既有幕墻常見質量缺陷及檢測技術★

王 驊 桑穎慧 于志華 丁晉強

(1.上海建科檢驗有限公司，上海 201108； 2.山西省建筑科學研究院有限公司，山西 太原 030001)

1 概述

隨著中國經濟實力的不斷增強，城市化進程的加快，基礎建設急劇增多，超大規模、超高度的建筑如雨后春筍在各城市拔地而起，直接帶動了我國建筑幕墻行業的迅速發展。目前，“新基建”洪流奔涌在即，幕墻行業作為制造業內的一部分，與傳統建筑、機械、化工行業有密切的聯系，也在信息化時代中逐步引入互聯網相關技術。

建筑幕墻，是由金屬構件和墻面面板單元等材料組成，懸掛在主體結構上，連續非承重的外圍護結構體系。建筑幕墻結構體系的主要功能是建筑外裝飾、抗風、防雨、采光、隔熱、保溫、隔聲等，其主要優點是建筑效果具有現代感、自重輕、施工簡便、維護方便、能適應舊建筑物立面更新等，廣泛應用于軟土地基城市的商業、辦公建筑，更是超高層建筑的首選。

2 既有幕墻常見質量缺陷

隨著幕墻使用年限的增加，新建工程中存在的常見質量頑疾及既有幕墻潛在的安全隱患所引發的幕墻質量問題也越來越突出，因其危害性已逐漸的表現出來。通過相關研究表明，建筑幕墻的常見質量缺陷主要有以下幾方面。

2.1 鋼化玻璃原材料問題

原因：鋼化玻璃原材料中混了硫化鎳(NiS)雜質，其膨脹而引起的鋼化玻璃自爆是玻璃幕墻最嚴重的一個缺陷。在自然存放或正常使用的溫度條件下，內含硫化鎳雜質的鋼化玻璃會發生持續的低速相變，相變過程伴隨著 NiS 體積的膨脹擴張，造成玻璃內部產生局部應力集中，導致鋼化玻璃自爆。

危害：目前我國幕墻玻璃大部分應用的多是單層鋼化玻璃，使用夾層玻璃比較少，鋼化玻璃自爆可能直接導致玻璃破碎墜落(見圖1)。

2.2 外開窗安裝問題

原因：建筑幕墻開啟窗型式主要有外開上懸窗和外開平推窗兩種，其中外開上懸窗還分為掛式和鉸鏈式。用于掛鉤型材，配合滑撐用的摩擦風撐，其弊端在于窗比較重時會自動關閉，而配合滑撐用的卡位風撐，窗比較重時風撐容易損壞，使用壽命短；用于上懸窗和外平開窗的鉸鏈式五金，當選擇承重小于窗重的滑撐時，滑撐容易損壞。

危害：由于五金件承重不足而造成的損壞，會發生開啟窗整窗高空墜落(見圖2)。

2.3 面板質量問題

原因：幕墻所采用的中空玻璃因未采用二道密封膠、或生產管理控制不嚴造成中空失效，中空玻璃的中空層氣體泄漏會造成其使用壽命大大縮短，極易造成外片整體脫落。石材幕墻問題，由于天然石材的強度不均勻、易碎等特點，以及早期石材幕墻采用斜托板、蝴蝶件等連接方式錨固作用不佳，造成石材連接部位破裂或石材幕墻面板脫落。金屬幕墻問題，由于金屬面板強度不足導致變形過大、金屬板邊部與桿件的連接點數量偏少而引發連接點失效，最終導致整塊金屬面板脫落。

危害：面板本身的質量缺陷及面板周邊的連接節點強度不足，會發生幕墻面板高空脫落(見圖3)。

2.4 型材連接點的失效問題

原因：由于缺乏對建筑幕墻結構節點安裝誤差、型材彈性收縮及有關誤差、結構對熱脹冷縮的約束以及板材自身的收縮徐變等一系列問題的考慮，幕墻型材的連接節點未實現設計要求的有效錨固。并隨著幕墻的使用年限增加，型材連接點可能因雨水滲入、凍融作用等而發生銹蝕，且不斷有循環往復的力施加在錨固螺栓上，導致一些螺栓松弛并最終墜落，從而使得一部分幕墻失去有效支撐。

危害：錨固節點一旦失效，給人的印象將是深刻的，常常伴隨錨固螺栓的脫落，更嚴重的是幕墻板塊及附屬件的高空墜落(見圖4)。

2.5 硅酮膠老化問題

原因：建筑幕墻中所使用的硅酮類結構膠和密封膠，均屬于有機高分子材料，在使用時易受到周圍環境中的高溫、高濕、鹽霧、酸霧等綜合因素的影響。當硅酮膠隨使用年限增長而發生老化、破損的情況，進一步導致其粘結強度降低，致使整塊幕墻面板脫落。

危害：硅酮膠這類化學建材隨時間發生性能退化的情況，是不可避免的。應定期檢查其硅酮類膠體的性能指標，否則一旦發生硅酮膠老化現象，嚴重時會導致幕墻玻璃高空墜落。

3 建筑幕墻檢測技術

依據上海市工程建設規范DG/TJ 08—803—2013建筑幕墻安全性能檢測評估技術規程，應先評定結構承載能力、結構和構造、構件和節點變形(或位移)三方面等級，然后再綜合評定建筑幕墻安全性能的等級。

常見檢測依據：

DG/T J08—803—2013建筑幕墻安全性能檢測評估技術規程;

DGJ 08—56—2012建筑幕墻工程技術規范;

GB 50009—2012建筑結構荷載規范;

JGJ 102—2003玻璃幕墻工程技術規范;

JGJ 133—2001金屬與石材幕墻工程技術規范;

JGJ/T 139—2001玻璃幕墻工程質量檢驗標準;

JGJ/T 413—2019玻璃幕墻粘結可靠性檢測評估技術標準;

上海建科檢驗有限公司《建筑幕墻安全性檢測評估作業指導書》。

4 既有建筑幕墻的檢測結果評價

對既有建筑幕墻的安全性檢測結果評價可采用經驗系數法、可靠度理論、神經網絡等多種方法。下面提供上海市工程建設規范DG/TJ 08—803—2013建筑幕墻安全性能檢測評估技術規程中給出的綜合評定方法(如表1所示)。

表1 建筑幕墻安全性能等級的綜合評定

5 結語

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對建筑物外表的美觀要求也越來越高。建筑幕墻，因其大方美觀的現代化裝飾效果、建設周期短、自重輕等諸多顯著優勢，建筑幕墻獲得了飛速發展。伴隨著幕墻的大量應用，各種各樣的安全問題也不斷發生，如何快速高效的檢測建筑幕墻，發現其安全隱患，就成了迫切需要解決的問題。本文詳細介紹了既有建筑幕墻的各類安全性質量缺陷，并給出了相應的檢測及評估的方法。