據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)有700億㎡既有建筑,建筑幕墻面積約20到30億㎡,隨著使用年限的增加,既有幕墻逐漸出現(xiàn)了各種問題。
那么,玻璃幕墻有哪些常見安全隱患呢?總的來說,既有玻璃幕墻主要安全隱患有玻璃破裂、開啟扇脫落、隱框玻璃脫落、裝飾構(gòu)件脫落等。
玻璃破裂主要有以下兩種形式:一是非鋼化玻璃破裂,二是鋼化玻璃破裂。非鋼化玻璃破裂表現(xiàn)為一或多道裂紋,見下圖。

這種情況多見于2004年四部委《建筑安全玻璃管理規(guī)定》出臺(tái)之前的玻璃幕墻工程。筆者曾遇到過幾個(gè)2000年前的工程,均采用非鋼化玻璃。
研究表明,裂紋數(shù)量與玻璃應(yīng)力有關(guān):裂紋為一道時(shí)玻璃應(yīng)力不超過10 MPa,多道時(shí)玻璃應(yīng)力偏高。一般來說,非鋼化玻璃破裂后尚能在框架內(nèi)維持一段時(shí)間,及時(shí)采取安全措施,可大大降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)。
筆者看到的采用非鋼化玻璃的幕墻,玻璃破裂后仍然保持在框架內(nèi),而不會(huì)像鋼化玻璃破裂成小碎片后會(huì)隨時(shí)脫落。
鋼化玻璃破裂后,會(huì)碎裂成無數(shù)顆粒,且一般在起爆點(diǎn)處具有明顯“蝴蝶斑”特征,見下圖。

鋼化玻璃破裂可分為“自爆”和外力撞擊。“蝴蝶斑”處有肉眼可見雜質(zhì)顆粒,且斷面光滑平整,基本可判定為鋼化玻璃“自爆”,見下圖。

筆者曾對(duì)數(shù)十個(gè)鋼化玻璃自爆處的雜質(zhì)顆粒進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明,雜質(zhì)主要為硫化鎳顆粒,見下圖,是玻璃材料固有缺陷。

鋼化玻璃“自爆”時(shí)間、位置,以及“自爆”后顆粒墜落時(shí)間、范圍的不確定性,使其成為玻璃幕墻排名第一的安全隱患。
工程上也常見到外力撞擊引起的鋼化玻璃破裂,此時(shí)起爆點(diǎn)處也有“蝴蝶斑”特征,但沒有雜質(zhì)顆粒,且斷口處并不光滑平整,見下圖。

鋼化玻璃“自爆”是玻璃幕墻第一大安全隱患,幾乎每個(gè)玻璃幕墻工程都出現(xiàn)過相關(guān)問題。
接下來就是開啟扇脫落,約一半以上玻璃幕墻出現(xiàn)過該問題,已成為既有玻璃幕墻第二大安全隱患,開啟扇脫落典型照片見下圖。

玻璃幕墻開啟扇主要為鉸鏈?zhǔn)胶蛼煦^式,見下圖。左圖為鉸鏈?zhǔn)剑_啟扇通過鉸鏈與框連接,開啟扇重量由鉸鏈承擔(dān);右圖為掛鉤式,開啟扇通過型材掛鉤和下部撐擋與框連接,開啟扇重量由掛鉤型材承擔(dān)。

鉸鏈?zhǔn)介_啟扇脫落,主要是局部受力過大,導(dǎo)致連接螺釘鉚釘損壞、型材局部拉穿、鉸鏈損壞等,見下圖。

掛鉤式開啟扇脫落,多是因?yàn)橄尬谎b置失效。掛鉤式開啟扇掛鉤處需采用防脫限位壓塊,正常設(shè)計(jì)、施工情況下,每個(gè)開啟扇頂部應(yīng)有兩個(gè)防脫限位壓塊,見下圖。

工程中常見防脫限位裝置失效、未合理安裝等問題,見下圖。左圖中限位裝置已松動(dòng),右圖中僅用兩個(gè)螺釘來替代限位裝置。在窗扇反復(fù)啟閉作用下,限位裝置會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)脫落。

五金件松動(dòng)失效也是造成開啟扇脫落的重要原因,主要有鎖座脫落、螺釘松動(dòng)脫落、鉸鏈松動(dòng)脫落、鎖點(diǎn)失效(鎖柱、鎖座配合不到位)和啟閉困難,見下圖。

