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建筑幕墙构造安全问题

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-10-04 18:19:44
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建筑幕墙构造安全问题

建筑幕墙工程构造的安全问题2012-4-18第一部分学习建筑幕墙标准和规范中应注意的问题一、现行建筑幕墙标准的分类1按标准管辖权限分类有:国家标准、行业标准、地方标准、以及企业标准,此外还有中国工程技术标准化协会标准。2按标准执行的严格程度分类有:强制性标准和推荐性标准。二、学习现行建筑幕墙标准应了解的几个问题1现行标准的代号:(1)国家标准GB,国家推荐性标准GB/T,国家工程建设标准GBJ(这是以前用于工程建设的国家标准代号,现在已经不用,逐步用标准数字代号表示工程建设标准,但还有少数现行
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导读建筑幕墙工程构造的安全问题2012-4-18第一部分学习建筑幕墙标准和规范中应注意的问题一、现行建筑幕墙标准的分类1按标准管辖权限分类有:国家标准、行业标准、地方标准、以及企业标准,此外还有中国工程技术标准化协会标准。2按标准执行的严格程度分类有:强制性标准和推荐性标准。二、学习现行建筑幕墙标准应了解的几个问题1现行标准的代号:(1)国家标准GB,国家推荐性标准GB/T,国家工程建设标准GBJ(这是以前用于工程建设的国家标准代号,现在已经不用,逐步用标准数字代号表示工程建设标准,但还有少数现行
 建筑幕墙工程构造的安全问题

2012-4-18

第一部分  学习建筑幕墙标准和规范中应注意的问题

一、现行建筑幕墙标准的分类

    1  按标准管辖权限分类有:国家标准、行业标准、地方标准、以及企业标准,此外还有中国工程技术标准化协会标准。

    2  按标准执行的严格程度分类有:强制性标准和推荐性标准。

二、学习现行建筑幕墙标准应了解的几个问题

    1  现行标准的代号:

(1)国家标准 GB,国家推荐性标准 GB/T,国家工程建设标准 GBJ(这是以前用于工程建设的国家标准代号,现在已经不用,逐步用标准数字代号表示工程建设标准,但还有少数现行标准未经修订,仍沿用GBJ代号。例如《建筑设计防火规范》修订前代号为GBJ 16—87,修订后改为GB 50016—2006)。

(2)行业标准代号是根据各行业或专业的汉语拼音字母缩写后加数字。如JG(建筑工业)、JGJ(建筑工程建设)。与建筑幕墙关系较密切的行业标准有:JC(建材)、HG(化工)YB(冶金)YS(有色金属)GA(公共安全)、CJ(城镇建设)等。

(3)中国标准化协会标准代号为CECS。

(4)地方标准是以DB加上各省、市、区的行政区代码表示。如浙江省地方标准 DB 33表示。

(5)上述上述推荐性行业标准也与推荐性国家标准一样,后面加T字母表示。

(6)地区性企业标准一般以地区简称加Q组成。

    2  国家标准是最低的标准,行业标准不能低于国家标准,地方标准不能低于行业标准和国家标准,企业标准不能低于地方标准。中国标准化协会标准一般适用于尚无国家标准的专业性标准,尤其是一些新技术、新工艺的专业标准,具有重要的参考价值。

    3  强制性标准都应在其管辖范围内执行;推荐性标准则由标准使用人(如建设单位和设计单位等)自行决定是否采用。在各类不同的标准中,推荐性标准中的内容与其他标准中的强制性条文有不一致的,尤其是低于强制性条文要求的,应无条件执行强制性条文。

    4  工程建设强制性条文是直接涉及人民财产安全、人身健康、环境保护和公共利益的条文,应严格执行原建设部令第81号《实施工程建设强制性标准监督规定》,对违反强制性条文的应进行处罚。现行《工程建设标准强制性条文·房屋建筑部分》是2009年版,取代原2002年版。

    5  执行各类标准都应注意标准的时效性。应注意标准的版本是否是现行的。这个问题非常突出,我们在幕墙企业的投标文件、设计文件、施工组织设计、安全施工专项方案中经常发现引用已废止的标准,可以说极少有引用标准完全正确的实例。严格说引用已废止的标准,有可能导致评价失分,甚至废标。所以应引起幕墙企业的重视。

