上周末，太古汇又下了一次“玻璃雨”，玻璃幕墙的安全问题再次引起关注。在全国各地发生的玻璃幕墙碎落报道中，钢化玻璃3‰左右的“自爆率”常被提及，玻璃究竟为什么会“自爆”？玻璃幕墙的自爆为什么频频发生？它是无法避免的吗？

“自爆”的都是钢化玻璃

华南理工大学材料科学与工程学院教授、中国硅酸盐学会特种玻璃分会理事彭明营介绍，玻璃幕墙用的一般是经过钢化处理过的浮法玻璃，是一种硅酸盐玻璃。之所以称为浮法玻璃，是因为在生产过程中玻璃熔体浮于锡槽上部冷却成型的缘故。所谓钢化处理，就是将玻璃在600℃左右高温处理，然后急冷获得。

玻璃经过钢化处理以后，玻璃表面形成压应力，内部形成张应力，两者在一般条件下达到平衡，所以玻璃不会破碎。万一破碎后，玻璃会碎成钝角而不是尖锐的碎片，所以可以在很大程度上减少对人身的伤害，故而被人们称之为安全玻璃，受到用户的青睐。

然而这种玻璃也有不安全的地方，那就是会有自爆现象。一般钢化玻璃的结构失效，既有外在原因，也有内在原因。

硫化镍是玻璃自爆的元凶

外在原因有多种，玻璃加工、储存、运输、安装等过程中都会无意地引入，譬如缺口、划痕、微裂纹等。这些缺陷可以成为玻璃结构失效的起点，一定条件下长成致命材料的致命伤。这些外在原因仔细检查，可以很容易发现。

有一些难以发现的内在原因，使得安全玻璃不安全，结构失效无先兆，也是玻璃工业一直无法解决的问题，那就是玻璃中的包容物。包容物中最为严重的就是一些硫化镍微晶相，它被认为是玻璃自爆的元凶。它主要是在浮法玻璃生产过程中引入的，部分来自于原料如石英砂等，部分来源于燃料如重油，部分来源于生产设备上使用的含镍合金等。

在高温下，硫化镍均匀分布在熔融玻璃液中，当温度逐渐降低形成玻璃的过程中，硫化镍逐渐结晶，由高温A lpha相六方晶系，逐渐转变为低温B eta相三方晶系，相转变温度为379℃，当高温相完全转变为低温相时，浮法玻璃不会自爆。(这两种晶相的晶体结构如图1与图2所示。)

但当浮法玻璃加工成钢化玻璃时，问题就出现了。钢化需要将玻璃在600℃左右热处理，这刚好在相转变温度以上，所有低温相三方晶系硫化镍(N iS)转变为高温六方晶系。热处理后的急冷这一降温过程，使得玻璃中高温相硫化镍无法完全转变为低温相，部分高温相被冷冻在玻璃中。

被冷冻的高温相，即使在室温下也在非常缓慢地向低温相转变。这种转变的过程，是一个体积膨胀的过程，大约膨胀2%-4%。当温度升高时，这种转变加剧，在玻璃内部产生体积膨胀，进而产生额外的张应力。当张应力增加到大于钢化玻璃表层的压应力时，玻璃结构破裂，形成自爆。

自爆的玻璃碎片如果从高空坠落，即便很小，但速度很大，所以还是会造成人身伤害。鉴于此，彭明营建议，在使用钢化玻璃的地方，最好增设防玻璃散落的设施，也可以在玻璃表面贴上防散落膜，减少人身、财产损失。

追问

玻璃安全性能检测出来吗？

“二次引爆”无法杜绝问题玻璃出厂

广东省建筑科技研究院的工程师邢先生从事玻璃幕墙物理性能检测，他说，玻璃“自爆”一般涉及玻璃产品质量本身，还有幕墙体系本身的耐久性，即框架结构设计、施工好不好。

玻璃产品本身的自爆隐患，一般靠厂家自己把关，比如用抽样办法，拿一块玻璃切成小块，用显微镜来看，若玻璃杂质分布均匀，抽检结果就有代表性，若正好杂质分布不均匀，抽检也不一定准确。

实际上，玻璃的自爆风险在安装之前是可以减小的。他介绍，玻璃制成成品后，有一种“二次引爆”技术，就是创造条件，让有隐患的玻璃“会爆的在厂里就爆了，破的作废，好的出厂使用”。

不过，彭明营提醒，这种检测一般只能检出划痕、微裂纹等有外部缺陷的玻璃，内部包容物形成的硫化镍微晶相膨胀问题还是无法解决。

另一方面，玻璃幕墙框架设计、施工是否合格，比如框架是否会对玻璃产生压、拉扯的力，一般在整个工程竣工验收时会纳入到验收体系中，但实际操作中不排除漏掉相关隐患的可能性。

建筑交付使用后，按照《广州市建筑玻璃幕墙使用维护管理办法》等规定，业主一年后要全面检查一次，此后每五年要“体检”，邢先生说，这种规定的执行全靠自觉，没有什么实质上的监管体系，他遇到过的业主许多没有这个意识，况且检测还要花钱。

疑问

玻璃3‰“自爆率”从何来？

可能只是行业“毛估估”

广州市现有玻璃幕墙550万平方米，如果按照钢化玻璃3‰的“自爆率”，至少1万多平方米的玻璃如利剑悬在市民头顶，真有这么可怕吗？广东省建筑科技研究院工程师邢先生说，一般所说的钢化玻璃3‰左右的“自爆率”，只是生产行业普遍认可的一个正常水平，他觉得，这可能是从实践中得出的。但实际上，相关的产品技术标准中没有这个“自爆率”的评估标准。

在现实中，玻璃自爆没什么规律可言，“有的地方上万平方米玻璃只破一块，有的破两三百块”，而他们所做的事后分析检测，也只能提供可能性的分析，是一种推断，“有可能某一批玻璃产品杂质多，正好用在同一个地方了，问题会有个集中性爆发”。