何去何從的玻璃幕墻

阮小林

何去何從的玻璃幕墻

阮小林

玻璃幕墻的困擾

近年來各地不斷有玻璃幕墻自爆的安全事故發生，“玻璃雨”引發了全社會對于玻璃幕墻安全性的討論。而在今年的3月，住房和城鄉建設部下發了“進一步加強玻璃幕墻安全防護工作”的通知，進一步引發了全社會的高度關注，各地媒體的集中報道更是將玻璃幕墻推到了風口浪尖。然而，玻璃幕墻的問題出在哪？既然玻璃幕墻被廣泛使用，那么如何應對這些問題則是需要我們思考的。——編者按

在2015年春節休假結束不久，住房城鄉建設部在3月4日下達了一份名為“進一步加強玻璃幕墻安全防護工作”的通知（以下簡稱通知），在通知中明確規定：“新建住宅、黨政機關辦公樓、醫院門診急診樓和病房樓、中小學校、托兒所、幼兒園、老年人建筑，不得在二層及以上采用玻璃幕墻。”

隨后這條通知被各大媒體以“七類建筑二層以上禁用玻璃幕墻”為題先后轉載，一時間讓人感覺好像玻璃幕墻的使用將受到了嚴格的限制。

玻璃幕墻的困惑

近年來，在個別城市偶發的因幕墻玻璃自爆或脫落造成的損物、傷人事件，危害了人民生命財產安全，引發社會關注。

玻璃幕墻“空中炸彈”的名頭也早在社會中形成了許多負面影響，媒體關于此類的報道也早屢見不鮮：

2003年，一位天津的音樂教師被從天而降的“玻璃子彈”擊中左手，永遠喪失了彈奏音樂的能力。

2004年6月北京海淀劇院大廳玻璃幕墻的一塊2平方米大的玻璃從10米高處摔落，10多名正在大廳買票的觀眾尖叫著跑出劇院。所幸，沒有人員受傷。

2005年投入使用的南寧國際會展中心竣工后的幾個月內，先后有50多塊玻璃破碎，其中導致一位女工被砸傷。

2006年，首都博物館新館剛剛修建完成、開館運營。一天閉館之后一塊玻璃毫無預警地發生了爆炸。小小的碎片從30米高空墜落，將一樓咖啡廳的一張餐桌砸得粉碎。

2010年3月1日，廣東省廣州市越秀區某商業廣場二樓，一塊長4米、寬1.5米的櫥窗玻璃突然爆裂，碎片凌空飛落，樓下一路過的老太太被碎片劃傷，送醫院接受治療。

2011年4月25日，國定路四平路口的富慶國定大廈，1103室靠南側一面玻璃幕墻玻璃突然整塊下墜，砸落至四樓女兒墻平臺。玻璃成顆粒狀散落，其實部分砸至樓下豐收日大酒店門口，砸中了兩輛車輛。

2011年5月18日，上海一天之內發生3起高樓玻璃幕墻墜落事件。

2014年8月26日中午，玉林市人民中路國際購物中心商業街一塊玻璃自6樓天頂掉落，幸好未傷及過往市民。

2014年11月22日，廣州天河區太古匯商場一座大廈還發生幕墻玻璃碎裂事故，十多輛汽車被墜落的玻璃砸中。據媒體報道，這已是太古匯自建成后發生的第3次玻璃幕墻爆裂掉落事件。

