摘要:建筑玻璃幕墙作为现代建筑的标志性的表现形式,由于其玻璃具有的通透性、良好的工艺感及艺术感,能充分表现了建筑的现代气息和特质,特别是在高层、超高层建筑被广泛采用。由于大量采用,建筑的应用中出现不少问题,特别使用中的安全问题尤为突出。本文从社会关注的公共安全问题的技术角度进行主要问题的案例分析,并提出一些对策,旨在引起同行的共鸣,提高玻璃幕墙的设计、施工质量。
关键词:幕墙;安全;脱落;坠落
一、石材幕墙
1、采用背挑挂件;
石材幕墙按对板材的连接形式应用较多的是短槽式(图一)和背栓式(图二),两种工艺上对于地震荷载对面板系统的连接,试验与工程实例表明:短槽式工艺的结构面板有裂缝,但结构保持完好;背栓式工艺的结构有松动,但面板未破坏。因此两种连接的安全性能较高,满足使用可靠性、安全性要求。但是实际使用当中发现不少工程依然采用背挑式挂件形式(图三),特别是一些有倾斜造型的石材幕墙。这种形式的危害点在于:
1)现场工人加工随意直接在石材背面用切割机手工切槽,开口大,用力侧面磨槽口时,很容易将该处的石材崩裂脱落,难以达到“设计要求”,加工难度极大;
2)现场工人为图方便往往就会加大槽口宽度,而且挂件插入深度难以控制,容易削弱了该部位强度。
3)安装连接时工人采用对单纯胶粘连接构造,存在较大安全隐患;
因此采用背挑挂件设计与安装,对于对重力作用、风荷载作用和竖向地震作用都比较敏感,破损或脱落后的危害性非常大,必须引起设计、施工的注意。为确保石材幕墙工程使用安全设计与施工中应禁止采用此类方式,设计与施工应注意以下要求::(1)设计应采用短槽式和背栓式连接方式,不得采用背挑挂件式连接设计;干挂石材幕墙不得使用斜插入式挂件和T型挂件。高度超过100米的石材幕墙应当采用背栓连接。(2)施工单位在施工图评审前,应认真审核施工图,发现该种设计的应书面提出变更设计意见;(3)施工中加强施工技术交底和过程质量符合和检查,确保石材连接符合设计、施工验收规规范要求;
图一、短槽式
图二、背栓式
图三、背挑式
图四、开启扇两个部位结构胶不重合
2、小型构件用单纯胶粘连接构造
石材幕墙板材的连接中对于一些小型构件,设计人员经常忽略这些设计节点的细化,误以为《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》(JC887)》是万能胶,可以将小型构件粘接在石材板上就安全(图三中的阳角内则用石材与水平吊底板块)。随着时间的推移室外环境的不断变化的潮湿、紫外线的作用,下雨、下雪等气候条件影响下,粘接部位会出现老化开裂,如果不重视其连接设计的安全、可靠。构件不知那天会发生高空脱落危险,后果将是不堪设想。干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》(JC887)只用于幕墙挂件槽位空隙的填充,属于柔性结合,不能作为构件相互结构粘接使用。因此小型构件不得直接用单纯胶粘连接构造,必须采用金属件或机械(锚栓式)连接构造设计,确保安全。
二、玻璃幕墙
1、隐框开启扇中空玻璃结构胶与副框结构胶不重合构造;
1)事故与隐患
中空玻璃合片用硅酮结构密封胶的位置与副框粘接用硅酮结构密封胶的位置没有重合,当中空内层玻璃自爆后,外层玻璃将整块随之坠落,因此会产生严重人身伤亡安全事故及财产事故,公共危害性极大。
2)相应对策
(1)隐框形式设计时,中空玻璃合片用硅酮结构密封胶的位置和中空玻璃与副框粘接用硅酮结构密封胶的位置应当重合。因特殊结构需要,确需采用玻璃飞边或者中空玻璃采用大小片构造时,应当至少确保在一对边位置的副框硅酮结构密封胶与中空玻璃合片的结构胶重合。
2、钢化玻璃自爆、破裂
1)安全事故及原因
