玻璃幕墙存在的问题及解决方法浅析

　　1、前言

　　玻璃幕墙作为现代建筑中的一个独特设计，它不仅体现建筑学、美学结构设计的最佳结合，而且把玻璃的多种功能也完美体现出来，诸如玻璃幕墙的通透性，透过玻璃视线达到最佳，视野达到最大，使建筑物内外环境相通、相融；玻璃幕墙工艺性能好，玻璃幕墙支撑构件加工细致，表面光滑有良好的工艺感及艺术感，可以适应任何几何形状，在建筑体型上产生丰富的变化，能够充分体现设计师的想象力和创造力；目前玻璃幕墙使用的一个最大的亮点就是各种节能幕墙玻璃的使用大大降低了建筑物的能耗，尽管如此，在过去的一段时期内，许多建筑项目一直受到玻璃幕墙的困扰，以其玻璃破碎、玻璃坠落等问题受到社会各界的关注。

　　2、玻璃幕墙存在的问题

　　玻璃幕墙存在的问题很多，如玻璃破碎、结构胶失效、玻璃幕墙防火性能差、玻璃幕墙支撑结构失效以及玻璃幕墙固定装置失效等等，下面我们针对玻璃幕墙存在的各种问题进行分析论证，并找出解决该问题的方法。

　　2.1引起玻璃破碎的原因有很多，下面主要就杂质硫化镍、热应力造成的玻璃破碎进行分析论证。

　　2.1.1  由杂质硫化镍引起的玻璃炸裂
　　硫化镍是玻璃生产过程中不可避免的有害杂质，它是在原片玻璃生产过程中由硫元素与镍元素在高温作用下形成的一种化合物，硫化镍本身对玻璃并无任何损害，只是在玻璃进行钢化处理后，原来的硫化镍化合物就会改变其状态，随着时间和温度的改变体积增大或发生转化，当含有硫化镍的幕墙玻璃被安装在幕墙时，由于外界温度升高，导致硫化镍体积产生微小的变化，使玻璃内部产生微小的裂缝，这些裂缝透过钢化玻璃的张力层后将内部的能量释放出来，造成玻璃破碎。
　　解决的办法是：首先从源头着手，玻璃制造厂家应对玻璃制造过程进行全程监控，尽量减少含镍材料与玻璃原材料接触；其次对于幕墙玻璃安装后进行监测，国外已有以照相方式检测硫化镍杂质是否存在，如果含有，及时进行必要的更换防止玻璃破碎伤人，还可以将单片钢化玻璃、钢化中空玻璃换成夹层玻璃，这时如果硫化镍杂质因变形而导致玻璃破碎，碎片仍旧粘附在胶片上，不至于形成玻璃雨而对地面人员造成伤害。

　　2.1.2  由热应力造成的玻璃破碎
　　热应力是造成玻璃幕墙破碎的一个重要原因。玻璃幕墙受热的原因很多，但最主要的热源是太阳光，当太阳光照射在玻璃幕墙表面时，玻璃会受热膨胀，如果玻璃受热均匀则玻璃边部和玻璃中央部分同时均匀膨胀，但如果边部和玻璃内部受热不均匀，比如说明框玻璃幕墙，玻璃中部受热膨胀而边部由于镶嵌在金属框架里面，边部的温度低于玻璃中间部位，此部分玻璃仍然保持原来状态并阻止受热部分膨胀，于是在玻璃内部会产生拉应力，当玻璃边部有破痕或微小裂纹时，这些瑕疵很容易受到热应力的影响，随着温差的增大，热应力导致裂痕逐步加大最后导致玻璃破碎。
　　解决的办法是：首先对玻璃边部进行精加工处理，采用细磨边或者抛光边等以减少微小裂纹的存在；其次是将玻璃进行钢化处理以增强玻璃抵抗温度变化的能力；第三是在玻璃加工、搬运、安装过程中，对玻璃必须进行适当的保护，注意不要将玻璃边缘与其他坚硬物体碰撞、摩擦，严格遵守操作规程，特别是在安装过程中，如果框架不合适(太小或扭曲变形)，一定要记住不要用钳子夹掉玻璃边角，一定要矫正框架，使之适应玻璃的大小。

