玻璃幕墻存在的問題及解決方法淺析

　　1、前言

　　玻璃幕墻作為現代建筑中的一個獨特設計，它不僅體現建筑學、美學結構設計的最佳結合，而且把玻璃的多種功能也完美體現出來，諸如玻璃幕墻的通透性，透過玻璃視線達到最佳，視野達到最大，使建筑物內外環境相通、相融；玻璃幕墻工藝性能好，玻璃幕墻支撐構件加工細致，表面光滑有良好的工藝感及藝術感，可以適應任何幾何形狀，在建筑體型上產生豐富的變化，能夠充分體現設計師的想象力和創造力；目前玻璃幕墻使用的一個最大的亮點就是各種節能幕墻玻璃的使用大大降低了建筑物的能耗，盡管如此，在過去的一段時期內，許多建筑項目一直受到玻璃幕墻的困擾，以其玻璃破碎、玻璃墜落等問題受到社會各界的關注。

　　2、玻璃幕墻存在的問題

　　玻璃幕墻存在的問題很多，如玻璃破碎、結構膠失效、玻璃幕墻防火性能差、玻璃幕墻支撐結構失效以及玻璃幕墻固定裝置失效等等，下面我們針對玻璃幕墻存在的各種問題進行分析論證，并找出解決該問題的方法。

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

　　2.1.1  由雜質硫化鎳引起的玻璃炸裂
　　硫化鎳是玻璃生產過程中不可避免的有害雜質，它是在原片玻璃生產過程中由硫元素與鎳元素在高溫作用下形成的一種化合物，硫化鎳本身對玻璃并無任何損害，只是在玻璃進行鋼化處理后，原來的硫化鎳化合物就會改變其狀態，隨著時間和溫度的改變體積增大或發生轉化，當含有硫化鎳的幕墻玻璃被安裝在幕墻時，由于外界溫度升高，導致硫化鎳體積產生微小的變化，使玻璃內部產生微小的裂縫，這些裂縫透過鋼化玻璃的張力層后將內部的能量釋放出來，造成玻璃破碎。
　　解決的辦法是：首先從源頭著手，玻璃制造廠家應對玻璃制造過程進行全程監控，盡量減少含鎳材料與玻璃原材料接觸；其次對于幕墻玻璃安裝后進行監測，國外已有以照相方式檢測硫化鎳雜質是否存在，如果含有，及時進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，這時如果硫化鎳雜質因變形而導致玻璃破碎，碎片仍舊粘附在膠片上，不至于形成玻璃雨而對地面人員造成傷害。

　　2.1.2  由熱應力造成的玻璃破碎
　　熱應力是造成玻璃幕墻破碎的一個重要原因。玻璃幕墻受熱的原因很多，但最主要的熱源是太陽光，當太陽光照射在玻璃幕墻表面時，玻璃會受熱膨脹，如果玻璃受熱均勻則玻璃邊部和玻璃中央部分同時均勻膨脹，但如果邊部和玻璃內部受熱不均勻，比如說明框玻璃幕墻，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狀態并阻止受熱部分膨脹，于是在玻璃內部會產生拉應力，當玻璃邊部有破痕或微小裂紋時，這些瑕疵很容易受到熱應力的影響，隨著溫差的增大，熱應力導致裂痕逐步加大最后導致玻璃破碎。
　　解決的辦法是：首先對玻璃邊部進行精加工處理，采用細磨邊或者拋光邊等以減少微小裂紋的存在；其次是將玻璃進行鋼化處理以增強玻璃抵抗溫度變化的能力；第三是在玻璃加工、搬運、安裝過程中，對玻璃必須進行適當的保護，注意不要將玻璃邊緣與其他堅硬物體碰撞、摩擦，嚴格遵守操作規程，特別是在安裝過程中，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，因此在建筑設計中，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，導致火勢蔓延，同時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在熱輻射下發生燃燒或爆炸。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間內發生玻璃破碎。
　　解決的辦法是：實際施工過程中，設計人員根據建筑不同的防火要求進行不同的設計。對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、復合防火玻璃、防火中空玻璃等。復合防火玻璃是目前應用最廣泛的防火幕墻玻璃，當火災發生時，在一定時間內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，同時由于膠片本身具有防火作用，不但對火勢蔓延起到阻擋作用，又保證了背火面溫度不迅速上升，控制了火勢蔓延。

　　2.3幕墻玻璃結構膠失效
　　玻璃幕墻因為長期受到自然環境的不利因素，如風吹、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，作為粘接材料的結構膠成了人們關注的焦點。眾所周知，目前市場上質量最好、應用最廣的結構膠質量保證期只有十年，質量保證期一過，硅酮結構膠有機化合物隨著時間的推移熱老化、紫外線老化問題目益加重，造成結構膠喪失強度和粘接力而失效。雖然玻璃幕墻表面上沒有任何質量問題，但其潛在的危險卻時時刻刻存在，嚴重影響建筑物周圍過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有發生，如何測定某一塊玻璃結構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，面對這種情況，業主進退兩難。
　　解決的辦法是：首先限制隱框玻璃幕墻的使用，必須對已過質量保證期的玻璃幕墻進行防護，如在玻璃幕墻周圍設立圍欄、綠化帶、吊掛幕布以防墜落的玻璃傷及過往行人和車輛。其次是盡量采用明框、半隱框玻璃幕墻，因為即使是結構膠失效，由于有框架的支撐和約束，玻璃墜落的幾率會大大降低。

　　2.4玻璃幕墻支撐結構失效
　　并非所有的玻璃幕墻所出現的問題均有玻璃本身引起的，有時支撐玻璃的框架結構失效也會引起玻璃幕墻問題。用來支撐玻璃的框架結構往往是玻璃幕墻的薄弱環節，如果最初框架系統設計不合理，框架結構無法承受建筑物內力，進而出現變形，最終導致玻璃破碎。
　　解決的辦法是：在設計過程中對框架結構進行抗疲勞實驗，根據其抗疲勞能力再設計相應的幕墻玻璃，防止框架長期超負荷運轉。

　　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法預見的瑕疵可能導致嚴重的結構問題，氫脆變是金屬生產過程中吸收了氫后造成了金屬的延展性降低，高強螺栓等在接觸氫后可能在所受如風、地震等外力作用下，未達到其屈服強度就已經失效了，導致幕墻玻璃墜落。固定裝置失效的另一個原因是長期受到風荷載造成螺栓松動。建筑物每天都受到不規則的風荷載作用，不規則風荷載帶來玻璃幕墻持續振動，并傳給固定裝置，振動會導致連接固定裝置與建筑本身的高強螺栓松動，一旦螺栓失去作用，固定裝置就失效，幕墻玻璃受風等作用墜落就成了不可避免的問題。
　　解決的辦法是：在安裝玻璃幕墻前，對扣件固定進行必要的檢驗，檢驗合格后才能在現場安裝使用。另外針對固定螺栓松動造成的幕墻玻璃墜落，我們在實際施工過程中，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、玻璃幕墻所引發的其他問題。
　　玻璃幕墻所引發的不止上述問題，由于玻璃幕墻的大面積使用，光污染、色污染、熱污染等都是一個個不容忽視的問題。盡管玻璃幕墻存在這樣或那樣的問題，但是作為設計者、生產者、使用者只要對其進行充分的了解、研究，揚長避短，玻璃幕墻仍不失為現代建筑的一個亮點。