1.0 介紹

玻璃欄杆在住宅和商業建築中非常常見。
典型的施工方法包括將玻璃板安置於「玻璃槽」中（通常由鋼或鋁製成），並固定於結構基材上。一般而言，金屬槽的寬度大於玻璃板，這樣可提供安裝上的彈性。玻璃插入槽中後，會使用固體填充材料將玻璃板嵌入槽內（請參見下方圖 1 中第 3 項，為典型填充位置）。傳統上，灌漿材料常被用作填充物，但安裝過程通常較為困難。越來越多的玻璃安裝人員開始採用 Hilti 的 HIT-Glass 方法，該方法使用 HIT-HY 270 化學藥劑作為嵌入玻璃板於金屬槽中的首選填充解決方案。



圖1. 使用 HIT-HY 270 化學藥劑的玻璃欄杆標準剖面圖

依據傳統的 Line Method 安裝方式，HIT-HY 270 化學藥劑在玻璃欄杆的施工中是以連續膠條的形式，分別施加於金屬槽的上下兩側、玻璃的兩面。Hilti 最近進行了測試，提出一種新的方法，改以 U 型或 V 型的「膠塊」形式施加化學藥劑，每塊間距最多為 18 英吋（457 毫米），此方法稱為 HIT-Glass 方法。請參見下方圖 2。



每片玻璃至少需使用三塊膠塊，以確保緊密固定。

圖2. 玻璃板、玻璃槽與 Hilti HIT-Glass 方法（使用 HIT-HY 270 化學藥劑）之側視圖

透過將 HIT-HY 270 化學藥劑注入並固化於玻璃板與金屬槽內部之間，固化後的「膠塊」形成硬化材料，能作為承受垂直於玻璃板組件方向荷載的壓縮塊。由於 HIT-HY 270 不會與金屬槽或玻璃產生黏結，因此無法提供對面內方向（例如垂直或平行方向）運動的抵抗力。通常會搭配上方扶手或頂蓋及結構性密封劑來抵抗垂直向上的拉力。不過，在所有安裝類型（如曲面、傾斜或水平）中，只要安裝人員採取額外措施以確保玻璃板不會產生上浮，且在垂直傾斜安裝中不會滑動，則不一定需要使用上方扶手或頂蓋。

2.0 為什麼應考慮使用 HIT-Glass 方法來安裝玻璃欄杆，而非其他替代方法？

HIT-Glass 方法在玻璃欄杆的設計、安裝與維護方面提供多項優勢。

1. 在設計方面，HIT-HY 270 化學藥劑具有良好的耐久性，並已通過多項業界標準測試，包括 ASTM E935-13、ASTM E2353-16，以及 DIN 18008-4 附錄 A。
2. 對安裝人員而言，使用 HIT-RE 60-Glass 混合噴嘴附件進行注入，使化學藥劑的施作更簡便且更乾淨，並具備抗滴落的黏度，即使在傾斜達 30 度的應用中也能穩定施工。
3. Insert HIT-Glass EP 9.5 泡棉與 Insert HIT-Glass EP 13 泡棉卷材提供連續的材料輪廓，一側附有黏性條，安裝人員可依據安裝幾何形狀裁切長度。這些定位輔材會以 U 型方式放置於每片玻璃底部，位於每個 HIT-HY 270 注入點的兩側。
4. 定位輔材使注入作業可從欄杆的保護側進行，提升施工速度、安全性與簡易性。這是因為定位輔材所形成的間隙讓化學藥劑能穿過玻璃底部並上升至槽的另一側。此外，這些輔材在曲面玻璃應用中比機械楔塊系統更容易調整玻璃位置。
5. 在長期維護方面，由於 HIT-HY 270 化學藥劑不會與玻璃或金屬槽產生黏結，個別玻璃板可輕鬆拆卸與更換。安裝人員在維修作業中可輕鬆更換受損的玻璃板及所需的膠塊