由于幕墻問題引起了政府部門的重視，媒體的相關報道也多了起來，僅在今年，就發生了多起玻璃幕墻導致的安全事故：

3月3日滕州匯龍和諧康城B座北側十幾層高的位置一塊玻璃脫落，砸壞汽車。

4月5日福州臺江區紅星美凱龍商場玻璃幕墻脫落砸破汽車的后擋風玻璃。

5月30日西安位于朱雀路南二環附近的朱雀酒店，玻璃幕墻脫落，多輛汽車被砸。

6月2日大連火車站寫字樓的窗戶和建筑玻璃幕墻被大風吹倒，幸好未造成人員和財產損失。

6月6日，寶雞一座大廈27層一塊玻璃幕墻自爆墜落，樓下幾輛車被輕微砸傷。

6月10日，停靠在邢臺市區天一城A座南側的一輛寶馬轎車，不幸被一塊從20米高處落下的鋼化玻璃砸壞。

7月15日太倉受臺風“燦鴻”影響，市區財富大廈一戶業主的窗戶玻璃被大風吹落，連帶大廈的一塊玻璃幕墻一起墜落，將停在下面的4輛汽車砸壞。

安全事故頻發，使得民眾談“幕”色變，如今的城市萬千大廈聳立，人們和車輛行走在其中，誰也不想天下橫禍。由此可見“通知”是十分有必要的。

早在1958年，著名建筑師密斯·凡·德·羅和菲利普·約翰遜合作設計，建筑設計了第一個全玻璃幕墻建筑。該建筑位于美國紐約市的西格拉姆大廈，高158米，40層，使用了琥珀色著色玻璃，用銅合金做門窗型材。因玻璃幕墻造型簡潔、豪華、現代感強，具有很好的裝飾效果，當時引起了很大的轟動。特別是用幕墻代替了墻體，自重輕，相當于磚砌體墻體的1/12，混凝土墻體的1/10；施工周期大大縮短，僅用一般建筑墻體施工周期1/3時間;所以，一時間建筑幕墻在全世界范圍內迅猛發展，形成一種流行建筑風格。這座建筑被后人譽為20世紀建筑的豐碑。建筑被稱為空間的藝術，而幕墻的使用解放了建筑的立面，使得室外景觀以前所未有的視角引入到室內空間，不再受制于傳統立面設計的束縛。

幕墻是建筑的外墻圍護，不承重，像幕布一樣掛上去，故又稱為“帷幕墻”，是現代大型和高層建筑常用的帶有裝飾效果的輕質墻體。如果沒有幕墻，將很難形成奇異美觀的建筑外形，特別是一些超高層建筑，比如轟動世界的迪拜塔，再比如落成不久的上海中心大廈，螺旋上升的外型，如果沒有幕墻，幾乎無法完成。

而實際上，“進一步加強玻璃幕墻安全防護工作的通知”也肯定了幕墻的作用，通知中寫到 “玻璃幕墻因美觀、自重輕、采光好及標準化、工業化程度高等優點，自20世紀80年代起，在商場、寫字樓、酒店、機場、車站等大型和高層建筑的外裝飾上得到廣泛應用。”自1981年，北京長城飯店開工，興建了我國第一個大型建筑幕墻工程，從此以后，幕墻在我國得到了飛速的發展。據不完全統計，在近20年的時間里，玻璃幕墻在中國已突破5億平方米，玻璃幕墻的市場使用量以年均500萬平方米的速度增長，截至2012年，中國已有的玻璃幕墻已占全球總量的85%。

姑且不論玻璃幕墻作為高層建筑和超高層建筑的外圍護結構具有自重輕和外型美觀的優勢，中國建筑科學研究院研究員趙西安曾表示，500米以上的建筑只能選擇玻璃幕墻，玻璃因而成為一種無可替代的幕墻材料。僅玻璃幕墻現有如此大的體量，其實問題不僅是限制使用可以解決的。

產品的升級與發展

據住建部的“通知”顯示，造成玻璃幕墻安全危害的原因，除早期玻璃幕墻工程技術缺陷、材料缺陷等因素外，對人員密集、流動性大等特定環境、特定建筑的安全防護工作重視不夠，玻璃幕墻維護管理責任落實不到位，也是重要原因。任何產品和技術都是在不斷進步和發展的，玻璃幕墻也不例外。

玻璃幕墻的缺陷主要體現在玻璃和結構膠上。首先是玻璃，早期的玻璃幕墻大多采用的是鋼化玻璃，由于玻璃中雜質的體積膨脹，鋼化玻璃存在著“自爆”的風險。根據業內的統計數據，1%～3%的鋼化玻璃會在毫無征兆的情況下突然粉碎。即使人們用第二次“淬火”的方法進行再次處理，將一批不穩定的玻璃提前“引爆”，鋼化玻璃的自爆率也只能降到0.1%～0.3%，而不可能降到0。因為難以處理，這種令建筑師頭疼的特性一度被稱為“玻璃癌癥”。2009年，深圳市公安局發布了一份《嚴禁高樓落物》的公告，里面介紹，從25樓落下“指甲大小”的物體，到達地面時所形成的沖力已經足以擊穿人類的頭骨。如果玻璃從300米高空墜下，那到達地面時的速度“不亞于撞上飛機的小鳥”。

