論述玻璃幕墻帶來的安全的考量

趙劍

【摘要】玻璃幕墻的出現(xiàn)，增加了建筑物的活力，將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑結(jié)構(gòu)等因素融為一體，使玻璃由過去單純的采光、保溫、防風(fēng)雨等功能，轉(zhuǎn)變?yōu)槎喙δ艿难b飾品。但也要注意安全問題，因此本文研究了玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，探索了玻璃幕墻安全質(zhì)量評(píng)估方法，以確保安全施工。

【關(guān)鍵詞】玻璃幕墻；安全；設(shè)計(jì)；施工

近年來，玻璃幕墻在各大中城市的建設(shè)工程中大量使用。與此同時(shí)，高樓玻璃幕墻墜落的事故頻發(fā)，已引起社會(huì)各方人士的高度關(guān)注。

1玻璃幕墻的分類及存在問題

1.1玻璃幕墻的分類通用的玻璃幕墻基本上由骨架、玻璃、封縫材料組成。其結(jié)構(gòu)構(gòu)造因立體結(jié)構(gòu)形式的不同，選用不同的骨架及玻璃材料。目前玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)構(gòu)造按國際慣例分為：單元式（IT組裝）、元件式（現(xiàn)場(chǎng)安裝）和結(jié)構(gòu)玻璃（無金屬框架的純大塊玻璃，一般用于1-2層，高度可達(dá)12m）三種。按材料的組成及結(jié)構(gòu)形式分，我國現(xiàn)行的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型有四種：型鋼骨架、鋁合金型材骨架、不露骨架結(jié)構(gòu)及無骨架玻璃幕墻體系。

（1）型鋼骨架體系是由型鋼做玻璃幕墻的骨架，玻璃鑲嵌在鋁合金框內(nèi)，然后再將鋁合金框骨架固定。此種體系使得固定骨架的錨點(diǎn)間距增大，適應(yīng)于比較寬敞的空間，如門廳、大堂的外立面等部位。

（2）鋁合金型材骨架體系是由特殊斷面的鋁合金型材作為玻璃幕墻的骨架，玻璃鑲嵌在骨架的凹槽內(nèi)。其最大的特點(diǎn)在于骨架型材本身兼有固定玻璃的凹槽，而不用另外安裝其它配件，因而是目前應(yīng)用最多的一種形式。

（3）不露骨架結(jié)構(gòu)體系屬隱框式裝配幕墻，即玻璃直接與骨架連接，在立面不見骨架，也不見窗框，它與以往的安裝玻璃方法有所不同，它不是將玻璃鑲到窗框的凹槽內(nèi)，而是用高強(qiáng)度膠粘劑將玻璃粘到鋁合金的封框上，骨架、窗框隱蔽在玻璃內(nèi)側(cè)。

（4）前面三種幕墻，均屬于骨架支托玻璃、固定玻璃的安裝方法。而無骨架玻璃幕墻體系其玻璃本身既是飾面材料構(gòu)件，又是承受自身重量荷載及風(fēng)荷載的承力構(gòu)件。整個(gè)玻璃幕墻采用通長的大塊玻璃（有的長達(dá)12m以上）。為了增加面部玻璃的剛度，保證幕墻的穩(wěn)定性，一般還需加設(shè)與面部玻璃呈垂直的肋玻璃。