    6  现行标准中引用的相关其他标准,往往不带年号的。这就意味着在本标准有效期内,所引用的其他标准如果有新的版本,则应相应采用该新版本。如果现行标准中引用其他标准时注明该标准的年号时,则表示以后如该被引用的标准是否修订,都只引用其注明年号的版本(此种情况较为少见)。但是我们在编制各种技术文件时,采用现行标准都应注明年号。 

    7  学习标准时,应注意标准(规范)的总则。总则中对本标准的适用范围作和功能作了定位,如《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210—2001,适用于工程质量验收,没有设计功能;《玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102—2003适用于工程设计、制作、安装施工、工程验收及保养和维修;《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001适用于工程设计、制作、安装施工及验收;《建筑幕墙》 GB/T 21086—2007是原建设部制品与构配件产品标准化技术委员会归口的建筑工业产品标准,没有工程施工质量验收的功能。

    8  标准用词语的含义,在每本标准正文后面都有明确的说明,表明了对标准条文要求的严格程度。

    9  外省、市、区的地方标准一般不应采用,也不能作为验收依据。如国家、行业和本地都没有的专业标准,可参考外地标准,但如作为施工验收标准,则应办理相关批准手续。

    10  不应采用外国标准;国际标准经引进并采用国内编码后方可实施。

第二部分  建筑幕墙工程构造的安全问题

一、幕墙与主体结构连接

1  不锈钢连接件(螺栓、挂件等)

(1)不锈钢材质

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102—2003要求:玻璃幕墙用不锈钢宜采用奥氏体不锈钢,且含镍量不应小于8%。《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001也要求宜采用奥氏体不锈钢材。《建筑幕墙》GB 21086—2007要求(石材幕墙)背栓材料“应采用不低于316的不锈钢制作。”316不锈钢是日本、美国等牌号的简称,相当于我国标准中不锈钢牌号的镍含量应达到12%。

现场检查常发现许多工程不锈钢材质达不到上述要求,有的不锈钢挂件的出厂检验中的镍含量为零,有的工程尚未竣工,不锈钢材料表面已经锈迹斑斑。

《建筑玻璃点支承装置》JG/T 138—2010要求,点支承玻璃幕墙的连接件,室内用不锈钢材料的镍含量不应小于8%,室外或环境恶劣的室内用不锈钢材料的镍含量不宜小于10%

 (2) 连接件数量

玻璃幕墙、金属与石材幕墙规范均要求幕墙与主体结构连接件(螺栓、铆钉等)每处不应少于2个。

(3) 螺栓的防滑措施

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001要求:“幕墙构架立柱的连接金属角码与其他连接件应采用螺栓连接,螺栓垫板应有防滑措施。”就是说,为防止主体结构产生的位移使幕墙损坏,采用螺栓连接使幕墙有一定的适应主体结构位移的能力,又不能让螺栓任意滑移,故应采用防滑措施。

2  预埋件的支承点

幕墙与砌体结构连接时,宜在连接部位的主体结构上增设钢筋混凝土或钢结构梁、柱,不宜直接支承在砌体结构上。轻质填充墙不应作为幕墙的支承点。

3  后置埋件

(1)后置埋件的应用条件

当土建施工因各种原因(如土建施工在前,幕墙设计在后)未设预埋件、预埋件漏放、预埋件偏离设计位置过大、改变设计以及旧建筑改造增做幕墙时,需要使用后置埋件进行连接。规范允许采用后置埋件进行连接。但不允许在有条件预埋而不进行预埋,尤其是金属与石材幕墙,因预埋位置不易准确确定,施工人员往往贪图方便,等到安装时临时采用后置埋件或直接使用后置锚栓进行连接。

(2)后置锚栓的适用范围

① 幕墙工程属于非结构构件。《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145—2004说明:“非结构构件包括建筑非结构构件(如围护外墙、隔墙、幕墙、吊顶、广告牌……)等。”

② 膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、化学植筋可用于非结构构件的后锚固连接,但不得用于受拉、边缘受剪、拉剪复合受力的结构构件及生命线工程非结构构件的后锚固连接(摘自JGJ 145—2004)。

