鋁合金裝飾型材
表面處理工程技術
研究開發中心
1 前言
既有建築幕牆的安全性是近年來的研究熱點，JGJ 102-2003《玻璃幕牆工程技術規範》規定“玻璃幕牆在正常使用時，每隔5年應進行一次全面檢查”。然而，國內外現有的研究成果及研究工作大多集中于框架式幕牆的研究，且研究成果尚不完善，目前也僅有部分地方性的既有建築幕牆可靠性鑒定技術規程。
針對既有建築幕牆安全性檢測評估，國內也進行了大量研究，集中于幕牆結構安全性評估、檢測技術等方面。結構安全性評估方面，先後提出了模糊綜合評判方法、區間數模糊綜合評判方法、集對分析方法等方法;檢測技術方面，先後提出了建築幕牆安全性能評估技術、玻璃面板失效檢測技術、結構膠的檢測技術等。
研究這些成果不難發現，現有的針對既有幕牆的檢測評估技術要麼針對幕牆結構安全進行評定，要麼針對某個項目進行檢測技術研發，缺乏對既有建築幕牆進行全面評估，部分標準中給出安全性等級評定也僅適用于幕牆結構的安全性評定。實際上，幕牆的安全性與設計、選材、施工和使用環節密切相關，既有建築幕牆安全性檢查鑒定應包含設計、施工和使用等全部環節。
在既有建築幕牆安全性檢查鑒定過程中，按檢查鑒定對象以及工作量大致可劃分為竣工資料檢查、計算書檢查與結構承載能力復核、竣工圖檢查及現場檢查檢測四大部分內容。論文在結合日常檢查鑒定經驗的基礎上，歸納整理了幕牆檢查鑒定中的典型問題，對部分問題的原因進行了簡單分析並提出了相應處理建議，對既有建築幕牆安全性檢查鑒定以及典型問題的處理具有重要參考意義。
2 竣工驗收資料檢查常見問題分析
竣工驗收資料檢查包括資料完整性和技術性檢查。資料完整性問題常見的有︰(1)缺少設計類文件，如設計說明、計算書、竣工圖等;(2)缺材料類文件，如型材、玻璃、錨固緊固件密封材料的合格證、性能檢測報告、進場驗收記錄、結構膠相容性試驗報告等;(3)缺少物理性能檢測報告或其他必要檢測報告(如采用後置埋件時需要有的物理性能試驗報告);(4)缺少施工記錄，尤其是埋件、龍骨安裝、防雷防火等隱蔽工程驗收記錄。
資料的技術性審查中設計類文件單獨審查，常見問題見“3.1結構計算書檢查常見問題 ”和“4 竣工圖檢查常見問題分析”;材料類、施工記錄類文件齊全時，一般問題不大;常見的問題有︰
(1)物理性能指標確定不合理，或物理性能檢測報告未達到設計指標要求。某工程經檢查，試驗報告給出的級別未達到設計說明中給出的指標，典型案例見表1。
表1建築幕牆物理性能試驗報告審核典型案例
(2)部分材料與合同約定廠家、品牌信息不符。某工程玻璃出現大面積鋼化玻璃破裂現象，經資料檢查，發現該工程所用40000m2玻璃中僅有約20000m2為合同約定廠家的供應商供應，其余玻璃來源不明。
此外，部分采用後置埋件的工程還應對提供的後置埋件試驗報告審核。典型的後置錨栓抗拉檢測值與設計值檢查案例見表2。
表2 典型的後置錨栓抗拉檢測值與設計值比較檢查案例
3 結構計算書檢查常見問題及結構設計復核
3.1 結構計算書檢查常見問題
計算書審查的主要內容有︰荷載取值、計算模型、項目完整與否、取值判定等;如無問題，則給出結論;如有問題，則重新計算校核。
幕牆結構計算書審核過程中常見的問題有︰(1)風荷載取值有誤。某工程計算書所有風荷載體型系數均取為1.2，而根據標準規定，此處應取1.2(牆面區)和2.0(牆角區)。(2)計算模型選取有誤。某計算書選取雙跨梁進行計算，而設計圖紙中給出節點在層間位置僅有一個支點，應按單跨梁計算。(3)計算標高選取有誤。某計算書選取計算標高為60m，而設計圖紙幕牆最高點為88.7m。(4)構件信息有誤。某計算書取計算規格為8mm鋼化玻璃+12A+6mm普通浮法玻璃，而設計說明、竣工圖紙均為6mm鋼化玻璃+12A+6mm鋼化玻璃。(5)計算項目不全。某些工程忽略了連接螺釘、焊縫的計算校核。