2玻璃幕墻存在的安全問題

2.1玻璃的安全問題如固定窗框強(qiáng)度不夠，使用者輕趴在窗框上會(huì)導(dǎo)致玻璃破裂；落地窗僅用固定玻璃，沒有必要的防護(hù)，兒童玩耍、椅子翻倒等正常活動(dòng)會(huì)碰破玻璃，造成險(xiǎn)情；冬夏兩季是玻璃幕墻爆裂的頻繁季節(jié)。主要是不少大樓內(nèi)中央空調(diào)溫度長期過高或者過低帶來隱患。夏天玻璃外面感受著34℃以上的“高溫”，而另一面則享受15℃左右的恒溫。冬天在北方，玻璃外面感受著0℃以下的寒冷，而另外一面則享受溫暖，經(jīng)常在內(nèi)冷外熱或內(nèi)熱外冷夾擊下，一些玻璃幕墻就會(huì)因熱脹冷縮被拉裂。在廣東，尤其是住宅朝西的落地窗玻璃，不堪暴曬而爆裂墜下，原因就是住戶在家開空調(diào)，加上西曬熱力強(qiáng)烈，室內(nèi)室外溫差大所致。另外用于黏結(jié)玻璃幕墻的硅膠或結(jié)構(gòu)膠隨著時(shí)間推移都會(huì)老化、疲勞甚至失效。

2.2玻璃的能耗問題窗戶在南北地區(qū)的建筑能耗上都占領(lǐng)著重要的地位。在整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中透過玻璃傳遞的熱能遠(yuǎn)高于其他圍護(hù)體，因此大面積采光帶來的直接后果是，整個(gè)建筑物在使用中的能耗明顯增大，玻璃幕墻的能耗是普通水泥墻壁能耗量的2至3倍，消耗能量過多，與自然和環(huán)境形成對(duì)抗，這樣的建筑不具備可持續(xù)發(fā)展，這樣的建筑跟環(huán)境不是和諧相處的。

3消除不安全因素的措施

3.1產(chǎn)品和施工質(zhì)量要保證框架鋁型材的厚度、表面處理和加工質(zhì)量，防止因鋁型材質(zhì)量問題，造成框架變形損壞，而導(dǎo)致玻璃破裂、脫落。同時(shí)要確保玻璃的質(zhì)量。特別要注意硅酮結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量。對(duì)此，我國成立了由國家經(jīng)貿(mào)委牽頭，有關(guān)部門參加的硅酮結(jié)構(gòu)膠領(lǐng)導(dǎo)小組及其辦公室，下大力量抓膠的進(jìn)口、定點(diǎn)生產(chǎn)、定點(diǎn)銷售、質(zhì)檢等工作。優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)硅酮結(jié)構(gòu)膠，可以保證玻璃幕墻的安全性。

3.2安全綜合保障措施在高層樓宇設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)裙樓，裙樓頂層無人區(qū)域可以承接萬一發(fā)生的墜落物；樓宇旁邊規(guī)劃綠化草坪，可起隔離行人作用。對(duì)全隱玻璃幕墻進(jìn)行定點(diǎn)和數(shù)量控制。采用駁接式、單元懸掛式等機(jī)械固定新工藝，不用膠或少用膠，使全隱幕墻的安全性更佳。玻璃幕墻工程從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到建材生產(chǎn)、安裝工程，牽涉面很廣，覆蓋了一條產(chǎn)業(yè)鏈，包括！大環(huán)節(jié)：玻璃生產(chǎn)；建筑裝飾裝修；建筑膠生產(chǎn)；鋁型材生產(chǎn)；五金配件生產(chǎn)。這條產(chǎn)業(yè)鏈哪一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，都可能影響到玻璃幕墻的質(zhì)量和安全，因此，應(yīng)該將其作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，進(jìn)行科學(xué)的管理。管理內(nèi)容包括：

1）規(guī)劃設(shè)計(jì)要根據(jù)城市建設(shè)的整體布局和區(qū)域規(guī)劃，合理地規(guī)劃玻璃幕墻建筑物的布局。要從環(huán)保、建筑美學(xué)、綠化配套設(shè)施、周邊相關(guān)建筑與道路、建筑風(fēng)格的協(xié)調(diào)、采用優(yōu)質(zhì)新型建材、經(jīng)濟(jì)性、安全性、工藝技術(shù)先進(jìn)性等方面綜合考慮規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

2）玻璃生產(chǎn)采用先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、隔熱、反射率低、強(qiáng)度高、色度適宜和色差均勻的高質(zhì)量幕墻玻璃。

