米字形封窗图[2]

这一做法已经流传了很多年，几乎成了沿海居民防台风的“固定动作”。有人说它能分散风力，有人说它能增强玻璃强度，还有人认为它就像给窗户加了一层“钢筋”。那么，一卷只有几十微米厚的透明胶带，真的能够让几毫米厚的玻璃挡住每秒几十米的狂风吗？

答案可能会让很多人意外。普通胶带几乎不能提高玻璃抵抗台风的能力。它真正的作用，并不是让玻璃变得更坚固，而是在玻璃已经破裂后，尽可能减少碎片飞散造成的伤害。此外，在台风初期的脉动风作用下，胶带还能略微增加玻璃的阻尼，抑制小幅振动，减少因疲劳而产生的微裂纹。但这种作用仅限于“延缓”，远不足以决定玻璃的最终命运。

要全面理解这一点，我们首先要回答另一个问题：台风究竟是怎样把一块坚硬的玻璃击碎的？

1 风，为什么能推动一扇窗？

很多人觉得空气很轻，因此下意识认为它没有多少力量。事实上，空气是一种流体。当它高速流动时，就会持续对建筑物施加作用力，这种力在工程上称为风荷载[3]。

风荷载最重要的特点是：风压与风速的平方近似成正比。风速增大为原来的2倍，风压将变为原来的4倍，以此类推。因此，超强台风的破坏力远远不是普通大风的几倍，而可能达到十倍以上。

对于一块玻璃来说，它承受的总受力可以简单理解为：

总受力 = 风压 × 受力面积

以一块约2平方米的落地窗为例，在极端台风条件下，经建筑体型系数和高度系数放大后，作用在玻璃上的等效风压可达3~5千帕，总作用力约为6000~10000牛顿，相当于持续承受600公斤到1吨左右的压力。现代建筑之所以能够抵御这样的载荷，是因为门窗和主体结构都会按照《建筑结构荷载规范》进行抗风设计，而不是依靠一卷胶带。

不过，即使玻璃能够承受持续风压，真正危险的，却往往是另外两种更加隐蔽的力学效应。

2 比风压更危险的，是压力差

很多人认为，台风只是不断把窗户往屋里推。实际上，风不仅会“推”，还会“吸”。

当高速气流绕过建筑物时，根据伯努利原理，流速越大的区域，静压力反而越低。因此，建筑迎风面承受较大的正压力，而两侧和背风面则容易形成负压，就像有一只无形的大手不断向外拉扯建筑。

如果门窗保持完整，建筑通常能够承受这种受力。但如果迎风面的玻璃首先被飞来物击碎，大量空气便会迅速灌入室内，使室内压力骤然升高；与此同时，背风面仍处于负压区。

这样一来，背风面的玻璃既受到室内空气向外顶，又受到室外负压向外“吸”，两种作用共同叠加，承受的压差会急剧增加。建筑风工程中，把这种现象称为主开口效应[4]。

即便迎风面未破裂，在极端风压和建筑气密性极佳的情况下，室内外压差也可能单独对玻璃造成巨大威胁，导致整扇窗户整体外鼓甚至飞出。这也就是为什么在超强台风中，人们有时会看到迎风面玻璃只是局部破裂，而背风面的整块窗户却被掀飞，甚至屋顶也随之受损。

真正导致建筑失稳的，并不仅仅是风，而是建筑内外压力平衡在瞬间被打破。

不过，在实际灾害中，导致玻璃破裂最多的原因，依然不是持续风压，而是那些被狂风卷起的高速飞来物。

3 真正击碎玻璃的，是高速冲击

树枝、瓦片、广告牌碎片、铁皮……这些平时毫不起眼的物体，在台风中都会变成危险的“飞来物”[5]。它们之所以危险，是因为施加的不是普通压力，而是冲击载荷。

用手慢慢按压一块玻璃，它几乎不会破裂；但一颗高速飞来的小石子，却可能瞬间把玻璃击穿。两者最大的区别就在于作用时间。

持续风压属于缓慢加载，玻璃内部应力可以逐渐分布；而飞来物撞击发生在几毫秒内，动能集中作用于极小区域，瞬间形成极高的局部应力。这种现象被称为应力集中，也是脆性材料最容易发生破坏的原因。

因此，真正击穿玻璃的，很多时候不是持续的大风，而是一块被狂风卷起的树枝、一片铁皮，或是一块高速飞来的瓦片。

仔细观察玻璃破裂时的过程，你会发现，它几乎不会像木头一样慢慢开裂，而是随着一声脆响，裂纹瞬间蔓延至整块玻璃。