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　　出于外觀效果需求，玻璃幕墻所在部位的建筑構(gòu)造不設(shè)置窗臺已然非常普遍。其帶來的高通透效果和優(yōu)異的采光能力顯而易見，而備受建筑師和用戶青睞。然而在面對可能發(fā)生的室內(nèi)側(cè)撞擊問題時，這種做法也屢受爭議。很多地區(qū)要求必需在室內(nèi)側(cè)設(shè)置護欄，但這又與最初的建筑設(shè)計意圖相違背。那么這種無窗臺的玻璃幕墻是否必須在室內(nèi)側(cè)設(shè)置護欄呢?

　　其實從安全需求的角度來看，在足夠大的撞擊力作用下，對玻璃幕墻幕墻室內(nèi)側(cè)的撞擊無非造成兩個結(jié)果，一個是玻璃被撞碎，另一個是玻璃完好。當(dāng)玻璃能被撞碎時，設(shè)置護欄或防護措施就是必需的手段，反之，當(dāng)玻璃不被撞壞時，護欄或防護措施就不是必需的防護手段。事實上這一原則也在一些規(guī)范中予以體現(xiàn)，比如上海市幕墻標(biāo)準(zhǔn)中就明確規(guī)定了在某些情況下，無窗臺的玻璃幕墻可以不設(shè)置護欄。所以在判斷無窗臺玻璃幕墻的室內(nèi)側(cè)是否設(shè)置護欄時，應(yīng)進行計算校核和試驗驗證來作為決策的依據(jù)

　　一、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對幕墻室內(nèi)側(cè)耐撞擊性能指標(biāo)的規(guī)定或要求：

　　在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，對幕墻室內(nèi)側(cè)撞擊性能指標(biāo)的要求是比較高的。比如在國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑幕墻》GB/T 21086-2007中，第5.7.1.1條規(guī)定：建筑幕墻的耐撞擊性能應(yīng)滿足設(shè)計要求，人員流動密度大或青少年、幼兒活動的公共建筑的建筑幕墻，不應(yīng)低于表22中2級(即900N·m);而上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》DGJ08-56-2012的4 .2 .7條也規(guī)定：建筑幕墻的耐撞擊性能應(yīng)滿足設(shè)計要求,耐撞擊性能指標(biāo)應(yīng)不小于700N·m。而參考即將頒布的《建筑防護欄桿技術(shù)規(guī)程》的4.5.5 條：護欄抗軟重物撞擊性能檢測時，撞擊能量E為300N·m。

　　之所以對幕墻的室內(nèi)側(cè)撞擊性能給予較高的指標(biāo)，主要也是考慮玻璃的易碎特性，所以給予其更高的安全裕度。

　　當(dāng)然，以上的計算假定了撞擊作用時間為常數(shù)，但事實上撞擊作用時間還受到很多其他因素的影響，甚至撞擊部位是否存在橫梁都會顯著改變這一數(shù)值，所以實際情況與計算結(jié)果之間是存在出入的，這可能是為什么在GB/T21086中只給出試驗方法而未提供計算方法的一個原因。不過，在上海市標(biāo)準(zhǔn)《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》DGJ08-56-2012中對各種情況的撞擊水平荷載（詞條“水平荷載”由行業(yè)大百科提供）取值卻有明確的規(guī)定：

　　1、 該規(guī)范第4 .3 .5 條第1款：

　　樓層外緣無實體墻的玻璃部位應(yīng)設(shè)置防撞設(shè)施和醒目的警示標(biāo)志。不設(shè)護欄時,需在護欄高度處設(shè)有幕墻橫梁,該部位的橫梁及立柱（詞條“立柱”由行業(yè)大百科提供）已經(jīng)抗沖擊計算, 滿足可能發(fā)生的撞擊。沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為 1.2 k N，應(yīng)計入沖擊系數(shù) 1.5、荷載分項系數(shù)1.4。可不與風(fēng)荷載（詞條“風(fēng)荷載”由行業(yè)大百科提供）及地震作用力相組合。

　　此處：沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為 1 .2 kN，乘上沖擊系數(shù)和荷載分項系數(shù)后設(shè)計值為2.52 kN;