3.2 結構設計校核
在原計算書計算有誤的情況下，需要對主要構件的承載力進行校核。結構設計校核主要內容有︰玻璃的強度(應力)、剛度(撓度);橫梁立柱的強度(應力)、剛度(撓度);結構膠(隱框)、橫梁立柱連接、立柱與埋件連接、埋件計算等連接強度校核。某工程玻璃幕牆結構計算校核項目及結果示例見表3。
表3 某工程玻璃幕牆結構計算校核項目及結果示例
3
4 竣工圖檢查常見問題分析
竣工圖審查的主要內容有︰(1)玻璃類型與安裝構造︰明框、隱框等;(2)開啟扇設計︰掛鉤式或鉸鏈式、玻璃、五金等構造;(3)連接構造︰三維抗震調節、橫梁立柱連接、立柱與主體結構連接;(3)防火節點︰材料、構造;(4)防雷節點︰避雷針、均壓環、立柱與均壓環連接;(6)排水構造︰排水構造、采光頂角度及天溝構造。
其中最常見的問題是隱框玻璃連接構造不合理，見圖1。主要問題有︰(1)隱框玻璃與橫豎龍骨連接設計不合理;(2)中空玻璃開啟窗設計不合理;(3)隱框玻璃中空層結構膠與附框粘結結構膠不對縫。圖1a)中隱框玻璃采用無附框設計，現場打注結構膠，打膠質量無法保證，不符合標準規定。
a) 隱框玻璃與橫豎龍骨連接設計不合理
b)開啟扇外片與附框無有效粘結 c)隱框玻璃中空層結構膠與附框粘結結構膠不對縫
圖1 隱框玻璃粘結常見問題
隱框玻璃結構膠不對縫問題，即中空玻璃內外片粘結結構膠和中空玻璃與附框粘結的結構膠膠縫不對應，常常在某一片鋼化玻璃破裂後導致另一片玻璃與附框無有效粘結。
防雷防火節點核查。防火節點設計未采用1.5mm厚鍍鋅鋼板承托，或防火岩棉厚度不符合標準規定。
5 現場檢查常見問題分析
現場檢查檢測的主要內容有︰(1)材料檢查︰玻璃、型材、五金、密封材料;(2)開啟扇設計︰掛鉤式防脫限位裝置;(3)連接構造︰面板連接構造、橫梁立柱連接、立柱與主體結構連接;(4)防火節點︰材料、構造;(5)防雷節點︰避雷針、均壓環、立柱與均壓環連接;(6)排水構造︰排水構造、采光頂角度及天溝構造。材料檢查應對典型材料的品牌、規格、型號、數量、外觀、表面處理等進行檢查。
5.1 玻璃幕牆常見問題分析
(1)玻璃破裂。非鋼化玻璃破裂表現為一或多道裂紋，見圖4a。裂紋的數量與玻璃的應力有關︰裂紋為一道時，玻璃應力不超過10MPa;多道時，玻璃應力偏高。鋼化玻璃破裂的主要表現為具有明顯的“蝴蝶斑”特征，碎裂成無數的小塊，見圖4b。鋼化玻璃“自爆”時，起爆點處有肉眼可見的雜質顆粒。
(2)中空玻璃失效。中空玻璃密封失效主要表現形式為中空玻璃內部進水汽，玻璃內部“結露”、玻璃侵蝕形成“虹彩膜”，嚴重者中空玻璃內部大量積水，見圖5。
(3)玻璃更換方式不合理。玻璃整體更換，現場打結構膠安裝固定，見圖6a;僅更換外片破碎玻璃，現場打結構膠，見圖6b。
(4)開啟扇脫落。正常設計、施工情況下，每個開啟扇頂部應有兩個防脫限位壓塊。典型問題為防脫限位裝置失效導致掛鉤式開啟扇脫落，見圖7。
(5)隱框玻璃底部無托板。隱框玻璃幕牆結構中，玻璃板塊采用結構膠與附框粘結，但結構膠不宜長期承受剪力，因此設計時要求隱框玻璃底部應有2個托板承受玻璃板塊重力。檢查中發現的主要問題為隱框形式的固定玻璃板塊底部無托板和開啟扇隱框中空玻璃底部無托板，見圖8。
