2.2增強自身抗力

建筑開窗最常用的是退火玻璃，此外還有熱加固玻璃和回火玻璃。這些玻璃破碎時會產生大塊或小塊的、鋒利的碎片，在沖擊波沖擊下會高速飛入室內造成人員傷亡和財產損失。

在抵御爆炸荷載的玻璃材料中，夾層玻璃通常是比較合適的選擇。與其他玻璃相比，其夾層結構可以減少爆炸、咫風等帶來的影響。同時，夾層玻璃還可以添加色彩、反射涂層、絲印圖案和顏料，所以夾層玻璃能滿足美觀、安全和富于表現力的要求。對于玻璃窗戶系統(tǒng)，可以通過使用不同類型的夾層安全玻璃來得到高的防護等級。夾層玻璃是用兩張火多層清晰\帶色彩、低輻射、帶圖案、用金屬線加固或反射的玻璃璃，與一層或多層PVB薄片永久粘合在一起制成。這種玻璃可進行退火，板層可在厚度上改變。保護級別可以由不同層壓玻璃配置來實現。當夾層玻璃破碎后，絕大多數玻璃碎片會粘附在PVB膠片上。

中空玻璃由兩塊玻璃板組合而成，兩塊玻璃板之間密封有空氣。兩塊玻璃板可以是普通平板玻璃、夾層玻璃或鋼化玻璃等。中空玻璃能起到很好的隔熱隔音效果。Norville等研究發(fā)現，由兩片普通單片玻璃構成的中空玻璃能對建筑物內人員起到很好的保護作用。

復合玻璃能充分發(fā)揮各層玻璃的抗爆特性，起到很好的抗爆作用。在2001年，Norville提出由兩片夾層玻璃構成的中空玻璃能起到最有效的抗爆作用，但由于經濟性原因，其在實際中的應用受到限制。這種玻璃在個別建筑中也有所應用，如CCTV新臺址的幕墻玻璃，該復合玻璃配置由外向內所用的材料依次是:鋼化夾層玻璃+12mm厚中空層+鋼化夾層玻璃，其中，鋼化夾層玻璃為:8mm厚鋼化玻璃+1.52mm PVB膜+8mm厚鋼化玻璃。合理確定玻璃單元尺寸和增加玻璃在窗框中支撐深度一餓對玻璃抵抗抗暴荷載有比較明顯的提高。此外，還可以通過對窗戶添加中框來提高其抗暴能力。

當沖擊波荷載較小時，夾層玻璃、中空玻璃、復合玻璃等具有比較好的抗爆效果，但是當沖擊波荷載非常大時，要想保證玻璃不發(fā)生破壞，就要求玻璃本身以及玻璃框、墻體等必須有足夠的強度去承受沖擊波荷載，而這些顯然很難實現。

2.3碎片阻擋系統(tǒng)

除了增強構件本身的抗力來抵抗爆炸荷載，還有另外一種設計方法，那就是增強結構或構件的耗能能力，即允許構件承受巨大變形甚至遭到破壞，但是不會對建筑物內的人員和財產造成大的傷害和破壞。

2.3.1抗爆防護膜ASF(Anti一Shatter Film)

為了滿足玻璃抵抗較大爆炸沖擊波荷載的能力，研究機構開發(fā)出了許多新的玻璃抗爆防護膜ASF(Anti一Shatter Film)。此類薄膜應用于窗戶裝配業(yè)，是一種低成本的保護措施，能在爆炸時對建筑居住者提供一定程度的保護作用。大多數的ASF都是基于聚酷纖維材料并涂有粘結劑而成，具有透明和著色特性。防護膜貼于玻璃內表面，可以提供建筑美觀所需要的色彩和形式。

在低等級爆炸荷載下，可以兜住破碎的玻璃碎片，因此減少了碎片沖擊進入室內造成人員傷亡的風險。如果有比較好的錨固，在爆炸荷載下，防護膜在兜住玻璃碎片的同時還可以保持在窗框內，不至于高速飛出傷人。

