กระจกฮีทสเตร็งเท่น (Heat-Strengthened Glass) คืออะไร...? มีคุณสมบัติเด่น-ด้อยอย่างไร และสามารถในงานสถาปัตยกรรมส่วนใดได้บ้าง

กระจกฮีทสเตรงค์เท่น ( Heatstrengthened Glass ) คืออะไร...?

กระจกฮีทสเตรงค์เท่น เป็นกระจกที่ผลิตด้วยกระบวนการเดียวกับกระจกนิรภัยเทมเปอร์ คือการนำเอากระจกโฟลต (Annealed Glass) มาอบเพื่อให้ได้คุณสมบัติความแข็งแรงเพิ่มมากขึ้น โดยใช้ความร้อนในการอบที่ 650-700 องศาเซลเซียส แต่กระบวนการทำให้กระจกเย็นลง จะทำแบบช้าๆด้วยการเป่าลมที่ผิวกระจกทั้ง 2 ด้าน จะมีผลทำให้กระจกเย็นตัวช้าลง ความเครียดที่ผิวกระจกก็จะลดหลั่นลงมาตามลำดับ ซึ่งเมื่อค่าความเครียดที่ผิวกระจกอยู่ระหว่าง 3,500-7,500 PSI เราจะเรียกกระจกชนิดนี้ว่า "กระจกฮีทสเตร็งเท่น" (Heat-Strengthened Glass) โดยสมบูรณ์ จึงทำให้เนื้อกระจกมีคุณสมบัติพิเศษที่แข็งแรงกว่ากระจกธรรมดาถึง 2 เท่า

กระจกฮีทสเตร็งเท่น (Heat-Strengthened Glass) ต่างกับกระจกเทมเปอร์ (Tempered glass) อย่างไร...?

"ความต่างด้านเทคนิคการผลิต"

หลายๆคนอาจจะสงสัยว่ากระจกทั้งสองชนิดนี้ต่างกันอย่างไร เพราะผลิตด้วยกรรมวิธีที่คล้ายกัน โดยใช้กระจกโฟลตในการผลิต และใช้ความร้อนในการอบเหมือนกัน แต่กระบวนการทำให้เย็นด้วยการเป่าลม จะเป็นตัวบ่งชี้ว่ากระจกสองชนิดต่างกัน ซึ่งมีรายละเอียดเฉพาะในการทำให้เย็นดังนี้ ถ้าเราใช้ลมเป่าให้เย็นตัวลงเร็วมากๆ กระจกจะเกิดการอัดแน่นของโมเลกุลที่ผิวกระจกอย่างมาก ทำให้มีค่าความเครียดที่ผิวกระจก (Compressive Stress) ที่ 10,000 PSI ขึ้นไป จึงเรียกได้ว่าเป็น ‘กระจกเทมเปอร์’ โดยสมบูรณ์ (Fully Tempered) ซึ่งจะทำให้กระจกมีความแข็งแรงกว่ากระจกทั่วไป 4-5 เท่า และทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันได้ถึง 170 องศาเซลเซียส

แต่ถ้าเราลดแรงลมตอนที่เป่าให้กระจกเย็นตัว ก็จะมีผลทำให้กระจกเย็นตัวช้าลง ความเครียดที่ผิวกระจกก็จะลดหลั่นลงมาตามลำดับ ซึ่งเมื่อผิวกระจกมีค่าความเครียดที่ผิวกระจกระหว่าง 3,500 ถึง 7,500 PSI จึงเรียกกระจกชนิดนี้ว่า ‘กระจกฮีทสเตร็งเท่น’ (Heat-Strengthened Glass) นั่นเอง ซึ่งจะทำให้กระจกมีความแข็งแรงกว่ากระจกทั่วไป 2 เท่า และทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันได้ 70 องศาเซลเซียส

"ความต่างด้านการใช้งาน และการวิบัติของเนื้อกระจก"

ระหว่างกระจกกระจกเทมเปอร์ และกระจกฮีทสเตร็งเท่น​

กระจกเทมเปอร์ เมื่อปริแตก จะแตกละเอียดเป็นเม็ดเล็กๆคล้ายเม็ดข้าวโพด ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ดี และปลอดภัยต่อผู้ใช้งาน ในกรณีที่กระจกแตกขึ้นมา อย่างเช่นบานประตู หรือ ฉากกั้นอาบน้ำ หากโดนกระแทกโดยผู้ใช้งาน จะทำให้กระจกแตกละเอียดเป็นชิ้นเล็กๆคล้ายเม็ดข้าวโพด การปริแตกเป็นชิ้นเล็กๆแบบนี้จะช่วยลดความรุนแรง และช่วยเพิ่มความปลอดภัยได้เป็นอย่างมาก แต่ไม่เหมาะที่จะใช้กับผนังของอาคารสูง เพราะถ้าหากกระจกแตกจะทำให้ผู้คนในอาคารได้รับอันตรายจากการร่วงตกอาคารลงมาได้ ซึ่งค่อนข้างอันตรายต่อผู้อยู่อาศัยในอาคาร รวมทั้งตอนที่กระจกเทมเปอร์แตก เศษกระจกบางส่วนอาจจะหล่นลงมาจากบนตึก ถึงแม้จะเป็นเศษเล็กๆ แต่ก็สามารถทำอันตรายต่อคนอยู่ข้างล่างได้เช่นเดียวกัน เพราะฉะนั้นส่วนใหญ่กระจกเทมเปอร์จึงนิยมใช้งานภายในอาคารเสียมากกว่า