若您想進一步了解 HIT-Glass 方法，請參閱 HIT-Glass 型錄作為參考資料(點此連結)。您也可以透過下方的 QR 碼觀看 HIT-Glass 安裝教學影片。HIT-Glass 使用說明（IFU）亦已連結於下方


HIT-Glass 使用說明（IFU）

3.0 計算方法：滿足荷載需求所需的最少膠塊數量

如 Hilti HIT-Glass 型錄所述，每片玻璃必須安裝特定尺寸的膠塊，並達到最少數量，且膠塊之間的間距不得超過最大限制。以下計算方法可用於根據特定玻璃板尺寸與施加荷載來確定所需膠塊數量。
典型的欄杆設計活荷載標準可參考《2021 國際建築規範》（IBC）第 1607.9 節。專案的結構工程師（EOR）需確認 HIT-HY 270 化學藥劑的解決方案、計算方式與安裝位置是否符合專案規範與設計法規。以下計算方法僅評估作用於 HIT-HY 270 化學藥劑上的荷載，手扶欄杆、支撐結構與玻璃板的設計仍由 EOR 負責。
針對依照 HIT-Glass 方法安裝於矩形 U 型槽中的直線且水平玻璃欄杆設計（如下方假設 1 所述），Hilti 已在 PROFIS Engineering 平台推出一個名為「Glass Balustrade」的新模組，以協助確保玻璃欄杆規格能正確安裝。
該模組允許使用者輸入欄杆幾何尺寸與服務風荷載（如有需要），並自動納入《2021 IBC》中所參考的活荷載標準。模組所產出的 HIT-Glass 設計報告將提供專案輸入參數、設計計算、結果輸出、材料清單選項，以及 HIT-Glass 使用說明書（IFU）。
前往 PROFIS Engineering 平台，了解更多

假設條件：

1. 此計算方法適用於以下類型的玻璃欄杆設計：a. 為直線且水平的結構 b. 安裝於具有矩形幾何形狀的 U 型金屬槽中 c. 依照 Hilti HIT-Glass 方法進行安裝
2. 若為 V 型槽、曲面或傾斜應用，或其他不符合 HIT-Glass 方法支援條件的情況，結構工程師（EOR）可參考下方的計算方法，並根據荷載分佈與幾何需求進行調整。
3. 活荷載（LL）垂直作用於玻璃板頂部。請參見下方圖 3。
4. 風荷載（WL）垂直且均勻作用於整片玻璃板。風荷載依據 ASCE 7-22 的最終風速進行計算。
5. 作用於膠塊上的壓力並非均勻分佈，而是在膠塊的頂部或底部產生最大應力，並以三角形分佈逐漸遞減至零。請參見下方圖 4，該圖為 Hilti 假設的系統受力圖。結構工程師應確認此受力圖是否適用於實際應用情況。

計算本專案所需的變數如下：

• 玻璃板長度（𝑙）（英吋或毫米）－請參見圖 2
• 玻璃板高度（ℎ）（英吋或毫米）－請參見圖 1 和圖 2
• 玻璃板厚度（𝑡𝑔𝑙𝑎𝑠𝑠）（英吋或毫米）－請參見圖 1
• 金屬槽內部寬度（𝑤𝑠ℎ𝑜𝑒）（英吋或毫米）－請參見圖 1
• 金屬槽內部高度（ℎ𝑠ℎ𝑜𝑒）（英吋或毫米）－請參見圖 2
• 玻璃板與金屬槽之間的間隙距離（𝑡𝑔𝑎𝑝）（英吋或毫米）－請參見圖 1
• 風荷載（𝑊）（磅/平方英尺 或 N/mm²）