其次是結構膠，玻璃幕墻是通過結構膠將玻璃固定在附框上的，而結構膠會出現老化現象，老化的表現主要是粘接力和拉伸強度、斷裂伸長率、彈性恢復率等性能的明顯變差，嚴重時膠體會變得很硬，失去彈性。老化的表現也有初期和長期，高分子在初期的老化降解過程中首先是核心交聯點發生降解，這樣膠的交聯密度是下降了，強度下降了，但是高分子基本的鏈還在，所以雖然他的伸長率增加了，但是回彈率下降了，老化已經開始了。但是如果深度老化，高分子已經慢慢分解了，甚至揮發掉，剩下更多的是填料，所以彈性很差，就會粉化、硬化。一旦密封膠老化，玻璃很可能會脫落。目前國內結構膠一般壽命只有10年，但大多數情況都達不到的，因為紫外線的照射、酸腐蝕、油污的原因使得壽命大大降低，如果外部環境惡劣，可能壽命只有一半。

以上兩個部分體現出玻璃幕墻需要注意兩方面的問題，一方面是材料問題，一方面是維護問題。

玻璃幕墻之所以成為“空中殺手”其原因無外乎玻璃的自爆和脫落，其實只要解決好這個問題，玻璃幕墻所存在的風險并不高于其它外圍護結構。

針對玻璃自爆的問題，住建部“通知”給出了指導意見：“玻璃幕墻宜采用夾層玻璃、均質鋼化玻璃或超白玻璃。”

夾層玻璃：夾層玻璃是由兩片或多片玻璃，之間夾了一層或多層有機聚合物中間膜，經過特殊的高溫預壓（或抽真空）及高溫高壓工藝處理后，使玻璃和中間膜永久粘合為一體的復合玻璃產品。玻璃即使碎裂，碎片也會被粘在薄膜上，破碎的玻璃表面仍保持整潔光滑。這就有效防止了碎片扎傷和穿透墜落事件的發生，確保了人身安全。在歐美，大部分建筑玻璃都采用夾層玻璃，這不僅為了避免傷害事故，還因為夾層玻璃有極好的抗震入侵能力。中間膜能抵御錘子、劈柴刀等兇器的連續攻擊，還能在相當長時間內抵御子彈穿透，其安全防范程度可謂極高。

均質鋼化玻璃：均質鋼化玻璃是指經過特定工藝條件處理過的鈉鈣硅鋼化玻璃。通過均質爐（熱浸爐）采用對流方式加熱。令熱空氣流平行于玻璃表面并通暢地流通于每片玻璃之間，且不應由于玻璃的破碎而受到阻礙。在對曲面鋼化玻璃進行均質處理過程，應采取措施防止由于玻璃的形狀的不規則而導致的氣流流通不通暢。空氣的進口與出口也不得由于玻璃的破碎而受到阻礙。鋼化玻璃自爆原因是玻璃制造過程中混入硫與鎳雜質，在高溫下生成硫化鎳。硫化鎳有二種結晶，高溫時（t＞380℃）是α相、低溫時是β相。在鋼化時由于急速冷卻，α相來不及轉變成β相。在使用過程中，常溫亞穩的α相慢慢轉變成穩定的β相，伴隨約4%的體積膨脹才引起鋼化玻璃自爆的。均質爐的作用是使硫化鎳α相徹底轉變為低溫穩定的β相，出爐的玻璃均不可能再自爆（引爆）。

超白玻璃：超白玻璃是一種超透明低鐵玻璃，也稱低鐵玻璃、高透明玻璃。它是一種高品質、多功能的新型高檔玻璃品種，透光率可達91.5%以上，具有晶瑩剔透、高檔典雅的特性，有玻璃家族 “水晶王子”之稱。超白玻璃同時具備優質浮法玻璃所具有的一切可加工性能，具有優越的物理、機械及光學性能，可像其它優質浮法玻璃一樣進行各種深加工。無與倫比的優越質量和產品性能使超白玻璃擁有廣闊的應用空間和光明的市場前景。由于超白玻璃原材料中一般含有的硫化鎳等雜質較少，在原料熔化過程中控制的精細，使得超白玻璃相對普通玻璃具有更加均一的成分，其內部雜質更少，從而大大降低了鋼化后可能自爆的幾率。

幕墻作為一種產品，已有半個世紀的歷史，任何產品都很難做到在誕生之時便是完美的，玻璃幕墻亦是如此，半個多世紀來，玻璃幕墻不論從材料、設計、施工上都有了長足的發展，很多遭人詬病的問題其實已經從技術上得到解決。

很多媒體報道歐美發達國家限制幕墻的使用，但其限制原因主要是在節能方面，比如美國的對玻璃玻璃使用限制是在《節約能源法》中提出的，德國也是如此。而幕墻的節能問題早已有了很大改善，比如充氬雙層低鐵Low-e玻璃、變色玻璃窗，就在不久前，海寧白領氏集團與南玻集團三銀Low-E玻璃簽約，白領氏大廈幕墻將全部采用南玻集團生產的世界建筑領域最尖端的三銀Low-E玻璃，此產品是國內全新概念的紅外線屏蔽玻璃（全新三銀Low-E玻璃），是當前世界建筑領域公認最節能、最符合人性需求的建筑玻璃。在玻璃幕墻的節能問題上，我國已然十分先進。

