玻璃幕墻存在的問(wèn)題及解決方法淺析

　　1、前言

　　玻璃幕墻作為現(xiàn)代建筑中的一個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)，它不僅體現(xiàn)建筑學(xué)、美學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳結(jié)合，而且把玻璃的多種功能也完美體現(xiàn)出來(lái)，諸如玻璃幕墻的通透性，透過(guò)玻璃視線達(dá)到最佳，視野達(dá)到最大，使建筑物內(nèi)外環(huán)境相通、相融；玻璃幕墻工藝性能好，玻璃幕墻支撐構(gòu)件加工細(xì)致，表面光滑有良好的工藝感及藝術(shù)感，可以適應(yīng)任何幾何形狀，在建筑體型上產(chǎn)生豐富的變化，能夠充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)師的想象力和創(chuàng)造力；目前玻璃幕墻使用的一個(gè)最大的亮點(diǎn)就是各種節(jié)能幕墻玻璃的使用大大降低了建筑物的能耗，盡管如此，在過(guò)去的一段時(shí)期內(nèi)，許多建筑項(xiàng)目一直受到玻璃幕墻的困擾，以其玻璃破碎、玻璃墜落等問(wèn)題受到社會(huì)各界的關(guān)注。

　　2、玻璃幕墻存在的問(wèn)題

　　玻璃幕墻存在的問(wèn)題很多，如玻璃破碎、結(jié)構(gòu)膠失效、玻璃幕墻防火性能差、玻璃幕墻支撐結(jié)構(gòu)失效以及玻璃幕墻固定裝置失效等等，下面我們針對(duì)玻璃幕墻存在的各種問(wèn)題進(jìn)行分析論證，并找出解決該問(wèn)題的方法。

　　2.1引起玻璃破碎的原因有很多，下面主要就雜質(zhì)硫化鎳、熱應(yīng)力造成的玻璃破碎進(jìn)行分析論證。

　　2.1.1  由雜質(zhì)硫化鎳引起的玻璃炸裂
　　硫化鎳是玻璃生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的有害雜質(zhì)，它是在原片玻璃生產(chǎn)過(guò)程中由硫元素與鎳元素在高溫作用下形成的一種化合物，硫化鎳本身對(duì)玻璃并無(wú)任何損害，只是在玻璃進(jìn)行鋼化處理后，原來(lái)的硫化鎳化合物就會(huì)改變其狀態(tài)，隨著時(shí)間和溫度的改變體積增大或發(fā)生轉(zhuǎn)化，當(dāng)含有硫化鎳的幕墻玻璃被安裝在幕墻時(shí)，由于外界溫度升高，導(dǎo)致硫化鎳體積產(chǎn)生微小的變化，使玻璃內(nèi)部產(chǎn)生微小的裂縫，這些裂縫透過(guò)鋼化玻璃的張力層后將內(nèi)部的能量釋放出來(lái)，造成玻璃破碎。
　　解決的辦法是：首先從源頭著手，玻璃制造廠家應(yīng)對(duì)玻璃制造過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控，盡量減少含鎳材料與玻璃原材料接觸；其次對(duì)于幕墻玻璃安裝后進(jìn)行監(jiān)測(cè)，國(guó)外已有以照相方式檢測(cè)硫化鎳雜質(zhì)是否存在，如果含有，及時(shí)進(jìn)行必要的更換防止玻璃破碎傷人，還可以將單片鋼化玻璃、鋼化中空玻璃換成夾層玻璃，這時(shí)如果硫化鎳雜質(zhì)因變形而導(dǎo)致玻璃破碎，碎片仍舊粘附在膠片上，不至于形成玻璃雨而對(duì)地面人員造成傷害。

