1 前言
自二十世紀(jì)八九十年代起，建筑幕墻在上海城市建設(shè)中得到了迅速的應(yīng)用。上海的城市建設(shè)也經(jīng)歷了高速發(fā)展階段，中心城區(qū)高層建筑多、建筑密集、人流也十分密集。據(jù)統(tǒng)計(jì)到2010年底，上海市既有幕墻建筑有4000多幢，總建筑面積約1000萬平方米，使用超過10年以上的建筑超過1500幢。
玻璃幕墻行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)首見于1996年，并于2003年完成了標(biāo)準(zhǔn)修訂[1]；石材與金屬幕墻行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在2001年出臺(tái)。行業(yè)發(fā)展初期，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)滯后，加上目前很多既有建筑幕墻多造于1996年之前，上述因素造成“先天不足”。調(diào)研結(jié)果顯示，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)前的建筑幕墻工程因設(shè)計(jì)、制作、安裝、檢測(cè)和驗(yàn)收沒有技術(shù)依據(jù)，隱患較多。
另一方面，建筑幕墻作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其本身的剛度較小，設(shè)計(jì)年限也小于建筑物的使用年限，存在“性能退化”。如隱框玻璃幕墻中使用的硅酮結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量保證期為十年，研究表明其性能隨時(shí)間會(huì)退化；機(jī)械錨栓或化學(xué)錨栓在長(zhǎng)期反復(fù)荷載作用下也會(huì)產(chǎn)生錨固松動(dòng)現(xiàn)象；金屬連接件的銹蝕現(xiàn)象；連接螺栓松動(dòng)；石材空鼓或固定不牢等。
上海市人民政府在2012年2月1日修改了第78號(hào)政府令《上海市建筑物使用安裝安全玻璃規(guī)定》，強(qiáng)調(diào)了在各類天棚吊頂、觀光電梯、室內(nèi)隔斷、傾斜裝配窗、樓梯陽臺(tái)平臺(tái)走廊的欄板和中庭內(nèi)欄板、水族館和游泳池的觀光窗觀光孔、公共建筑物的出入口門廳、易遭受撞擊沖擊且造成人體傷害的相關(guān)部位，必須使用安全玻璃。
根據(jù)“關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定”的要求，“大力發(fā)展節(jié)能省地型建筑，推動(dòng)新建住宅和公共建筑嚴(yán)格實(shí)施節(jié)能50％的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，直轄市及有條件的地區(qū)要率先實(shí)施節(jié)能65％的標(biāo)準(zhǔn)。”玻璃幕墻，作為建筑物內(nèi)外可直接交互的物理界面這一部分，是影響室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和建筑能耗最主要的部分之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)幕墻門窗等圍護(hù)結(jié)構(gòu)在建筑總能耗中所占的比例約為72％。因此，討論建筑整體節(jié)能的影響和作用時(shí)，幕墻門窗節(jié)能是無法忽略和回避的。
2 既有幕墻安全和節(jié)能檢測(cè)需求巨大
針對(duì)既有建筑幕墻安全性、節(jié)能性的二個(gè)問題，得到了上海市政府相關(guān)部門和許多業(yè)主關(guān)注。上海市建設(shè)和管理委員會(huì)、上海市房地局共同組織了對(duì)本市既有建筑幕墻的綜合整治工作，在全面調(diào)研的基礎(chǔ)上，先后組織了既有玻璃幕墻安全性能檢測(cè)評(píng)估技術(shù)、既有建筑幕墻節(jié)能檢測(cè)評(píng)估技術(shù)的課題研究工作；建立了上海既有建筑幕墻信息數(shù)據(jù)庫(kù)，包含了本地建筑幕墻工程的主要信息，便于相關(guān)部門的宏觀管理；在全國(guó)范圍內(nèi)首次制定頒布了《玻璃幕墻安全性能檢測(cè)評(píng)估技術(shù)規(guī)程》的地方規(guī)程。
隨著一系列出臺(tái)的政府節(jié)能管理指令，一批公共建筑物如賓館、體育場(chǎng)所等，其建筑幕墻已使用超過十年，已啟動(dòng)既有幕墻節(jié)能檢測(cè)評(píng)估和綜合檢測(cè)工作，上海旅游局對(duì)賓館的節(jié)能檢測(cè)提出了較系統(tǒng)全面的計(jì)劃。如建國(guó)賓館已完成外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的全面檢測(cè)評(píng)估及改造，不但建筑外立面效果得到了全面提升、而且節(jié)能效果明顯。
3 既有建筑幕墻檢測(cè)評(píng)估技術(shù)