圖3. 理論自由體圖 圖4. 玻璃槽內的應力分佈

給定參數：
1.如前所述，HIT-Glass 方法考量了《2021 國際建築規範》（IBC）第 1609.1 節中對欄杆活荷載的要求。
2.使用 HIT-Glass 方法時，每塊膠塊的寬度需為 2.36 英吋（60 毫米），此尺寸與 HIT-RE 60-Glass 混合噴嘴的寬度相同，該噴嘴用於精準注入化學藥劑。此寬度也與安裝時所使用的 Insert HIT-Glass EP
9.5 泡棉與 Insert HIT-Glass EP 13 泡棉定位輔材相同。

3.每塊膠塊的有效高度等於金屬槽內部高度減去 1/5 英吋（5 毫米）以預留結構性密封膠空間，再減去玻璃板與槽底之間的間隙厚度。

4.根據服務溫度範圍，HIT-HY 270 化學藥劑的長期抗壓強度如下（詳情請參閱 HIT-Glass 型錄）：

5.根據《2021 國際建築規範》第 2407 節的要求，安全係數為 4。
6.因此，在服務溫度範圍為 -4°F (-20°C) 至 174°F (80°C) 的情況下，HIT-HY 270 化學藥劑的允許抗壓強度 Cₐ 為：



步驟 1：計算總活荷載與風荷載



步驟 2：計算風荷載（WL）、活荷載（LL）與組合荷載下的彎矩與剪力





步驟 3：計算每片玻璃板所需的 2.36 英吋（60mm）膠塊總數，以滿足荷載需求
1.膠塊需求計算公式：


此公式是根據上方圖 4 的應力分佈模型所推導，用以確保膠塊所承受的壓力不超過 HIT-HY 270 化學藥劑的允許抗壓強度。
最終是否採用此分析方式，仍需由結構工程師判定其適用性。
2.請針對每種荷載組合（剪力 V 與彎矩 M）分別進行計算，以取得各種情境下的膠塊需求值。
​ 3.在所有荷載組合中，最大值的 將作為設計所需膠塊數量的控制依據。

步驟 4：決定每片玻璃板所需膠塊的控制數量，取以下三項要求中的最大值：
1.每片玻璃至少需使用 3 塊膠塊：
2.膠塊間距不得超過 18 英吋（457mm）中心距：
3.根據荷載需求計算出的膠塊數量：

4.0 計算方法：所需 HIT-HY 270 化學藥劑的用量

以下方法可用來估算安裝人員填充金屬槽所需的 HIT-HY 270 化學藥劑用量，根據前述已計算出的膠塊數量。此計算方法假設：

• 使用 11.16 液盎司（330ml） 藥劑筒時，浪費率為 17%
• 使用 16.91 液盎司（500ml） 藥劑筒時，浪費率為 12%

浪費主要來自於噴槍與配件的損耗。此估算僅供參考，實際用量可能因現場施工條件而有所不同。

計算所需變數（請參考上方圖示）：

• 玻璃板長度（𝑙）（英吋或毫米）
• 玻璃厚度（𝑡𝑔𝑙𝑎𝑠𝑠）（英吋或毫米）
• 金屬槽內部高度（ℎ𝑠ℎ𝑜𝑒）（英吋或毫米）
• 金屬槽內部寬度（𝑤𝑠ℎ𝑜𝑒）（英吋或毫米）
• 玻璃與槽之間的間隙距離（𝑡𝑔𝑎𝑝）（英吋或毫米）
• 每片玻璃所需膠塊數量（𝑥）
• 總玻璃片數量（𝑛）

給定參數：

• 每塊膠塊寬度

• 每塊膠塊的有效高度

等於金屬槽內部高度減去 1/5 英吋（5mm）以預留結構性密封膠空間，再減去玻璃板與槽底之間的間隙厚度：
​

• 根據 HIT-Glass 使用說明書（IFU），為確保硬化劑與樹脂的比例正確，在注入前需丟棄部分化學藥劑。因此：

一旦確定每片玻璃所需的膠塊（pucks）數量後，請計算所需的填充藥劑數量，方法是將整個工程所需的填充體積除以所選要規格的有效容量。

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