注:生命线工程一般指城市供水、供电、供气、交通、电信等工程设施。

③。《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145—2004未把化学锚栓(粘接型锚栓)纳入规程,理由是:“粘接型锚栓国外应用较多,但新近研究表明,性能欠佳,尤其是开裂混凝土基材,计算方法也不够成熟,破坏形态难于控制,故本规程也暂不列入。”但《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102—2003的条文说明中允许采用化学锚栓:“采用后锚固螺栓(机械膨胀螺栓或化学锚栓)时应采用多种措施,保证连接的可靠性。”(此处“机械膨胀螺栓”应包括JGJ 145中的膨胀型锚栓和扩孔型锚栓2种)。

 ④《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145—2004根据锚固连接破坏后果的严重程度,将后锚固连接划分为两个安全等级:一级是重要的锚固,指后接大梁、悬臂梁、桁架、网架、大偏心受压柱以及生命线工程非结构构件的锚固连接。这些锚固连接一旦失效,破坏后果很严重。二级是一般的锚固,指荷载较轻的中小型梁板结构以及一般非结构构件的锚固连接。此种锚固连接失效,破坏后果的严重程度比一级重要的锚固相对较轻。规范还规定,后锚固连接的安全等级不应低于被连接结构的安全等级。这一规定说明,对于幕墙工程后锚固连接的安全等级不一定都属于二级。

 ⑤ 对于重要大型公共建筑、超高层建筑和重要高层建筑的幕墙工程,其与主体结构的后锚固连接一旦失效,破坏后果也十分严重,故应引起设计和施工单位的高度重视。

(3)后置锚栓产品质量现状

《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB 50550—2010的条文说明中提出:“在混凝土结构后锚固连接工程中,锚栓的可靠性至关重要。因此,应对其性能和质量进行严格的检查和复验,尤其是对国内生产的锚栓,几乎都是假冒的后扩底锚栓和劣质化学锚栓,其质量状况十分令人担忧。设计和业主单位在选择锚栓产品时,应非常慎重,绝不可利用当前恶性竞争之风一味压价,以致所得到的全是伪劣产品,其后果必然给工程造成难以挽回的损失。”

(4)定型化学锚栓

《混凝土结构加固设计规范》GB 50367—2006编制组在对各种锚栓性能和使用效果进行分析和比较的基础上,筛选了两种适合于承重结构使用的机械锚栓,即自扩底锚栓和预扩底锚栓(亦称自扩孔和预扩孔或模扩底锚栓)纳入规范,这两种锚栓统称为扩底型(扩孔型)锚栓。之所以选择这两种锚栓,主要是因为它们嵌入基材混凝土后,能起到机械锁键作用,并产生类似预埋的效应。对于化学锚栓,仅纳入一种“定型化学锚栓”。它既采用胶粘剂使锚栓与混凝土孔壁粘合,又通过螺栓特制的键形嵌合挤紧作用增强其抗拉拔力,安全性相对较高。所谓“定型”,是指经过定型设计和安全认证后才投入生产的产品。这种锚栓用于幕墙与主体结构的后锚固连接,是比较可靠的。但其使用范围还有一定的。

(5)后锚固锚栓使用的

各类锚栓都有一定的使用范围。尽管纳入《混凝土结构加固设计规范》的三种锚栓,其使用范围还是有一定的。

①  膨胀型锚栓和扩孔型锚栓不得用于受拉、边缘受剪、拉剪复合受力的结构构件及生命线工程非结构构件的后锚固连接。(JGJ 145的强制性条文)

②  在考虑地震作用的结构中,严禁采用膨胀型锚栓作为承重构件的连接件。(GB 50367的强制性条文)

③  当在地震区承重结构中采用锚栓时,应采用加长型后扩底锚栓,且仅允许用于设防烈度不高于8度、建于Ⅰ、Ⅱ类场地的建筑物。(摘自GB 50367)

④  定型化学锚栓仅允许用于设防烈度不高于7度的建筑物。(摘自GB 50367)