隨著國家對于建筑節能的要求，針對既有幕墻的節能問題，節能玻璃貼膜產品國內已有多家企業研發成功，此外，使用玻璃貼膜不旦使得節能效果有顯著的提高，更可以有效的防止玻璃自爆帶來的危害，對既有玻璃幕墻的自爆防范是最佳的選擇。

幕墻產品需要維護

由于結構膠有一定的使用年限，縱然符合歐標結構膠壽命可以長達25年，定期的維護仍然是必不可少的。幕墻雖然是建筑外圍護結構，但并不能像磚墻一樣對待，反而更像是高檔的家具，幕墻是高新技術產品，需要維護。絕大部分發生事故的玻璃幕墻都缺少檢測和維護，在很多報道中，甚至連幕墻的責任人都存在爭議，檢測和維護誰來做？

我國早在1996年就頒布了《玻璃幕墻工程技術規范》，其中規定：“玻璃幕墻在正常使用時，每隔5年應對玻璃、密封條、密封膠等進行全面檢查。”

2006年住房和城鄉建設部頒布了《既有建筑幕墻安全維護管理辦法》，規定“既有建筑幕墻的安全維護，實行業主負責制”“建筑幕墻工程交付使用后，原則上每10年就要進行一次安全性鑒定”。

住建部要求，要嚴格按照國家有關法律法規、標準規范的規定，明確玻璃幕墻安全維護責任，落實玻璃幕墻日常維護管理要求。玻璃幕墻安全維護實行業主負責制，建筑物為單一業主所有的，該業主為玻璃幕墻安全維護責任人；建筑物為多個業主共同所有的，各業主要共同協商確定安全維護責任人，牽頭負責既有玻璃幕墻的安全維護。玻璃幕墻竣工驗收1年后，施工單位應對幕墻的安全性進行全面檢查。安全維護責任人要按規定對既有玻璃幕墻進行專項檢查。遭受冰雹、臺風、雷擊、地震等自然災害或發生火災、爆炸等突發事件后，安全維護責任人或其委托的具有相應資質的技術單位，要及時對可能受損建筑的玻璃幕墻進行全面檢查，對可能存在安全隱患的部位及時進行維修處理。

我國多省市對于玻璃幕墻的管理也出臺了許多管理辦法，針對區域內的幕墻建立檔案，并形成專項維修資金。

◆《福建省既有建筑幕墻安全維護管理實施細則》建筑幕墻工程在竣工驗收交付使用后，原則上每十年就應進行一次安全性鑒定。十年一次的安全性鑒定，算是“大體檢”。除此之外，針對不同構件還有不同檢查時限。《實施細則》規定，竣工驗收一年后，應對幕墻工程繼續進行一次全面檢查，此后每五年檢查一次。施加預拉力的拉桿或拉索結構的幕墻工程在竣工驗收后六個月，必須進行一次全面的預拉力檢查和調整，此后每三年應檢查一次。幕墻工程使用十年后，應對該工程不同部位的結構硅酮密封膠進行粘接性能的抽樣檢查，此后每三年宜檢查一次。

◆《廣州市玻璃幕墻管理辦法》明確了禁止采用玻璃幕墻的范圍及其規劃控制、結構安全性論證、玻璃幕墻的安全使用維護責任主體、日常維護保養、定期檢查、安全性鑒定、防護措施。特別要求，業主單位在完工15日內要將玻璃幕墻的初始信息，后期定期檢查、安全性鑒定、維修等情況錄入全市的玻璃幕墻信息管理系統。相關部門每年開展抽查，發現問題及時向社會通報。

◆杭州今年將對2006年起施行的《杭州市城市房屋使用安全管理條例》進行修訂，新增的重要內容之一就是對建筑幕墻的安全維護管理進行規范。建筑幕墻自竣工驗收合格交付使用后，至少每十年要進行一次安全性檢測鑒定。當幕墻出現面板、局部墻面等變形、脫落、爆裂現象，受風暴、火災等造成損壞，安全性檢測鑒定同樣必不可少。《修訂草案》提出，要建立建筑幕墻專項維修資金制度。也就是說，交付使用的新建建筑，建設單位在房屋所有權初始登記前，應當向房屋使用安全管理部門繳存建筑幕墻專項維修資金，用于幕墻的檢查、檢測、維修。