ASF一般有4種施工工藝標準:第一種方法是直接將防護膜貼于玻璃，無任何錨固，即日光安裝。這種方法簡單易操作，但是只能提供最小程度的破碎保護，在較大壓力作用下，窗框和玻璃有可能連為整體形成襲擊，造成更大傷害。第二種方法是邊對邊安裝，此種方法將防護膜深入玻璃的固定槽，可以提供額外的安全性能，但是施工不便，需要把玻璃卸下來。第三種方法是濕法安裝，即防護膜用硅樹脂球涂抹在框架的邊緣，把薄膜和窗扇連接在一起。此種方法相比前兩種方法，能夠提供更好的安全保護，但是此種方法要求比較高的施工工藝。第四種方法是采用機械錨固措施，防護膜直接貼于玻璃，但是防護膜的四周用鋼板或鋁板或其他材料以及螺栓等將其連接在窗框或主體結構上，在玻璃破碎后兜住碎片的同時本身又被固定于窗框平面內，不會高速飛出傷人。錨固系統(tǒng)必須設計成具有足夠彈性來耗散爆炸沖擊能量，允許透明防護膜防護系統(tǒng)變形和彎曲，但是不會在錨固處發(fā)生撕裂或者不被玻璃割裂而被沖擊飛入室內。此種方法施工較為復雜，但是卻有很高的安全性能，將是未來玻璃防護改造的發(fā)展方向。K&C公司對此做了深入的理論和試驗研究。

2.3.2捕捉系統(tǒng)

如上所述，當爆炸荷載較小時，防護膜可以有效地減小碎片的飛濺:當爆炸荷載比較大的情況下，破碎的玻璃和防護膜有可能會一起高速沖進室內，造成更大的人員傷亡和財產損失?；诖碎_發(fā)出了另外一種防護體系—捕捉系統(tǒng)。捕捉系統(tǒng)主要包括兩種類型:防爆窗簾和防護纜索。這兩種類型的捕捉系統(tǒng)都需要應用防護膜或者應用夾層玻璃。在沖擊波荷載下，玻璃首先破壞，所產生的碎片被防護膜兜住，然后在沖擊波荷載下碎片和防護膜以整體形式高速脫離，此時，防護纜索或防爆窗簾可以阻擋其高速飛入室內，從而保護室內人員安全和減小財產損失。

(1)防爆窗簾。

爆炸窗簾由各種各樣材料制成，一般有編織布或者聚乙烯纖維等。窗簾被編織成厚度僅有0.737mm(約0.029in)的薄片，并且重量級小。防爆窗簾安裝在窗戶內部，一般碎片被爆炸窗簾擋住掉落在窗戶下方。爆炸窗簾并不能消除玻璃碎片穿透窗戶進入室內，但卻可以有效地減小碎片飛入室內的距離，起到較好的防護作用。總的來說，由于爆炸窗簾的存在使危險等級顯著降低了。但如果人員正好位于爆炸窗簾正后方，且非?？拷鼤r，此時的爆炸仍會受到玻璃碎片的危害。

（2)防護纜索。

防護纜索系統(tǒng)長期以來都被認為是防止大質量、高速度物體飛入室內的有效措施。防護纜索系統(tǒng)由于其良好的彈性和顯著的吸收能量的能力，被廣泛應用。防護纜索的設計，主要是設十卜纜索的直徑、纜索間距以及纜索的錨固。為了確保纜索系統(tǒng)具有足夠的能力來阻止破壞了的夾層玻璃或防護膜飛入室內，造成人員傷害和財產損失，K&C公司做了大量的試驗和高仿真數值模擬。

由于破壞后的夾層玻璃或兜住碎片的防護膜被爆炸沖擊波沖擊后高速脫離窗框，被纜索系統(tǒng)阻擋，此時纜索系統(tǒng)發(fā)生變形，以此來消耗爆炸能量或者傳遞給主體結構。在防護纜索的整個工作過程中，有以下3點需要注意:a.防護纜索必須能把爆炸沖擊波荷載消耗掉或者安全地傳遞到主體結構上;b.防護纜索錨固處必須有足夠的強度將力傳遞到錨固結構;c.當玻璃面板高速沖擊，可能會出現纜索剪斷面板的情況。

3.結語

隨著經濟的發(fā)展，玻璃幕墻越來越多地應用于高層建筑的外立面裝飾，一旦遭到恐怖襲擊，所造成的損失不可估量。玻璃幕墻的結構設計、構造措施、加工以及施工水平都直接關系到公眾安全，而我國目前還沒有正式的玻璃幕墻抗爆防護類技術規(guī)范、規(guī)程或指導手冊，所以，玻璃幕墻抗爆防護研究具有重要的價值和意義。