　　2.2玻璃幕墙防火能力差
　　玻璃幕墙是不可燃烧的材料，但是在烈火面前，它是可以软化甚至融化的，因此在建筑设计中，一定要充分考虑建筑的防火要求，一是要保持玻璃的完整使之不破碎，以免造成空气流动，导致火势蔓延，同时在保持玻璃自身完整的前提下，要保证玻璃背面的可燃物不会在热辐射下发生燃烧或爆炸。一般的玻璃幕墙的防火效果却很低，耐火完整性、耐火隔热性很低，在烈火中可以在很短的时间内发生玻璃破碎。
　　解决的办法是：实际施工过程中，设计人员根据建筑不同的防火要求进行不同的设计。对于有一般防火要求的建筑，玻璃采用玻璃砖、钢化玻璃、小块平板玻璃等，对于防火要求比较高的建筑，幕墙玻璃采用夹丝玻璃、单片防火玻璃、复合防火玻璃、防火中空玻璃等。复合防火玻璃是目前应用最广泛的防火幕墙玻璃，当火灾发生时，在一定时间内临火面玻璃受热炸裂，但由于防火胶片的存在玻璃被粘附在胶片上不坠落，保持了玻璃的完整性，同时由于胶片本身具有防火作用，不但对火势蔓延起到阻挡作用，又保证了背火面温度不迅速上升，控制了火势蔓延。

　　2.3幕墙玻璃结构胶失效
　　玻璃幕墙因为长期受到自然环境的不利因素，如风吹、日晒、雨淋、紫外线照射、地震等的影响，因此要求玻璃幕墙必须具有耐候性、耐久性、耐腐蚀性，作为粘接材料的结构胶成了人们关注的焦点。众所周知，目前市场上质量最好、应用最广的结构胶质量保证期只有十年，质量保证期一过，硅酮结构胶有机化合物随着时间的推移热老化、紫外线老化问题目益加重，造成结构胶丧失强度和粘接力而失效。虽然玻璃幕墙表面上没有任何质量问题，但其潜在的危险却时时刻刻存在，严重影响建筑物周围过往行人和车辆的安全。在北京、上海、广州等最早使用玻璃幕墙的城市，幕墙玻璃坠落事件时有发生，如何测定某一块玻璃结构胶是失效的是难上加难，但要想保证人员和车辆的安全，如果要大面积的更换玻璃幕墙又是一笔庞大的支出，面对这种情况，业主进退两难。
　　解决的办法是：首先限制隐框玻璃幕墙的使用，必须对已过质量保证期的玻璃幕墙进行防护，如在玻璃幕墙周围设立围栏、绿化带、吊挂幕布以防坠落的玻璃伤及过往行人和车辆。其次是尽量采用明框、半隐框玻璃幕墙，因为即使是结构胶失效，由于有框架的支撑和约束，玻璃坠落的几率会大大降低。

　　2.4玻璃幕墙支撑结构失效
　　并非所有的玻璃幕墙所出现的问题均有玻璃本身引起的，有时支撑玻璃的框架结构失效也会引起玻璃幕墙问题。用来支撑玻璃的框架结构往往是玻璃幕墙的薄弱环节，如果最初框架系统设计不合理，框架结构无法承受建筑物内力，进而出现变形，最终导致玻璃破碎。
　　解决的办法是：在设计过程中对框架结构进行抗疲劳实验，根据其抗疲劳能力再设计相应的幕墙玻璃，防止框架长期超负荷运转。

　　2.5玻璃幕墙扣件固定装置失效
　　所有的玻璃幕墙都依赖与扣件固定装置将幕墙组合在一起并固定在建筑物上的。但是扣件固定装置无法预见的瑕疵可能导致严重的结构问题，氢脆变是金属生产过程中吸收了氢后造成了金属的延展性降低，高强螺栓等在接触氢后可能在所受如风、地震等外力作用下，未达到其屈服强度就已经失效了，导致幕墙玻璃坠落。固定装置失效的另一个原因是长期受到风荷载造成螺栓松动。建筑物每天都受到不规则的风荷载作用，不规则风荷载带来玻璃幕墙持续振动，并传给固定装置，振动会导致连接固定装置与建筑本身的高强螺栓松动，一旦螺栓失去作用，固定装置就失效，幕墙玻璃受风等作用坠落就成了不可避免的问题。
　　解决的办法是：在安装玻璃幕墙前，对扣件固定进行必要的检验，检验合格后才能在现场安装使用。另外针对固定螺栓松动造成的幕墙玻璃坠落，我们在实际施工过程中，采用特殊锁扣的螺母将螺栓锁住，防止螺栓滑落失效，或者是使用特定的垫圈保证螺栓紧固后不再脱落。

　　3、玻璃幕墙所引发的其他问题。
　　玻璃幕墙所引发的不止上述问题，由于玻璃幕墙的大面积使用，光污染、色污染、热污染等都是一个个不容忽视的问题。尽管玻璃幕墙存在这样或那样的问题，但是作为设计者、生产者、使用者只要对其进行充分的了解、研究，扬长避短，玻璃幕墙仍不失为现代建筑的一个亮点。