3）建筑裝飾裝修這是玻璃幕墻工程科學(xué)管理的重點(diǎn)，必須嚴(yán)格進(jìn)行資質(zhì)管理，不準(zhǔn)違規(guī)分包掛靠，項(xiàng)目經(jīng)理和關(guān)鍵工種必須持證上崗，嚴(yán)禁采用不合格材料（特別是結(jié)構(gòu)膠）。必須嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，幕墻結(jié)構(gòu)膠打膠工序要在膠房內(nèi)操作，確保防塵和控制溫度、濕度，加強(qiáng)工程全過程的質(zhì)量監(jiān)理、建立健全安裝工程檔案，確保玻璃幕墻美觀、優(yōu)質(zhì)、堅(jiān)固、安全。

4）建筑膠生產(chǎn)這是確保全隱玻璃幕墻質(zhì)量和安全的關(guān)鍵，要嚴(yán)把配方、生產(chǎn)、銷售、檢測(cè)的質(zhì)量關(guān)。

5）鋁型材和五金配件的生產(chǎn)這是容易忽視的環(huán)節(jié)，要從設(shè)計(jì)用料、生產(chǎn)、裝配、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。以確保生產(chǎn)高質(zhì)量、符合設(shè)計(jì)要求的型材，保證壁厚、表面涂層、加工精度符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

6）加強(qiáng)監(jiān)督管理根據(jù)建設(shè)部制定的《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》要求，玻璃幕墻設(shè)計(jì)、加工、安裝應(yīng)嚴(yán)格按照《規(guī)范》執(zhí)行，在工程招投標(biāo)時(shí)，要進(jìn)行技術(shù)評(píng)標(biāo)和工程承接單位的資格審查，并對(duì)施工驗(yàn)收實(shí)行監(jiān)理，從而形成玻璃幕墻工程質(zhì)量的有效監(jiān)督管理機(jī)制。對(duì)無資質(zhì)或達(dá)不到資質(zhì)要求的一律取消施工和安裝資格。對(duì)出現(xiàn)諸如結(jié)構(gòu)膠之類的假冒偽劣產(chǎn)品，必須堅(jiān)決取締查辦，繩之以法。要建立設(shè)計(jì)、專業(yè)公司、材料制造商和業(yè)主之間相互協(xié)調(diào)、各負(fù)其責(zé)、確保工程質(zhì)量的管理機(jī)制。政府主管部門要加強(qiáng)監(jiān)督管理，有關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)應(yīng)協(xié)助政府檢查督促。

4結(jié)語

21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展和人們對(duì)美的要求，玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)形式、使用范圍也逐漸擴(kuò)大，隨著玻璃幕墻事故的頻繁發(fā)生，對(duì)其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安全性能的要求日益增加，特別要注意的是高層建筑中玻璃幕墻的安全性能。綜合考慮幕墻的材料、結(jié)構(gòu)、所受荷載，建造具有地區(qū)特點(diǎn)的玻璃幕墻。如今，對(duì)于玻璃幕墻安全質(zhì)量的評(píng)估，還沒有一個(gè)官方的規(guī)范，其很大程度上依靠多年來幕墻工程中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，因此，在以后的發(fā)展中不僅要借助經(jīng)驗(yàn)，還要通過各種實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)，做出一個(gè)具有指導(dǎo)意義的規(guī)范。

參考文獻(xiàn)：

[1]張芹.新編建筑幕墻技術(shù)手冊(cè)[M].濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

[2]丁鷗.高層建筑玻璃幕墻結(jié)構(gòu)分析及其計(jì)算機(jī)模擬應(yīng)用[D].廣州：中山大學(xué)，2002：4-6.

[3]劉小根，包亦望.基于固有頻率變化的框支承玻璃幕墻安全評(píng)估[J].沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（5）：595-600.

[4]張芹.建筑幕墻與采光頂設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.