　　2、 該規(guī)范第4 .3 .5條第4款：

　　護欄高度處無橫梁時，單塊玻璃面積大4 .0 m2, 中空玻璃的內(nèi)片采用夾層玻璃, 夾層（詞條“夾層”由行業(yè)大百科提供）玻璃厚度經(jīng)計算確定, 且應(yīng)不小于1 2 . 7 6 mm, 沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為1 .5 k N, 荷載作用于玻璃板塊中央, 應(yīng)計入沖擊系數(shù)1 . 5 0 、 荷載分項系數(shù)1 .4 0 , 且應(yīng)與風(fēng)荷載、 地震作用組合。

　　此處：沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為1.5 k N，乘上沖擊系數(shù)和荷載分項系數(shù)后設(shè)計值為3.15KN。

　　通過比較，我們可以直觀地感受到，不同的幕墻構(gòu)造條件下，抗沖擊計算的荷載取值差異較大;進一步分析該規(guī)范的相關(guān)內(nèi)容，可以發(fā)現(xiàn)在護欄高度位置有沒有橫梁對幕墻的抗撞擊性能的要求也是存在差異的。

　　接下來，我們拋開玻璃幕墻的撞擊荷載取值，來看一下相關(guān)規(guī)范對防護欄桿的撞擊荷載取值情況：

　　1、 即將頒布的《建筑防護欄桿技術(shù)規(guī)程》4.3.3應(yīng)對欄桿受水平集中力作用進行驗算，水平集中力宜取1.5kN，水平集中力作用于欄桿中的不利位置，與均布荷載不同時作用。

　　2、 《中小學(xué)建筑設(shè)計規(guī)范》GB50099-2011的8.1.6強制性條文：“上人屋面、外廊、樓梯、平臺、陽臺等臨空部位必須設(shè)防護欄桿，防護欄桿必須牢固，安全，高度不應(yīng)低于1.10m。防護欄桿最薄弱處承受的最小水平推力應(yīng)不小于1.5kN/m。”

　　3、 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009-2012的第5.5.2強制性條文如下：“樓梯、看臺、陽臺和上人屋面等的欄桿活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，不應(yīng)小于下列規(guī)定：

　　1)住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒所、幼兒園，欄桿頂部的水平荷載應(yīng)取1.0kN/m;

　　2)學(xué)校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育場，欄桿頂部的水平荷載應(yīng)取1.0kN/m.豎向荷載應(yīng)取1.2kN/m，水平荷載與豎向荷載應(yīng)分別考慮。

　　通過比較分析，可以看到相關(guān)規(guī)范對防護欄桿的撞擊力取值較低，如果按照撞擊能量折算的話，大概在300N·m附近，連幕墻室內(nèi)側(cè)撞擊性能的最低標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)不到。具體對比數(shù)據(jù)詳下表：

　　上海幕墻標(biāo)準(zhǔn)中對無窗臺玻璃幕墻撞擊力的取值規(guī)定是否完全合理恐怕也有爭議，但至少其靈活運用可靠性進行安全設(shè)計的思路是正確的。玻璃雖然是易碎材料，但只要確保其強度（詞條“強度”由行業(yè)大百科提供）儲備大到足以保證其損傷概率降到足夠低時，完全可以不另行設(shè)置單獨的防護欄桿或防撞措施也能確保使用安全。

　　二、針對護欄高度處無橫梁的玻璃面板進行耐撞擊計算的案例

　　以下通過一個案例介紹有關(guān)幕墻的耐撞擊計算：

　　1、 玻璃幕墻計算玻璃面板品種、規(guī)格

　　玻璃幕墻位置玻璃面板，玻璃面板選用10mmTP+12(A)+10mmTP中空鋼化玻璃，取最不利位置進行校核;分格為1500×3300mm。

　　2、 計算說明

　　幕墻玻璃面板選用10(LOW-e)+12(A)+10mm中空鋼化玻璃。取最不利位置進行校核;分格為1500×3300mm,力學(xué)模型為承受均布荷載的四邊支承，計算標(biāo)高取50.000m。

　　局部大樣：

　　計算簡圖:

　　1、 荷載計算

　　A、風(fēng)荷載計算

　　根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)進行荷載取值

　　1)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)：GB50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范

　　2) 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JGJ 102-2003 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范