กระจกฮีทสเตร็งเท่น เมื่อโดนวัตถุกระแทกจนทำให้เนื้อกระจกปริแตก กระจกจะแตกในลักษณะที่รอยแตกวิ่งเข้าไปหาเฟรม ซึ่งจะทำให้กระจกส่วนที่แตก ยังคงมีเฟรมโดยรอบยึดเกาะเศษกระจกชิ้นที่แตกเหล่านั้นไว้ จึงไม่ทำให้กระจกที่แตกอยู่บนผนังอาคารร่วงตกลงมา ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยให้ผู้อยู่อาศัย โดยนิยมนำไปใช้งานในอาคารสูง และอาคารขนาดใหญ่

กระจกฮีทสเตร็งเท่น (Heat-Strengthened Glass) กับการเพิ่มความแข็งแรงด้วยการทำ ลามิเนตฮีทสเตร็งเท่น (Laminate Heat-Strengthened Glass)

คือการนำเอากระจกฮีทสเตร็งเท่นมากกว่า 1 แผ่นมาประกบกันด้วยฟิล์มPVB ที่อยู่ตรงกลาง โดยฟิล์มPVBทั่วไปมีความหนาของแผ่น 0.38มม ถ้ากระจกฮีทสเตร็งเท่นที่นำมาประกบกันมีขนาดใหญ่ ก็ต้องใช้จำนวนชั้นฟิล์มเพิ่มขึ้น เราจึงเห็นได้ว่าการระบุความหนาของฟิล์มจะมีตั้งแต่ 0.38, 0.76. 1.14, หรือ 1.52มม. ซึ่งก็คือ 1, 2, 3, หรือ 4 ชั้นนั่นเอง กระจกลามิเนตอาจจะประกอบด้วยกระจกฮีทสเตร็งเท่นมากกว่า 2 แผ่นประกบกัน แล้วแต่วัตถุประสงค์การใช้งาน ซึ่งการนำกระจกฮีทสเตร็งเท่นหลายๆ ชั้นมาประกบลามิเนตสามารถนำไปใช้เป็นกระจกกันกระสุน กระจกอาคารสูงระฟ้า หรือ พื้นกระจกได้สบาย

กระจกลามิเนตฮีทสเตร็งเท่น (Laminate Heat-Strengthened Glass) สามารถนำไปใช้ในงานสถาปัตยกรรมส่วนไหนได้บ้าง?

- ใช้ในอาคารขนาดใหญ่ และอาคารสูง 

ตามพรบ.ควบคุมอาคาร ได้กำหนดไว้ชัดเจนว่ากระจกเปลือกนอกของอาคารที่สูงเกิน 23 เมตรขึ้นไป ต้องใช้กระจกลามิเนต แต่เนื่องจากเวลาคำนวณแรงดันลม (Windload) และความร้อนสะสมที่กระจกแล้ว การใช้กระจกโฟลตธรรมดาแล้วนำมาประกบลามิเนตส่วนใหญ่แล้วจะไม่ผ่านเกณฑ์ จึงจำเป็นต้องใช้กระจกฮีทสเตร็งเท่นลามิเนตแทน เพราะสามารถทนต่อการรับแรงดันลมบนผนังอาคารสูงได้ดี และเมื่อเวลาปริแตกกระจกจะยังเกาะอยู่ที่เฟรมจึงไม่ทำให้ร่วงหล่นลงมา จึงมีความปลอดภัยต่อผู้ใช้งานทั้งภายใน และภายนอกอาคารที่อยู่ด้านล่างได้มากกว่ากระจกประเภทอื่น 

- ใช้ทำพื้นกระจก (Glass Floor) และหลังคากระจก (Skylight Glass)