近年来我国玻璃幕墙由于钢化玻璃自身自爆、破裂,玻璃雨现象发生,对公众生命和财产安全构成威胁,尤其是在人流车流密度较大的闹市繁华地段,小颗粒玻璃从高处掉落,仍会使人员和财物遭到击打,造成危害。其原因:钢化玻璃玻璃板块设计尺寸过大、应力集中(玻璃钢化产品表面应力不均匀、磨边质量)原片质量(硫化鎳含量与杂质)产生的自爆;
2)相应对策
为消除隐患应在以下环节中加以控制,从源头上采取措施:
(1)建筑幕墙设计外片玻璃应当选用安全夹层玻璃、超白钢化玻璃或者均质钢化玻璃及其制品,尤其是商业中心、交通枢纽、公共文化体育设施等人员密集、流动性大的区域内的建筑;对于超高层玻璃幕墙宜选用SGP膜胶片,剩余强度高、安全性能较高,为维修更换赢得更多时间;
(2)按照《建筑玻璃技术规程》JGJ113-2015对玻璃板块设计尺寸大小进行控制,考虑安装、施工工效与成本;对玻璃钢过程均匀度应力、玻璃各边部采取磨边质量,应符合《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》JG/T455-2014是减少边部应力集中自爆和炸裂的有效措施。
(3)维护与管理:按原建设部颁布了《既有建筑幕墙安全维护管理办法》制定本建筑幕墙管理制度,加强检查及时更换破裂玻璃。
3、隐框幕墙的中空玻璃前后层玻璃之间的粘结
1)安全事故及原因
隐框幕墙的结构胶与玻璃框之间的粘结的宽度和厚度是玻璃板块与铝合金结构连接的最重要的工艺环节,按规范规定结构胶与玻璃框之间的粘结宽度和厚度是必须经过计算,这点许多幕墙公司和幕墙行业的从业人员均会知悉。但在玻璃加工环节,加工厂家在前后层玻璃的结构胶粘结上是相当随意的,并不经过严格受力结构的计算,采用的结构以次充好,甚至为节约成本不采用结构胶等等。隐框幕墙的骨架与建筑结构连接、铝合金骨架、玻璃强度与挠度、玻璃与玻璃框之间的结构粘结宽度与厚度因为要经过严格的计算,一定会达到受力要求。但中空玻璃前后板块之间的连接则比较容易忽视,由于玻璃加工厂家采用的结构胶合格、以次充好、粘结的宽度厚度不足等都对隐框幕墙的安全性构成重大的威胁,现实中会出现由于中空玻璃前后板块粘结不牢的原因导致外层玻璃脱落对公共财产甚至人生安全构成极其严重的威胁。
2)相应对策
(1)在设计源头上要及时向相关的设计人员交底,告知设计人员这一容易受到忽略的环节,要求设计人员在进行隐框幕墙的设计时要将中空玻璃前后板块之间的粘结结构胶的宽度和厚度,避免影响中空玻璃前后板块之间的粘结强度,在计算书中给出具体的数据作为加工依据。
(2)在采购环节上尽量采用大型、有信誉厂家的产品,积极避免厂家以次充好、使用不合格结构胶制品来制作结构中空玻璃。对加工厂家进行合格供应商评估,考查加工厂家的使用的结构制品品牌、玻璃块之间的清洁程度、中空玻璃的注胶工艺、候干的时间等,杜绝在加工环节出问题。要求加工厂家提供相应使用的结构胶的合格证、质保书等质量保证资料,保证可追溯性。
三、结束语
建筑幕墙是现代化城市与社会进步的标志,随着现代建筑发展趋势,幕墙成为城市的代名词,建筑幕墙的使用安全成为公众、政府部门、行业协会的关注焦点,因此我们通过精心设计、严格审查与施工,消除隐患,保证质量、确保建筑幕墙产品安全,这是我们应有的社会责任。
参考文献:
[1]马眷容,刘忠伟,臧曙光,等《建筑玻璃技术规程》JGJ113-2015,,建筑工业出版社,2016,2
[2]马眷容,刘忠伟,臧曙光,等《建筑门窗幕墙用钢化玻璃》JG/T455-2014,,建筑工业出版社,2015,2
[3]刘忠伟.《门窗幕墙用钢化玻璃标准技术解析》 《2016年全国铝门窗幕墙行业年会论文集》
论文作者:冼焯勇
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/7
标签:幕墙论文; 玻璃论文; 中空玻璃论文; 石材论文; 建筑论文; 结构论文; 挂件论文; 《建筑模拟》2018年第11期论文;