　　圖(2)：在荷載組合一作用下的應(yīng)力圖：

　　圖(3)玻璃在荷載組合二作用下的應(yīng)力圖：

　　三、結(jié)論和建議

　　無窗臺玻璃幕墻在滿足相關(guān)條件下，其室內(nèi)側(cè)是可以不單獨設(shè)置防護欄桿的。但考慮到安全性需求以及有關(guān)結(jié)構(gòu)計算情況，其室內(nèi)側(cè)的耐撞擊設(shè)計也有一些必須注意的細(xì)節(jié)：

　　1、玻璃面板的配置

　　相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對無窗臺玻璃幕墻的玻璃配置沒有明確規(guī)定，因此，此處可以采用夾層中空鋼化玻璃，也可以采用普通中空鋼化玻璃。上海幕墻標(biāo)準(zhǔn)中無窗臺玻璃幕墻的玻璃配置可以是夾層中空鋼化玻璃，也可以是普通中空鋼化玻璃，比如小于3m2的玻璃其單片厚度可以用8mm;3m2到4m2之間的玻璃其單片厚度可以用10mm。在通過撞擊力的計算以及通過撞擊性能檢測后，可以證明玻璃能夠承受撞擊，可不單獨設(shè)置防護欄桿。考慮到鋼化玻璃可能存在自爆的特性，更可靠的做法是使用至少一面是夾層的中空鋼化玻璃。至于夾層玻璃是位于室內(nèi)側(cè)還是室外側(cè)其實并不重要，只要計算滿足即可。事實上，夾層玻璃位于室外側(cè)對玻璃幕墻的整體安全性會更有利，因為其能夠有效地避免玻璃破損后的墜落問題。

　　2、幕墻的分格設(shè)計

　　參考上海幕墻地方標(biāo)準(zhǔn)，影響幕墻撞擊荷載取值的兩大主要因素是單片玻璃的面積和在防護欄桿高度部位有無橫梁。如果按照幕墻的常見分格寬度尺寸在1.5米左右考慮，單塊玻璃面積不大于4平方米就意味著玻璃分格的高度尺寸不超過2. 7米，一旦超過這個尺寸，有關(guān)撞擊計算取值相應(yīng)提高，所以實際上幕墻玻璃做全落地的設(shè)計不是一個好的做法。比較理想的情況是在防護欄桿的高度位置設(shè)置橫梁，不僅實實在在地提高了幕墻的耐撞擊安全性，也提高了使用者的安全感受。當(dāng)然，也有的做法是將橫梁位置提高，與設(shè)置在梁底的高窗分格統(tǒng)一，對室內(nèi)視野影響也不大。這種做法一定程度減小了單塊玻璃的面積，因此也提高了玻璃的耐撞擊能力。

　　3、幕墻的防撞設(shè)施設(shè)計

　　在幕墻的相關(guān)規(guī)范中，有規(guī)定“當(dāng)與玻璃幕墻相鄰的樓面外緣無實體墻時，應(yīng)設(shè)置防撞設(shè)施。”這里所指的防撞設(shè)施主要是兩個方面的內(nèi)容，一個是隔離設(shè)施，另外一個是警示標(biāo)識。警示標(biāo)識比較簡單，對幕墻構(gòu)造本身并無影響，但隔離設(shè)施的設(shè)計就要考慮很多問題。這中間比較重要的部位是幕墻的踢腳設(shè)計。玻璃的邊緣強度較大面低很多，所以需要對邊緣部位予以必要的隔離和保護。有的幕墻室內(nèi)側(cè)沒有設(shè)置踢腳，玻璃面直接接觸室內(nèi)地板，在使用過程中很容易受到家具、清潔工具的撞擊而造成玻璃破損，因此設(shè)置一定高度的踢腳線是一個好的做法。另外，在防護欄桿高度設(shè)置防撞桿或透明的玻璃欄板都是有效的隔離防撞設(shè)施。

　　4、以上撞擊作用的計算是基于一定假設(shè)條件下進行的，特別是將撞擊作用時間假設(shè)為一個常數(shù)。但事實上作用時間會受撞擊部位和橫梁設(shè)置位置等多種因素的影響，所以實際計算結(jié)果可能會有一定的誤差。因此，耐撞擊型式試驗或現(xiàn)場的耐撞擊試驗就很有必要。檢測指標(biāo)可以按照幕墻的實際使用環(huán)境選取相對應(yīng)的耐撞擊性能指標(biāo)值，如果能夠通過耐撞擊計算校核滿足要求，同時通過耐撞擊試驗證實是安全的，就可以作為后續(xù)設(shè)計的依據(jù)。