　　2.1.2  由熱應(yīng)力造成的玻璃破碎
　　熱應(yīng)力是造成玻璃幕墻破碎的一個(gè)重要原因。玻璃幕墻受熱的原因很多，但最主要的熱源是太陽(yáng)光，當(dāng)太陽(yáng)光照射在玻璃幕墻表面時(shí)，玻璃會(huì)受熱膨脹，如果玻璃受熱均勻則玻璃邊部和玻璃中央部分同時(shí)均勻膨脹，但如果邊部和玻璃內(nèi)部受熱不均勻，比如說(shuō)明框玻璃幕墻，玻璃中部受熱膨脹而邊部由于鑲嵌在金屬框架里面，邊部的溫度低于玻璃中間部位，此部分玻璃仍然保持原來(lái)狀態(tài)并阻止受熱部分膨脹，于是在玻璃內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)玻璃邊部有破痕或微小裂紋時(shí)，這些瑕疵很容易受到熱應(yīng)力的影響，隨著溫差的增大，熱應(yīng)力導(dǎo)致裂痕逐步加大最后導(dǎo)致玻璃破碎。
　　解決的辦法是：首先對(duì)玻璃邊部進(jìn)行精加工處理，采用細(xì)磨邊或者拋光邊等以減少微小裂紋的存在；其次是將玻璃進(jìn)行鋼化處理以增強(qiáng)玻璃抵抗溫度變化的能力；第三是在玻璃加工、搬運(yùn)、安裝過(guò)程中，對(duì)玻璃必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，注意不要將玻璃邊緣與其他堅(jiān)硬物體碰撞、摩擦，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，特別是在安裝過(guò)程中，如果框架不合適(太小或扭曲變形)，一定要記住不要用鉗子夾掉玻璃邊角，一定要矯正框架，使之適應(yīng)玻璃的大小。

　　2.2玻璃幕墻防火能力差
　　玻璃幕墻是不可燃燒的材料，但是在烈火面前，它是可以軟化甚至融化的，因此在建筑設(shè)計(jì)中，一定要充分考慮建筑的防火要求，一是要保持玻璃的完整使之不破碎，以免造成空氣流動(dòng)，導(dǎo)致火勢(shì)蔓延，同時(shí)在保持玻璃自身完整的前提下，要保證玻璃背面的可燃物不會(huì)在熱輻射下發(fā)生燃燒或爆炸。一般的玻璃幕墻的防火效果卻很低，耐火完整性、耐火隔熱性很低，在烈火中可以在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生玻璃破碎。
　　解決的辦法是：實(shí)際施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑不同的防火要求進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。對(duì)于有一般防火要求的建筑，玻璃采用玻璃磚、鋼化玻璃、小塊平板玻璃等，對(duì)于防火要求比較高的建筑，幕墻玻璃采用夾絲玻璃、單片防火玻璃、復(fù)合防火玻璃、防火中空玻璃等。復(fù)合防火玻璃是目前應(yīng)用最廣泛的防火幕墻玻璃，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)臨火面玻璃受熱炸裂，但由于防火膠片的存在玻璃被粘附在膠片上不墜落，保持了玻璃的完整性，同時(shí)由于膠片本身具有防火作用，不但對(duì)火勢(shì)蔓延起到阻擋作用，又保證了背火面溫度不迅速上升，控制了火勢(shì)蔓延。

　　2.3幕墻玻璃結(jié)構(gòu)膠失效
　　玻璃幕墻因?yàn)殚L(zhǎng)期受到自然環(huán)境的不利因素，如風(fēng)吹、日曬、雨淋、紫外線照射、地震等的影響，因此要求玻璃幕墻必須具有耐候性、耐久性、耐腐蝕性，作為粘接材料的結(jié)構(gòu)膠成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。眾所周知，目前市場(chǎng)上質(zhì)量最好、應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量保證期只有十年，質(zhì)量保證期一過(guò)，硅酮結(jié)構(gòu)膠有機(jī)化合物隨著時(shí)間的推移熱老化、紫外線老化問(wèn)題目益加重，造成結(jié)構(gòu)膠喪失強(qiáng)度和粘接力而失效。雖然玻璃幕墻表面上沒(méi)有任何質(zhì)量問(wèn)題，但其潛在的危險(xiǎn)卻時(shí)時(shí)刻刻存在，嚴(yán)重影響建筑物周圍過(guò)往行人和車輛的安全。在北京、上海、廣州等最早使用玻璃幕墻的城市，幕墻玻璃墜落事件時(shí)有發(fā)生，如何測(cè)定某一塊玻璃結(jié)構(gòu)膠是失效的是難上加難，但要想保證人員和車輛的安全，如果要大面積的更換玻璃幕墻又是一筆龐大的支出，面對(duì)這種情況，業(yè)主進(jìn)退兩難。
　　解決的辦法是：首先限制隱框玻璃幕墻的使用，必須對(duì)已過(guò)質(zhì)量保證期的玻璃幕墻進(jìn)行防護(hù)，如在玻璃幕墻周圍設(shè)立圍欄、綠化帶、吊掛幕布以防墜落的玻璃傷及過(guò)往行人和車輛。其次是盡量采用明框、半隱框玻璃幕墻，因?yàn)榧词故墙Y(jié)構(gòu)膠失效，由于有框架的支撐和約束，玻璃墜落的幾率會(huì)大大降低。

