【特稿】玻璃貼膠紙反而容易爆？

颱風期間，市民在玻璃貼上膠紙，以防止吹破。(網絡設計圖片)

【香港輕新聞】颱風「山竹」過境期間，不少市民都在窗門玻璃貼上膠紙，為防止玻璃吹破。颱風期間在玻璃窗門貼上膠紙，似乎已經成為人所皆知的防風「措施」，香港天文台亦呼籲在當風窗戶貼上膠紙條。可曾想過在窗門貼膠紙真的可以提高玻璃的抗風能力嗎？還是只求個心安而已？內地物理老師李永樂指出，此舉反而令玻璃所受應力不平均，玻璃抗風能力反而下降，更易被吹爆。

膠紙看似會加強玻璃？

在颱風「山竹」過境期間，不少市民為防止窗戶玻璃被吹破，紛紛在玻璃上貼上膠紙，膠紙價格一度上漲，更傳出有人乘機炒賣膠膠紙云云；有部分市民更發揮無限創意，用膠紙在玻璃上貼中圖案，在颱風天下「苦中作樂」。在日常生活當中，膠紙一般都用作黏貼或固定物件之用，順循此邏輯推斷，將膠紙貼在窗門玻璃之上，看似會加強玻璃的剛性，但事實果然如是嗎？

颱風期間市民在玻璃上貼膠帶(圖擷自Facebook)

玻璃爆裂共有三個因素

就這個問題，昨日內地有物理老師「李永樂老師」上傳網絡影片，剖析膠紙是否能提高玻璃的抗風能力。在揭曉答案之前，先來了解強風對玻璃的影響。據影片闡述，在颱風之下導致窗戶玻璃爆裂是有三個原因﹕其一是強風吹起的異物撞擊玻璃；其二是強風引起玻璃振動，當玻璃達至其共振頻率而爆裂；其三是風壓，流動的空氣對玻璃所施加的壓力。由於前兩個因素較為複雜，影片主要討論風壓對玻璃的影響。

 

有人為手機手錶亦貼膠紙「防風」(圖擷Facebook)

 強風所形成壓力之原理

強風對窗門玻璃的形成的壓力，可以物理學定理「伯努尼原理」(Bernoulli’s principle)來解釋﹕

當強風吹向建築物時，會受建築物的阻礙，風會沿著牆面而轉向繞過建築物，故此對於窗戶玻璃而言，風向始終會與窗戶玻璃成平行。既然風向會與玻璃成平行，為何會對玻璃造成壓力？

物理老師「李永樂老師」解說伯努尼原理(圖擷自YouTube)

 

窗戶玻璃分隔出室外及空內兩個空間﹕在空外空間，風速(空氣流速)較大；而室內(空氣流速)較小。根據伯努尼原理，在空氣流速較大的區域，壓強會較小；而在空氣流速較小的區域，壓強會較大。故此形成兩個區域的壓力產異，一旦壓力產大於窗戶玻璃可承受的範圍，窗戶玻璃就會爆破。由於空內的壓強比較大，因此玻璃會從空內向外推出。

山竹形成的風壓多大？

這次「山竹」颱風在登陸時風速有14級，究竟會造成多大風壓？其實風速、風速和壓強有著對應的關係，可參閱下表﹕

風速、風速和壓強對應關係
風 級	4級	7級	10級	12級	14級	16級
風 速	7m/s	16m/s	27m/s	35m/s	44m/s	54m/s
風 壓	32Pa	165Pa	470Pa	790Pa	1250Pa	1880Pa
描 述	和風	疾風	狂風	颱(颶)風	強颱風	超強颱風

即是說明「山竹」在登陸時風速是每秒44公尺，形成的風壓差達到1,250帕(Pa)，亦即是指在一平方米空間上施加1,250公斤的壓力。風壓差一旦超出玻璃的承受範圍，玻璃就會破裂。

在玻璃上貼膠帶有用？

回歸正題，那麼膠帶可以增強玻璃的抗爆能力嗎？影片引述台灣節目《流言追追追》的風洞實驗數據指出﹕一塊厚度為5mm的普通玻璃，甚麼都不貼，可承受5400帕(Pa)的壓強差；如果貼上了膠帶，反而使承受能力下降。貼上不同的形狀，對下降的程度亦有所影響，見下表﹕

膠紙對5mm普通玻璃可承受之壓力差
不貼	5400帕(Pa)
米字形	3800帕(Pa)
口字形	4800帕(Pa)
井字形	4000帕(Pa)
全貼	4200帕(Pa)

 

香港天文台亦呼籲市民在當風窗戶貼上膠紙條。(圖擷自天文台網頁)

 

 

常見的「米」字形貼法，竟然是會令玻璃可承受之壓力差下降最大的形狀。據該實驗人員解釋，由於玻璃在未貼上膠紙時，其所承受的應力會比較平均；如果玻璃貼上了膠帶，會改變應力的分布，反而令玻璃更容易破裂，故此不貼膠紙反而更好。

美國《大氣及海洋局》同樣呼籲在颱風時不要在玻璃上貼膠紙，因為會浪費膠紙及時間，而且會令使破裂玻璃形成更大的碎片，一旦隨風飛揚，其危險性更大，反而更易造成傷害。

解說影片﹕

https://www.litenews.hk/?p=59138