⑤  当采用定型化学锚栓时,其产品说明书标明的有效锚固深度大于10d0(d0为锚栓公称直径)时,应按植筋的设计规定核算其承载力。

二、幕墙防火构造

1  幕墙式建筑的外保温材料

根据、住建部联合通知(公通字[2009]46号)《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》,幕墙式建筑高度大于等于24m时,保温材料的燃烧性能应为A级。建筑高度小于24m时,保温材料的燃烧性能应为A级或B1级。保温材料应采用厚度不小于3mm的不燃材料作防护层,防护层应将保温材料完全覆盖。2001年3月14日消防局又发布了《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》公消[2011]65号通知,要求“从严执行公通字[2009]46号通知第二条规定,民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级材料。”(按:46号通知第二条规定:“民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级,且不应低于B2级。”从严执行的意思,就是把“宜”改为“应”,即不应采用低于A级的保温材料。)

    2  保温材料的防护层

    公通字[2009]46号文件规定:幕墙式建筑“保温材料应采用不燃材料作防护层。防护层应将保温材料完全覆盖。防护层厚度不应小于3㎜。”这里所指的保温材料,从字面理解,应包括A级在内的所有保温材料。

    3  幕墙防火封堵

    (1)幕墙层间防火封堵。在国标《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210和玻璃幕墙、金属、石材幕墙技术规范中都有要求,应在楼板处形成防火带。在施工中,对玻璃幕墙层间防火封堵一般没有异议;但对于金属、石材等非透明幕墙,由于规范表述与人们理解有疑义。一般认为,非透明幕墙内侧有墙体,幕墙与楼板不相通,无需设置层间防火隔离层。公通字[2009]46号文件表述十分清楚:“基层墙体内部空腔及建筑幕墙与基层墙体、窗间墙、窗槛墙及裙墙间的空间,应在每层楼板处采用防火封堵材料封堵。”因为不作防火封堵,一旦发生火灾,火势借助幕墙与墙体之间空间的烟囱效应,迅速上窜蔓延。应该注意,每层防火封堵也包括幕墙与柱子结构之间空间的封堵。

    (2)幕墙四周与其他墙面之间的缝隙处理。《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T 139—2001要求:“玻璃幕墙四周与主体结构之间的缝隙,应采用防火保温材料严格填塞,水泥砂浆不得与铝型材接触,不得采用干硬性材料填塞。”《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411—2007要求:“幕墙与周边墙体间的接缝处应采用弹性闭孔材料填充饱满,并应采用耐候密封胶密封。”这两项标准没有矛盾,只是后者应用范围不仅指玻璃幕墙,也包括了其他建筑幕墙。此外对填充的材料都应有防火要求。

    (3)室内隔墙与玻璃幕墙之间的嵌缝。各类幕墙规范除了要求每层楼板外沿与幕墙之间应做防火带外,玻璃幕墙工程技术规范还要求玻璃幕墙与各层隔墙外沿间的缝隙,也应采用岩棉或矿棉进行防火封堵。(金属与石材幕墙内侧一般都有墙体,室内隔墙直接与墙体连接,与幕墙之间没有连接)。

    (4)无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙的防火构造。根据《建筑设计防火规范》GB 50016—2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045规定,无窗间墙、窗槛墙的幕墙,应在每层楼板外沿设置防火极限不低于1.00h、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙”。幕墙规范还说明,计算实体裙墙高度时,可计入钢筋混凝土楼板厚度或边梁高度。

(5)幕墙防火封堵施工时间的要求。公通字[2009]46号文件还要求:“需要采取防火构造措施的外保温材料,其防火隔离带的施工应与保温材料的施工同步进行。”因为施工时也可能发生火灾,如果等保温材料施工完成后,再施工防火隔离带(即防火封堵),万一发生火灾,火势就会沿着幕墙与墙体之间的空间上窜。上海胶州路11.15特大火灾发生时,由于层间未做防火封堵,使火灾迅速扩大,造成严重后果。

4、其他防火构造措施

(1)一块玻璃不应跨两个防火分区(包括垂直和水平方向)。

国标《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210采用“不应”二字,行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102却采用“不宜”二字。应按国标要求执行。