ในการทำพื้นกระจกนั้น เมื่อเกิดเหตุไม่คาดคิดที่ทำให้กระจกได้รับความเสียหาย หรือ ปริแตกนั้น กระจกฮีทสเตร็งเท่นลามิเนตจะแตกเป็นชิ้นใหญ่ และยังคงยึดอยู่กับกรอบเฟรม และฟิล์มลามิเนต โดยมีกระจกอีกแผ่นหนึ่งรองรับอยู่ด้านใต้ ซึ่งจะให้ความปลอดภัยกว่ากรณีที่เป็นกระจกเทมเปอร์ลามิเนต เพราะเมื่อกระจกเทมเปอร์แตกเป็นเม็ดเล็กๆแล้ว การรับน้ำหนักทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับกระจกแผ่นล่าง (ที่ไม่แตก)เพียงแผ่นเดียว ซึ่งจะทำให้การรับน้ำหนักมีความโอเวอร์โหลดจนอาจเกิดอันตรายต่อคนที่ยืนอยู่บนกระจกทันที เพราะกระจกแผ่นล่างส่วนใหญ่จะไม่ได้คำนวณให้รองรับน้ำหนักได้เพียงพอด้วยกระจกแผ่นเดียว

สำหรับหลังคากระจกสกายไลท์ในอาคารขนาดเล็ก หรือ อาคารขนาดใหญ่ กระจกฮีทสเตร็งเท่นลามิเนตจะมีความเหมาะสม เพราะเมื่อแตกแล้วจะไม่ร่วงหล่นลงมาโดนผู้อยู่อาศัยที่อยู่ด้านล่าง และมีคุณสมบัติเด่นที่สามารถทนต่อแรงดันของลมที่อยู่บนหลังคาได้

คุณสมบัติเด่น และคุณสมบัติด้อยของกระจกฮีทสเตร็งเท่น (Heat-Strengthened Glass)

"คุณสมบัติเด่น"

- มีความแข็งแรงกว่ากระจกโฟลท 2 เท่า ทำให้สามารถร้บแรงกระแทก แรงกด แรงบีบ ได้ดี

- ทนต่อแรงดันของกระแสลมในที่สูงได้ดี (ถ้าใช้เป็นผนังอาคารสูง พื้นกระจก หรือ หลังคากระจก ต้องประกบลามิเนต เพื่อเพิ่มความแข็งแรง และความปลอดภัยขึ้นไปอีก ไม่ควรใช้กระจกฮีทสเตร็งเท่นแผ่นเดียวโดดๆ)

- ทนความร้อนแบบปกติได้สูงถึง 290ºC โดยที่เนื้อกระจกไม่ปริแตก

- ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ตั้งแต่ 70-100ºC

- เมื่อกระจกปริแตก รอยร้าวจะวิ่งเข้าหาขอบเฟรมกระจก ซึ่งรอยร้าวดังกล่าวจะมีจำนวนไม่มาก จึงทำให้กระจกยังเป็นชิ้นใหญ่ๆ ซึ่งมีขนาดใหญ่มากกว่าการแตกร้าวของกระจกทั่วไป

- ไม่ปริแตกแตกด้วยตัวเอง แบบเดียวกับการปริแตกด้วยตัวเองของกระจกนิรภัยเทมเปอร์

"คุณสมบัติด้อย"

- ไม่สามารถ ตัด เจีย เจาะ บาก ได้ ดังนั้นการวัดพื้นที่จำเป็นต้องวัดอย่างระมัดระวัง และควรใช้หน่วยมิลลิเมตรในการวัดเพื่อความแม่นยำ ซึ่งการเผื่อหลวมจะช่วยให้การติดตั้งง่ายขึ้น แต่ต้องไม่หลวมจนกระจกหลุดจากคิ้ว

- เนื่องจากเป็นกระจกที่ผ่านกระบวนการความร้อนสูงจนเนื้อกระจกนิ่ม กระจกจึงยังเป็นคลื่นและมีการโก่งตัวอยู่เล็กน้อย

- ไม่สามารถใช้ทดแทนกระจกนิรภัยเทมเปอร์ได้ เพราะการรับแรงกระแทก แรงกด แรงบีบ น้อยกว่า และการที่กระจกฮีทสเตรงค์เท่นปริแตกเป็นชิ้นใหญ่ หากไม่มีกรอบเฟรมรอบกระจก เมื่อปริแตกจะทำให้เกิดอันตรายอย่างรุนแรงได้

- ไม่สามารถใช้ทดแทนกระจกกันไฟได้ เพราะกระจกฮีทสเตรงค์เท่นไม่สามารถกันไฟเพื่อความปลอดภัยต่อผู้อาศัยตามข้อกำหนดของการกันไฟได้

ขนาด และความหนา ในท้องตลาด

-  ความหนาที่สามารถผลิตกระจกฮีทสเตรงค์เท่นได้ คือ 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 มม.

-  ขนาดเล็กสุดที่สามารถผลิตได้คือ 180 x 180 มม.

-  ขนาดใหญ่สุดที่สามารถผลิตได้คือ 2800 x 6200 มม.

เขียน และเรียบเรียงโดย Wazzadu Encyclopedia

ข้อมูลอ้างอิงจาก

- www.jaykhodiyarglass.com

- www.krajok.com

- www.isg-glass.com

ไอเดียการใช้วัสดุ "กระจก" ในการตกแต่งอาคารขนาดใหญ่