经济分析
1．概述
透明玻璃钢（透光复合材料的主要类型），被称为第三代采光材料。透明玻璃钢是一种复合材料类采光材料。透明玻璃钢与普通玻璃钢相比有能抗击，不怕碰撞，透光率接近玻璃（透光率在90%），能使室照均匀，无光斑，不眩目，且具有比强度高，不易碎，有韧性，易于加工，耐化学腐蚀，导热系数小等诸多特点，在各类建筑中均有应用且日益应用广泛。[1]
玻璃钢采光板就是由透明玻璃钢制成，主要原料是不饱和聚酯树脂和无碱玻璃纤维，广泛用于工业、商业、农业、运输物流业等工业建筑屋面、墙面、走廊过道、体育场馆、花圃、苗圃的保温采光。目前能作为采光板的采光材料有三种，即玻璃、塑料和透明玻璃钢。由于塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体，且透光度、耐久度远不如另外两者，不具有对比性，固本文仅对玻璃和透明玻璃钢这两种材料做成的采光板做一些比较分析。
2.生产简介
玻璃生产工艺主要包括：①原料预加工。将块状原料粉碎，使潮湿原料干燥，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量。②配合料制备。③熔制。玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温加热，使之形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃。④成型。将液态玻璃加工成所要求形状的制品，如采光板一般是平板式的。⑤热处理。通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的结构状态。玻璃制备过程中会产生废气污染、粉尘污染、废水污染以及玻璃自身也含有害物质。
透明玻璃钢生产方法基本上分两大类，即湿法接触型和干法加压成型。如按工艺特点来分，有手糊成型、层压成型、RTM法、挤拉法、模压成型、缠绕成型等。手糊成型又包括手糊法、袋压法、喷射法、湿糊低压法和无模手糊法。我国有90%以上的产品是手糊法生产的，手糊法的特点是用湿态树脂成型，设备简单，费用少，一次能糊10m以上的整体产品。
3.性能对比
通过以上各参数可以看出，透明玻璃钢采光板的抗冲击性能优越，它不怕冰雹和碰撞，不会发生像玻璃采光板那样因温差变化而产生的自爆现象，因此比玻璃制成的安全；两者透光率相类似，但透明玻璃钢采光板有足够的强度和刚度，兼有采光和结构材料的性能特点。
4.技术经济分析
4.1技术对比分析
玻璃的热导率为1．392W／（m•K），而透明玻璃钢的热导率只有0．232W／（m•K），比玻璃小5倍以上，因此，用透明玻璃钢设计工厂和住房采光，不论是在寒冷地区冬季取暖，或是在南方地区夏日降温，都能有效地节约能源；透明玻璃钢的相对密度为1．5～1．9，约为玻璃相对密度的60％～70％，玻璃的最小厚度为3mm，而透明玻璃钢的厚度只有lmm。因此，每平方米透明玻璃钢采光面积的质量只相当于玻璃质量的20％，透明玻璃钢的拉伸强度、弯曲强度比玻璃高1～8倍。[2]
透明玻璃钢的最大优点是可以根据使用条件要求，对其物理力学性能进行设计，如强度设计、透光率及透过光质量设计、耐热及耐燃烧性设计等。还可以根据装饰工程要求，任意着色，使制品色泽鲜艳，有利于市政建设中的亮化工程。透明玻璃钢施工运输方便，透光复合材料制品质量小，抗冲击韧性大，在施工和运输过程中不会损坏，而一般玻璃在施工和运输过程中要损坏5％左右。
而且，玻璃采光板施工比较困难，没有透明玻璃钢采光板那样施工简单易行，还有，连接玻璃的胶易黑易漏水，用结构胶也不好，影响美观和耐久性。透明玻璃钢采光板自洁性能强，比普通玻璃采光板更不易留下污垢痕迹。
4.2经济对比分析
由于重油、纯缄等主要原、燃材料大幅涨价,带动玻璃生产成本不断上升。今年,如果重油和纯碱价格涨幅在10%,则浮法玻璃成本上涨幅度为6元/重箱至7元/重箱。目前燃油浮法线成本(不含税)已超过90元/重箱,再加上销项税,玻璃实际售价应高于100元/重箱,企业才能保本,否则将造成亏损。[3]（普通平板玻璃的计量方法一般以“重量箱”来计算，它是计算平板玻璃用料及成本的计量单位。一个重量箱等于2mm厚的平板玻璃10个平方的重量(重约50kg)。我们把玻璃看作一个立方体，重量等于体积乘以比重，4毫米的玻璃一重箱的平方数就是20除以4=5平方，5毫米的玻璃一重箱的平方数就是20除以5=4平方，10毫米的玻璃一重箱的平方数就是20除以10=2平方。）5mm厚的就是至少25元/平米，10mm厚度即至少50元/平米；中山市冠辉玻璃制品有限公司对玻璃的报价是8mm厚32元/平米，山西青山环保工程有限公司对玻璃钢采光板报价是25元/延米，是1-1.2米宽，北京瑞隆玻璃钢有限公司对玻璃钢采光板报价是32-36元/平方米。很明显，综合上述价格可知，透明玻璃钢采光板售价绝对优惠于普通玻璃采光板。
并且，上面讲到透明玻璃钢是一种能透光又能承受结构荷载的多功能材料。用它代替玻璃采光，可以简化设计，减少采光工程的结构材料（窗框、窗扇等），进而大大地提高采光效果和降低采光工程造价；使用透明玻璃钢能大大地降低采光制品的自重，增大采光制品的构件尺寸，提高采光工程的安装效率，也降低工程造价；热导率低于玻璃节约能源即节省费用。
总之，透明玻璃钢采光板相对玻璃采光板来说，其经济效用是可观的。经济是技术进步的目的，技术是达到经济目标的手段，是推动经济发展的强大动力。工程经济活动就是把科学研究、生产实践、经验积累中所得到的科学知识有选择地、创造性地应用到最有效地利用自然资源、人力资源和其他资源的经济活动和社会活动中，以满足人们需要的过程。[4]透明玻璃钢采光板正是工程经济活动的一个具体实例。
5.发展趋势和需要解决的一些问题
透明玻璃钢采光板有如上所述的那么多优势，所以，其在各类建筑中的应用取代玻璃采光板将是一个趋势。但是，透明玻璃钢采光板也存在一些缺点：耐久性差，透光复合材料的使用寿命为7-10年，大于10年后透光率降低到50%-70%；透明度比玻璃差，其透明度最高只能达到90%，而玻璃的透明度则为99%,对于住宅及办公室的窗户，透明度低会限制人们的视野，因此在建筑物向外视野部分，需用均质材料。[5]且对其老化问题也要相当重视，只有这样，才能最终在行业领域取代普通玻璃采光板。
参考文献:
［1］姚启均，透明玻璃钢，建材工业信息,1995年第23期.
［2］http://frpunion.ok586.cn/上海玻璃钢制品网数据，2007.5.29.
［3］王晶，我国玻璃业发展态势分析，技术与市场，2008.9.
［4］刘晓君主编，工程经济学（第二版），中国建筑工业出版社，2008.1
［5］车剑飞黄洁雯杨娟编，复合材料及其工程应用，机械工业出版社，2006.8
（作者通讯地址：武警工程学院陕西西安710086）