    (2)承托防火隔离带材料的镀锌钢板与主体结构和幕墙结构之间的缝隙应采用防火密封胶进行密封。

    (3)防火棉不应与幕墙玻璃直接接触,防止防火棉吸热后,会使玻璃因局部温度升高而碎裂。防火棉朝玻璃面处宜用装饰材料覆盖。

三、幕墙防雷构造

1 幕墙防雷装置设置范围

(1)《建筑物防雷设计规范》GB 50057—94(2000版)对建筑物防雷设置的规定:当第一、二、三类防雷建筑物高度分别高于30m、45m、60m时,尚应对上述高度以上外墙的栏杆、门窗等较大的金属物采取与(建筑)防雷装置连接的防侧雷的措施。

根据这一规定,许多幕墙设计师认为幕墙也属于“较大的金属物”,也按照建筑物防雷等级,分别在30m、45m、60m以上高度设置防雷装置。这是一种误解,缺乏依据。

(2)有关幕墙技术规范的规定:

①《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102—2003规定:“幕墙的金属框架应与主体结构的防雷体系可靠连接,连接部位应清除非导电保护层。”

②《玻璃幕墙工程质量检验标准》(JGJ/T139—2001)规定:“所有金属框架应互相连接,形成导电通路。”这里很明确,是指“所有”金属框架,而不是指某一个高度以上的金属框架。

③《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ 133—2001)规定:“在幕墙结构中应自上而下地安装防雷装置,并应与主体结构的防雷装置可靠连接”。在规范的“条文说明”中,更明确指出:“在现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB-50057中没有很具体、很明确地提出对幕墙防雷的规定。结合日本、德国幕墙防雷装置做法提出3条要求。”

    注: 《建筑物防雷设计规范》GB 50057是1994年发布的,当时我国采用幕墙的工程还比较少,规范中没有具体明确的幕墙防雷规定。2010年修订后的《建筑物防雷设计规范》GB 50057—2010也没有有关幕墙防雷的内容,因此幕墙具体防雷设施及措施还应执行相关建筑幕墙规范的规定。

     根据上述幕墙规范的规定,建筑幕墙的防雷设置范围应包括全部幕墙的金属框架,并应与主体结构可靠连接并保持导电通路。

2 幕墙防雷构造

(1)玻璃幕墙  玻璃幕墙的铝合金立柱,在不大于10m范围内宜有一根立柱采用柔性导线上、下连通,铜质导线截面积不宜小于25 mm2 ,铝质导线截面积不宜小于30 mm2。在主体建筑有水平均压环的楼层,对应导线通路立柱的预埋件或固定件应采用圆钢或扁钢与水平均压环焊接连通,形成防雷通路,焊缝和连线应涂防锈漆。扁钢截面不宜小于5×40mm,圆钢直径不宜小于12mm。防雷装置钢材焊接时的搭接长度:圆钢与圆钢、圆钢与扁钢不应少于圆钢直径的6倍;扁钢与扁钢不应少于扁钢宽度的2倍。

注:扁钢的厚度不宜小于5mm,是考虑5mm,耐腐蚀年限长些,故不宜采用同截面积扁钢代换。

兼有防雷功能的幕墙压顶宜采用厚度不小于3mm的铝合金板制造。幕墙压顶板体系与主体结构屋顶的防雷系统应有效的连通。金属盖罩做自然接闪器时应进行跨接施工,可参见《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》 GB50601-2010附录D。

(2)金属与石材幕墙  《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210—2001也明确指出:“金属幕墙结构中自上而下的防雷装置与主体结构的防雷装置可靠连接十分重要,导线与主体结构连接时应除掉表面的保护层,与金属直接连接。”金属与石材幕墙防雷连接的具体做法,可参考玻璃幕墙防雷装置设置,但采用钢立柱时,不必采用柔性导线连接,可采用钢质材料连接,连接处应做成弧形留出可伸缩的长度。

3 幕墙防雷的检验和验收

(1)《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T 139—2001要求采用接地电阻仪或兆欧表测量检验幕墙框架的导电通路,其连接电阻值一般不大于1Ω。

