国内建筑幕墙经历30多年的发展,已建立起了国家行业标准体系,并完成了巨量工程实践。随着经济的持续发展,建筑幕墙行业年产值呈现稳步增长态势,但是近年来玻璃幕墙安全事故频频发生,这些城市中的“时尚标签”似乎成了高空中的“隐形杀手”,与此同时人们对玻璃幕墙的安全检测、维护重视程度远远不够,暴露出诸多安全问题,并且不同程度地造成了财产损失、人身伤害等较严重的社会影响。
01、玻璃幕墙概述
玻璃幕墙根据构造的不同细分为框架玻璃幕墙、点支撑玻璃幕墙、全玻璃幕墙以及单元式玻璃幕墙。
①框架玻璃幕墙
框支撑玻璃幕墙是玻璃面板周边由金属框架支撑的玻璃幕墙。
明框玻璃幕墙三维图
(图源:中建五局技术质量工艺标准化三维图集幕墙)
明框玻璃幕墙玻璃横、竖剖图
(图源:中建五局技术质量工艺标准化三维图集幕墙)
隐框玻璃幕墙三维图
(图源:中建五局技术质量工艺标准化三维图集幕墙)
隐框玻璃幕墙玻璃横、竖剖图
(图源:中建五局技术质量工艺标准化三维图集幕墙)
②点支撑玻璃幕墙
点支撑玻璃幕墙是由玻璃面板、点支承装置和支承结构构成的玻璃幕墙。其支撑结构形式有玻璃肋支撑,单根型钢或钢管支撑,桁架支撑及张拉杆索体系支撑结构。
点支撑玻璃幕墙三维图
(图源:中建五局技术质量工艺标准化三维图集幕墙)
点支式玻璃幕墙玻璃安装横竖剖图
(图源:中建五局技术质量工艺标准化三维图集幕墙)
③全玻璃幕墙
全玻幕墙是由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙。
全玻璃幕墙三维图
(图源:中建五局技术质量工艺标准化三维图集幕墙)
④单元式玻璃幕墙
单元式幕墙,是指由各种墙面板与支承框架在工厂制成完整的幕墙结构基本单位,直接安装在主体结构上的建筑幕墙。
单元板块左右连接横剖节点图
(图源:中建五局技术质量工艺标准化三维图集幕墙)
02、玻璃幕墙安全问题分析
①玻璃自爆现象 玻璃“自爆“主要是由于玻璃中存在的微小的硫化镍、单质多晶硅、Al2O3等杂质。在外应力的连续作用下,超出玻璃的设计应力,而产生的具有“蝴蝶斑”状态的破损。玻璃由于其晶体结构的原因,所以其抗压强度大,而抗弯和抗折的强度低。因此,当外界作用于玻璃表层的张应力超过玻璃强度允许范围时,玻璃就会破损。
②防火能力差
玻璃幕墙是不可燃烧的材料,但在烈火面前,它可以融化或软化,在烈火中只用很短的时间就会发生玻璃破碎,因此在建筑设计中要充分考虑建筑的防火要求。
③结构胶易失效
幕墙因长期受自然环境的不利因素,结构胶易老化、失效,造成玻璃幕墙坠落。那么在设计时应尽量采用明框或者半隐框玻璃幕墙,因为即使结构胶失效,由于框架的支撑和约束,也会大大降低玻璃坠落的几率。
④热应力造成玻璃破碎
玻璃受热会膨胀,如果受热不均匀,在玻璃内部会产生拉应力,当玻璃边部有细小的裂纹时,这些小瑕疵很容易受热应力的影响,最后导致玻璃破损。
⑤渗水
玻璃幕墙渗水的原因很多,但主要是以施工与密封材料关系较大,因此应挑选技术过硬的施工方,符合国家标准的材料。以最大限度地降低渗水现象。
03、玻璃幕墙安全性鉴定的必要性
建筑幕墙设计年限一般为25年,隐框玻璃幕墙中结构胶质量保证期仅为10年,而早期的建筑幕墙及结构胶,多数均已超过使用年限或质量保证期,故开展既有建筑幕墙安全性鉴定工作是有必要的。住建部在2006年发布的《既有建筑幕墙安全维护管理办法》中第十五条明确规定:建筑幕墙工程自竣工验收交付使用后,原则上每十年进行一次安全性鉴定,2015年发布的《住房城乡建设部 国家安全监管总局关于进一步加强玻璃幕墙安全防护工作的通知》也提到“需及时鉴定玻璃幕墙安全性能”。
《既有建筑幕墙安全维护管理办法》
根据《玻璃幕墙工程技术规范》相关规定,在幕墙工程竣工验收后一年时,应对幕墙工程进行一次全面的检查,此后每五年应检查一次;幕墙使用十年后应对该工程不同部位的结构硅酮密封胶进行粘结性能的抽样检查;此后每三年宜检查一次。
同时,《天津市既有建筑玻璃幕墙使用维护管理办法》第十四条规定,当既有建筑玻璃幕墙出现下列情形之一的,业主或者安全维护单位应当及时委托鉴定单位进行安全性鉴定:
(一)面板、连接构件、局部墙面等出现异常变形、脱落、爆裂现象的;
(二)遭受强风袭击、地震、火灾、爆炸等灾害或者事故造成损坏的;
(三)相关建筑主体结构经检测、鉴定存在安全隐患的;
(四)超过设计使用年限但需要继续使用的;
(五)需要进行安全性鉴定的其他情形。
04、玻璃幕墙安全性鉴定的内容
①基本情况调查 查阅图纸资料,掌握玻璃幕墙的使用情况,如施工、维修、破损、使用环境以及是否受过灾害等情况; ②现场检查、检测 (1)对玻璃的品类、材质、构件尺寸、厚度、表面应力以及是否存在缺陷进行检查和检测。 (2)对框架的尺寸、布置、连接、材质和缺陷情况进行检测。 (3)对结构胶的密封性能和粘结情况进行现场检查,包括胶材的硬度、损伤、开裂、鼓包等情况。 (4)玻璃幕墙的开启扇构造以及性能检查; (5)可能要求的其他检查;包括玻璃幕墙抗风压性能检测、玻璃幕墙气密性能检测、玻璃幕墙水密性能检测、玻璃幕墙平面内变形性能检测。 (6)玻璃幕墙附属构件的检查。 ③承载力计算 依据现场检测情况和相关规范标准,对幕墙玻璃、框架和胶的承载力进行计算,验算结构的承载力、最大应力以及挠度是够满足规范和设计要求。 ④鉴定评级和处理建议 依据相关规范标准,对结构构件以及鉴定单元的结构安全性能进行鉴定评级,并给出加固处理建议。
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