鎖點(diǎn)失效導(dǎo)致有效受力點(diǎn)減少,增加了開啟扇在關(guān)閉狀態(tài)下的安全隱患;掛鉤式開啟扇限位撐擋失效,窗扇開啟時(shí)在風(fēng)壓作用下容易脫落。
五金件松動(dòng)失效多與使用有關(guān),部分與設(shè)計(jì)、施工有關(guān)。五金件松動(dòng)失效后開啟扇存在嚴(yán)重安全隱患,因此,五金件的檢查保養(yǎng)十分重要。
除了玻璃“自爆”、開啟扇脫落,工程中還會(huì)遇到玻璃脫落隱患,尤其是隱框玻璃構(gòu)造,出現(xiàn)整體脫落或外片脫落。
隱框幕墻中空玻璃通過結(jié)構(gòu)膠與橫梁立柱連接,中空玻璃外片通過結(jié)構(gòu)膠與內(nèi)片連接。結(jié)構(gòu)膠承受長(zhǎng)期荷載時(shí),結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)低于短期荷載,因此工程設(shè)計(jì)時(shí)要求隱框玻璃構(gòu)造底部應(yīng)有兩個(gè)承托玻璃板塊重量的托板。
檢查評(píng)估經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問題是:隱框形式的固定玻璃板塊底部無托板,隱框開啟扇中空玻璃底部無托板,見下圖。

外片玻璃脫落問題,主要存在于隱框玻璃構(gòu)造,見下圖。

某工程共有20余個(gè)外片玻璃脫落,經(jīng)檢查,該工程用外片玻璃邊部與結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)處未作除膜處理,有明顯密封失效形成的“彩虹膜”,開啟扇底部無托板導(dǎo)致外片無有效承托。
隨著建筑師對(duì)玻璃幕墻外觀造型要求越來越高,越來越多的玻璃幕墻外側(cè)采用了各種裝飾構(gòu)件,如裝飾扣蓋、裝飾條、裝飾翼等,裝飾構(gòu)件脫落也成了一大安全隱患。
玻璃幕墻典型裝飾構(gòu)件見下圖。

明框玻璃幕墻扣蓋、裝飾條等脫落,見下圖。

裝飾扣蓋、裝飾條脫落多見于明框玻璃幕墻,與壓板采用扣接咬合形式,沒有機(jī)械固定,在溫差、風(fēng)壓等作用下,裝飾扣蓋與壓板咬合處松動(dòng),嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)脫落。
其他一些裝飾翼等裝飾構(gòu)件脫落,多因?yàn)檠b飾構(gòu)件與結(jié)構(gòu)件連接處出現(xiàn)問題,如螺釘松動(dòng)脫落等,機(jī)械連接失效導(dǎo)致脫落。
玻璃“自爆”、開啟扇、隱框玻璃、裝飾構(gòu)件脫落等,是筆者在既有玻璃幕墻檢查鑒定工作中經(jīng)常遇到的安全隱患,需要引起我們的高度重視,此外玻璃幕墻還有節(jié)能與舒適性差等問題。
這里再提一下中空玻璃密封失效、玻璃幕墻漏風(fēng)的問題。
中空玻璃失效時(shí)玻璃內(nèi)部會(huì)進(jìn)入大量水汽,表現(xiàn)為玻璃內(nèi)部“結(jié)露”、膜層侵蝕形成“彩虹膜”、中空玻璃內(nèi)部積水等,見下圖。

中空玻璃進(jìn)汽失效,影響玻璃外觀質(zhì)量、熱工性能,隱框玻璃構(gòu)造中水汽侵蝕邊部結(jié)構(gòu)膠密封構(gòu)造,可能出現(xiàn)外片脫落的安全隱患。
漏風(fēng)也是玻璃幕墻常見問題之一,筆者曾見到多個(gè)工程因玻璃幕墻嚴(yán)重漏風(fēng),使得高層電梯無法關(guān)閉。
玻璃幕墻漏風(fēng)主要是開啟扇部位,與五金件鎖點(diǎn)失效(松脫或安裝不到位)、密封膠條安裝質(zhì)量(收縮)等問題有關(guān);非開啟扇部位多與施工質(zhì)量有關(guān),某工程構(gòu)件式玻璃幕墻,室內(nèi)側(cè)密封膠條可用手輕易取出。
好了,做個(gè)小結(jié)。
隨著我國(guó)工程建設(shè)領(lǐng)域由大規(guī)模建設(shè)開發(fā)轉(zhuǎn)向既有建筑的更新改造,既有玻璃幕墻安全性、節(jié)能性測(cè)評(píng)與改造日益成為大家關(guān)注的重點(diǎn)。
既有玻璃幕墻主要安全隱患為玻璃“自爆”、開啟扇脫落、隱框玻璃脫落、裝飾構(gòu)件脫落等,結(jié)合日程工作經(jīng)驗(yàn),筆者進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
當(dāng)然,既有玻璃幕墻還存在其他不少問題,尤其是節(jié)能和舒適性差等,后續(xù)筆者會(huì)陸續(xù)撰寫相關(guān)文章。