◆威海市根據山東省住建廳的要求，玻璃幕墻安全維護實行業主負責制，要明確既有幕墻安全維護責任人，8月底前，各區市建設主管部門將建立全市既有幕墻信息系統。威海市住建局要求，各區市建設主管部門要建立全面完整統一的既有幕墻信息系統，今年8月底前全市既有和在建玻璃幕墻工程全部普查建檔，幕墻有了“身份檔案”后，將按時進行檢查，確保其安全可靠。

◆無錫市建設信息中心將老城三區100多幢玻璃幕墻建筑納入到“玻璃幕墻信息管理系統”。無錫市建設信息中心表示，這個系統收錄幕墻的信息都是從“老家底”開始，包括幕墻項目基本信息、幕墻主要材料情況、參建單位信息、幕墻管理（產權）單位信息等“源頭信息”，每塊玻璃幕墻都是從“出生”開始追蹤記錄，沒有按時進行檢查的，將進行竣工檢查預警和定期檢查預警。

◆上海市已對所有的玻璃幕墻建筑實施“一樓一檔案”管理，如果有哪一幢樓逾期沒有對玻璃幕墻進行檢查，管理平臺上相應的紅燈就會閃爍預警，相關部門就會立即發出整改通知單督促警告，超過一定期限，將實施進一步的處罰措施。同時，針對玻璃幕墻墜落后難以即刻籌集采取補救措施所需資金問題，還設立了玻璃幕墻專項維修基金，今后凡是新建建筑采用玻璃幕墻的，建設單位必須在房屋所有權初始登記前，按照相關規定繳存維修資金；既有建筑采用玻璃幕墻的，其業主必須在5年內一次性或分批繳存維修資金。

◆蘇州市出臺了《關于建立我市公共建筑房屋健康檔案管理系統的實施意見》，完成了相關方案的編制以及軟件系統的開發，對全市公共建筑房屋基本信息、健康狀況信息以及附屬幕墻狀況信息進行收集、處理、錄入，基本建立基于地理信息系統（GIS）的全市公共建筑房屋健康檔案管理系統。通過專門開發的幕墻安全管理模塊，采取定期普查等手段，實現了全市幕墻的全壽命安全管理。

除了設計與維護外，國外的建筑設計師非常注重幕墻與周邊的環境，比如在玻璃幕墻大廈周圍配建裙樓或綠化帶，來克服玻璃幕墻自爆的缺陷。裙樓或綠化帶能組成一個安全的緩沖帶，從而保證玻璃幕墻一旦出現問題發生墜落，只會掉在緩沖帶上，避免傷人。

總而言之，玻璃幕墻引發的安全隱患絕大多數是因為過去的幕墻技術不足和缺乏維護造成的，玻璃幕墻產品在半個世紀以來已有了長足的進步和發展，現在的技術可以解決這些不足，而且超高層的建筑越來越多，根據世界超高層建筑學會的新標準，300米以上為超高層建筑。在全球已建成的79座超高層中有25座在中國；全球在建的125座超高層中有78座在中國。面對越來越多的超高層建筑，玻璃幕墻是必不可少的，玻璃幕墻給這個世界帶來了無數精美、華麗、獨特的建筑，未來也將創造更多建筑奇觀，為我們打造一個精彩的世界。

玻璃幕墻作為建筑外圍護結構必然受到風荷載（風壓）和溫度的影響，每個地區風力強度和頻度，受熱條件等因素都不一樣，因此決定了對玻璃因地區、樓層高度的不同而選擇不同規格、不同型號、不同顏色的玻璃。玻璃用于外墻的要求起碼要考慮承受兩種應力：一種是承受風荷載能力，一種是承受熱應力能力。應對上述應力進行認真驗算，選用適當的玻璃才能減少自爆。玻璃本體質量，對自爆也極為重要，如平板玻璃和浮法玻璃相比較，平板玻璃的厚薄均勻度、平整度，玻璃表面的質量均比浮法玻璃質量差。因此平板玻璃承受風荷載能力及熱應力能力也弱。如對玻璃進行半鋼化、鋼化，其抗風壓及熱應力能力有較明顯的提高。半鋼化玻璃或鋼化玻璃，其表面最終形成壓應力，因此玻璃抗壓強度比抗張強度高得多，所以能經受彎曲、沖擊和溫度變化。

國內生產該種玻璃廠家甚多，由于不同做法，不同設備，及其它各種原因，質量差異很大。