颱風天如何防止爆玻璃
        颱風來臨的時候,家裏最容易受破壞的就是窗戶上的玻璃。要想了解怎麼防止玻璃被風吹爆,我們要先知道玻璃的基本特性。我們一般所謂的玻璃是由二氧化硅、一氧化鈉等分子組成的混合物。這種混合物的好處是可以透光,但壞處是它分子間的組合不規則,使得玻璃只有硬性,沒有韌性,不容易彎曲,但很容易破裂。所以要讓玻璃不破裂,就必須從玻璃分子的外部加強玻璃分子內部的相互拉力,使得分子與分子間不容易斷裂。
        要達成這個由外至內增強拉力的最簡單方法,就是在玻璃上貼上膠紙。膠紙是一種有機分子的聚合物,分子間的牽引力很強。與玻璃正好相反,它硬性低,但韌性強,不容易破裂,但容易彎曲。在玻璃面上貼上膠紙後,當颱風來時,不止直觀上讓我們感覺更安全,覺得就算玻璃碎了,碎玻璃也會黏在膠紙上;實質上,因為玻璃分子間多了一重通過膠紙形成的拉力,玻璃是真的變得更堅韌了。
        那麼,該怎麼貼膠紙才最有效呢?我們可以想像,當風吹向玻璃時,如圖1所示,風基本上是均勻地在向每一格窗戶上的玻璃施壓。根據受力與壓強和面積成正比這個物理公式,我們可以看到家裡窗戶的玻璃面積越大,特別是那些落地玻璃,所受的力就越大,因此也越容易不幸地被吹爆。但是玻璃這麼大,不可能全貼上膠紙。假如只有兩條膠紙,為什麼大家都說應該貼交叉X型,而不是十字呢?這中間涉及一個怎麽“卸”力的問題。我們從新聞裡看到,多數的情況都是窗上玻璃被吹爆,很少有窗框被吹爆或被吹彎。這是因為窗框的材料一般是鐵或鋁合金等金屬,而金屬原子可以排列成晶體,使原子間具有非常勻稱的拉力,從而金屬體的韌性要比玻璃強得多。要讓玻璃可以抵禦強風,我們就要讓玻璃所受的力“卸”到窗框的金屬上。
        交叉型貼法的優點就是擁有相對於水平和垂直邊框的兩條斜邊,而十字型貼法則沒有。如圖2所示,玻璃所受的力首先會轉換成膠紙內的拉力,然後斜向的拉力可以分解成水平和垂直的分量,而這兩個分量分別會由水平和垂直的邊框承受。如果膠紙成十字型則不可能構成拆分,玻璃受力最多只能局部轉換成膠紙內拉力。這也是很多高樓的框架,例如香港的中銀大廈,設計成三角形的原因。當然,膠紙貼成米字型對防風就更有效了。