(6)外片玻璃脫落。外片玻璃脫落主要存在于隱框開啟扇，見圖9。某工程存在嚴重的外片脫落現象，共脫落20余片。經檢查，該工程用外片玻璃為熱反射鍍膜玻璃，且邊部與結構膠粘結處未作除膜處理，結構膠與外片鍍膜層為粘結層破壞;內片玻璃有明顯的密封失效形成的“虹彩膜”;開啟扇底部無托板，或外片無有效承托，結構膠長期承受剪力。
(7)五金件松動失效。五金件松動失效主要表現為鎖座脫落、螺釘松動、鉸鏈松動脫落及啟閉困難，見圖10。鎖點失效導致有效受力點減少，增加了開啟扇在關閉狀態下的安全隱患，在風壓作用下容易脫落。
(8)連接構造不符合設計要求。預埋板施工位置偏差過大，導致轉接件僅有部分邊緣與埋板有效焊接;橫梁立柱連接角碼應有至少3個不在一條直線上的螺釘固定，見圖11。
(9)防雷防火節點不符合設計要求。防火要求在層間位置由1.5mm鍍鋅鋼板承托至少100mm的岩棉板，檢查中發現的典型問題見圖12。
(10)漏水問題。幕牆及其與周邊構件連接處的漏水問題是工程中常見的典型問題，見圖13。幕牆及其與周邊連接部位漏水會造成室內裝飾面破壞。
(11)熱舒適性差。玻璃幕牆工程多存在夏季室內溫度過高、空調能耗大，導致熱舒適性差的問題;部分工程存在冬季漏風、漏氣導致的室內溫度過低問題。
5.2 石材幕牆常見問題分析
(1)石材面板破裂脫落。石材面板的破裂主要包括掛件處的石材破裂，最典型的是采用T型掛件的幕牆石材面板由于掛件受力不一致及銹蝕膨脹而在掛件處出現破裂，見圖14。
(2)掛件設計不合理。石材掛件設計不合理，主要為形狀設計和材質選擇。掛件形式選擇角度來講，目前可獨立更換的“SE”掛件逐漸成為主流。
材質角度來講，目前檢查的大多數工程采用鍍鋅鋼材質的掛件，在工程中存在嚴重銹蝕，甚至出現掛件銹脹導致的石材脫落事故，建議掛件采用鋁合金或316不銹鋼材質。
5.3 鋁板幕牆常見問題分析
金屬板幕牆主要為鋁板幕牆，日常檢查過程中反映問題較少，常出現的問題是鋁板脫落和部分密封膠老化開裂，見圖16。
6 結論及建議
綜上所述，既有建築幕牆安全性檢查鑒定常見問題分析的主要結論如下︰
(1)既有建築幕牆安全性是近年來研究熱點，目前研究工作尚不完善。既有建築幕牆安全檢測評估已有研究工作多集中于幕牆結構的安全性評估或單項檢測技術研究，片面的檢查鑒定內容和方法難以得到全面、科學的評估結果，亟需對既有建築幕牆安全性檢查鑒定進行全面研究和總結;
(2)論文針對總結出的竣工資料檢查、計算書檢查與結構承載能力復核、竣工圖檢查及現場檢查檢測四大部分內容，歸納整理了既有建築幕牆檢查鑒定時常遇到的典型問題;
(3)既有建築幕牆的安全性與設計、選材、施工和使用環節密切相關，應針對各個環節采用資料審查校核或現場檢查的形式綜合判定幕牆的安全性。竣工資料檢查常見問題為資料缺失、性能報告不符合設計要求以及材料與合同約定不符等;結構計算書檢查常見問題為荷載、模型、試件信息有誤或項目不全，結構設計校核應包括玻璃、橫梁立柱、埋件和各類連接節點的計算;竣工圖常見問題有玻璃構造設計、橫梁立柱連接設計、與主體結構連接設計及防雷防火節點設計不合理;現場檢查常見問題為材料選用不合理(如石材掛件選用鍍鋅鋼易銹蝕)、面板失效(如玻璃、石材面板破裂等)、開啟扇脫落、五金松動、連接構造不合理、防雷防火施工不規範等問題。
(4)既有建築幕牆檢查鑒定除應上述內容進行全面檢查鑒定外，還應針對典型問題進行專題研究分析，輔以必要的實驗室檢測、模擬計算等手段。以中空玻璃外片脫落為例，應綜合分析玻璃邊緣金屬膜是否去除、邊部密封膠種類、密封膠尺寸等因素，並針對鑒定原因提出處理建議。
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