　　2.4玻璃幕墻支撐結(jié)構(gòu)失效
　　并非所有的玻璃幕墻所出現(xiàn)的問(wèn)題均有玻璃本身引起的，有時(shí)支撐玻璃的框架結(jié)構(gòu)失效也會(huì)引起玻璃幕墻問(wèn)題。用來(lái)支撐玻璃的框架結(jié)構(gòu)往往是玻璃幕墻的薄弱環(huán)節(jié)，如果最初框架系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，框架結(jié)構(gòu)無(wú)法承受建筑物內(nèi)力，進(jìn)而出現(xiàn)變形，最終導(dǎo)致玻璃破碎。
　　解決的辦法是：在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗疲勞實(shí)驗(yàn)，根據(jù)其抗疲勞能力再設(shè)計(jì)相應(yīng)的幕墻玻璃，防止框架長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　2.5玻璃幕墻扣件固定裝置失效
　　所有的玻璃幕墻都依賴與扣件固定裝置將幕墻組合在一起并固定在建筑物上的。但是扣件固定裝置無(wú)法預(yù)見(jiàn)的瑕疵可能導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，氫脆變是金屬生產(chǎn)過(guò)程中吸收了氫后造成了金屬的延展性降低，高強(qiáng)螺栓等在接觸氫后可能在所受如風(fēng)、地震等外力作用下，未達(dá)到其屈服強(qiáng)度就已經(jīng)失效了，導(dǎo)致幕墻玻璃墜落。固定裝置失效的另一個(gè)原因是長(zhǎng)期受到風(fēng)荷載造成螺栓松動(dòng)。建筑物每天都受到不規(guī)則的風(fēng)荷載作用，不規(guī)則風(fēng)荷載帶來(lái)玻璃幕墻持續(xù)振動(dòng)，并傳給固定裝置，振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致連接固定裝置與建筑本身的高強(qiáng)螺栓松動(dòng)，一旦螺栓失去作用，固定裝置就失效，幕墻玻璃受風(fēng)等作用墜落就成了不可避免的問(wèn)題。
　　解決的辦法是：在安裝玻璃幕墻前，對(duì)扣件固定進(jìn)行必要的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后才能在現(xiàn)場(chǎng)安裝使用。另外針對(duì)固定螺栓松動(dòng)造成的幕墻玻璃墜落，我們?cè)趯?shí)際施工過(guò)程中，采用特殊鎖扣的螺母將螺栓鎖住，防止螺栓滑落失效，或者是使用特定的墊圈保證螺栓緊固后不再脫落。

　　3、玻璃幕墻所引發(fā)的其他問(wèn)題。
　　玻璃幕墻所引發(fā)的不止上述問(wèn)題，由于玻璃幕墻的大面積使用，光污染、色污染、熱污染等都是一個(gè)個(gè)不容忽視的問(wèn)題。盡管玻璃幕墻存在這樣或那樣的問(wèn)題，但是作為設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)者、使用者只要對(duì)其進(jìn)行充分的了解、研究，揚(yáng)長(zhǎng)避短，玻璃幕墻仍不失為現(xiàn)代建筑的一個(gè)亮點(diǎn)。