針對(duì)既有建筑玻璃幕墻存在的主要問題（包括玻璃問題、鋁合金構(gòu)件強(qiáng)度問題、結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量問題、五金件質(zhì)量問題等），分析影響安全的主要因素，分別從玻璃種類和類別鑒別、硅酮結(jié)構(gòu)密封膠物理性能及老化情況分析、幕墻主要受力框架和連接件性能檢測(cè)，建立既有建筑玻璃幕墻安全性能檢測(cè)評(píng)估方法。
既有玻璃幕墻檢測(cè)評(píng)估，可從其承載能力、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)變形三個(gè)子項(xiàng)的等級(jí)進(jìn)行整體安全性能等級(jí)的綜合評(píng)定。
安全性能等級(jí)評(píng)定一般以承載力為主線，但結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、變形等與承載力的等級(jí)差異不應(yīng)大于1級(jí)；當(dāng)任一子項(xiàng)存在du級(jí)時(shí)，均應(yīng)立即采取措施，所以該幕墻工程的安全性能等級(jí)為Du級(jí)。
當(dāng)玻璃幕墻的安全性能等級(jí)定為Bu級(jí)、Cu級(jí)或Du級(jí)時(shí)，應(yīng)根據(jù)缺陷嚴(yán)重程度和具體情況有選擇地提出處理措施。
對(duì)于Bu級(jí)、Cu級(jí)或Du級(jí)的結(jié)構(gòu)維修加固方式，在很大程度上取決于鑒定結(jié)論。一般來講，對(duì)易于維修加固的結(jié)構(gòu)，其結(jié)論一般傾向于保留、并采取合適的維修加固措施；而對(duì)于很難修復(fù)的結(jié)構(gòu)或極易更換的構(gòu)件，其結(jié)論一般傾向于重建或拆換。
4 既有建筑幕墻節(jié)能檢測(cè)技術(shù)
影響幕墻門窗等外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工的因素主要是對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射三大因素，故幕墻熱工性能的評(píng)估也主要圍繞這三方面進(jìn)行。
4.1 幕墻氣密性現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
氣密性現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)原理與實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)原理完全相同，目前國(guó)內(nèi)已有專業(yè)的針對(duì)門窗現(xiàn)場(chǎng)氣密性的檢測(cè)設(shè)備。國(guó)外文獻(xiàn)中有針對(duì)建筑物某一房間或門窗的檢測(cè)設(shè)備。
4,2 玻璃可見光透射比、反射比、遮陽系數(shù)檢測(cè)
玻璃可見光透射比、反射比、遮陽系數(shù)檢測(cè)，可選取不同類型的玻璃實(shí)樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析，檢測(cè)分析的數(shù)據(jù)可供熱工模擬計(jì)算使用。
4.3 熱工模擬計(jì)算
幕墻的熱工模擬計(jì)算可采用Lawrence Berkeley Laboratory軟件OPTICS、THERM、WINDOW進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和板塊的熱工分析，計(jì)算單元板塊一般選擇較為典型的板塊進(jìn)行，對(duì)稱軸處按邊緣絕熱處理。如下圖所示：
幕墻熱工計(jì)算需要掌握幕墻節(jié)點(diǎn)構(gòu)造基本知識(shí)、溫度場(chǎng)有限元計(jì)算理論，建模是否合理非常關(guān)鍵，應(yīng)通過各種途徑驗(yàn)證熱工計(jì)算的物理模型、數(shù)學(xué)模型是否符合實(shí)際工況。其它應(yīng)用軟件還有加拿大Waterloo大學(xué)的Vision、歐洲的WIS和GLAD等。
5 結(jié)論
既有建筑幕墻綜合檢測(cè)時(shí)除技術(shù)因素以外，還有其它因素的影響，如產(chǎn)權(quán)關(guān)系復(fù)雜、維修基金不足以承擔(dān)改造費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素，同時(shí)要確保建筑物仍然正常使用。因此除建筑物業(yè)主承擔(dān)主要責(zé)任外，相關(guān)政府部門在政策面上結(jié)合城市公共安全、建筑節(jié)能等建立相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，以推進(jìn)此項(xiàng)工作的開展。
參考文獻(xiàn)
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[6]THERM5.2 / WINDOW5.2 NFRC SIMULATION MANUAL【完】