(2)2011年2月1日起实施的《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》 GB50601-2010,以强制性条文规定:“ 除设计要求外,兼做引下线的承力钢结构构件、混凝土梁、柱内钢筋与钢筋的连接,应采用土建施工的绑扎法或螺丝扣的机械连接,严禁热加工连接。”

注:承力建筑钢结构构件,(含构件内的钢筋)采用焊接连接时可能会降低建筑物结构的负荷能力。GB 50057第4.3.5条条文说明认为“在交叉点采用金属绑线绑扎在一起……建筑物具有许许多多钢筋和连接点,它们保证将全部雷电流经过许多次再分流流入大量的并联放电路径”,因此,绑扎可以保证雷电流的泄放。《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002中第3.1.2条要求“除设计要求外,承力建筑钢结构构造上,不得采用熔焊连接……;且严禁热加工开孔”。

四、幕墙玻璃

1 安全玻璃的概念  

玻璃是易碎品,属脆性材料。当它受到外力作用时,在表面形成一拉力层,使抗拉强度较低的玻璃发生碎裂破坏,且破坏后的碎片极易伤人,在使用中存在一定的危险性。安全玻璃是对普通玻璃进行二次加工而成的玻璃。它具有力学强度高、抗冲击能力等特性,其受撞击时,不管其是否受到破坏,与普通玻璃比较,能减少对人体伤害的可能性。它减少了普通玻璃使用中的危险性,较大地提高玻璃使用中的安全性。但是,安全玻璃的所谓“安全”,是一个相对的概念,只表示它的安全性比普通玻璃高,而不能把它看作是万无一失的安全玻璃,更不能因此放松了对其采取必要的防范措施。

    2 建筑用安全玻璃的种类

    现行《建筑用安全玻璃》国家标准有四种:防火玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃以及均质钢化玻璃。

    防火玻璃: 幕墙工程防火玻璃专用于需要防火又要求透明的部位,有复合防火玻璃(FFB)和单片防火玻璃(DFB)两类,其防火性能和安全性较好。

    钢化玻璃: 钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品,一般采用物理钢化法。即将平板玻璃在加热炉中加热到接近软化点温度(650℃左右),然后用多头喷嘴向玻璃两面喷吹冷空气,使其迅速均匀地冷却,从而形成了高强度的钢化玻璃。它具有比相同厚度的平板玻璃高3~5倍的弯曲和冲击强度,弹性好,热稳定性好,破碎时产生小的碎块,呈钝角状,无尖角,不易伤人,但安装和使用过程中,存在难以防范的自爆破碎可能性。

    夹层玻璃:夹层玻璃是两片或多片玻璃原片之间,用有弹性的有机胶粘剂粘合而成的一种安全玻璃。通常用PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂胶片,经过加热、加压粘合而成。根据幕墙、栏杆、采光顶和雨篷等不同的使用部位,可以选用普通夹层玻璃或钢化夹层玻璃。夹层玻璃的抗冲击性能要比一般平板玻璃高好几倍,在受到冲击时产生辐射状或同心圆形裂纹而不易穿透,碎片不易脱落,不易伤人,安全性好,耐热性、耐湿性好、透光度高。     

均质钢化玻璃:为了减小钢化玻璃的自爆率,2009年发布了国家标准《建筑用安全玻璃  第4部分: 均质钢化玻璃》GB 15763.4—2009,经均质处理的钢化玻璃的自爆率有较大的降低,但成本有一定的提高。

3 安全玻璃的应用范围

国家发展和改革委员会、建设部、质量监督检验检疫总局和工商行政管理总局发布的《建筑安全玻璃管理规定》(2004年1月1日起施行),下列与建筑幕墙、门窗有关的部位必须使用安全玻璃:

●幕墙(全玻幕除外);

● 观光电梯及其外围护;

● 7层及7层以上建筑物外开窗; 

●面积大于1.5㎡的窗玻璃或玻璃底边离最终装修面小于500mm的落地窗; 

●倾斜装配窗、各类天棚;

注:采光顶和雨篷可以参照这一类。  

   ●楼梯、阳台、平台走廊的栏板和中庭内栏板; 

     ●公共建筑物的出入口、门厅等部位。

●易遭受撞击、冲击而造成人体伤害的其他部位。

注:地面板、室内隔断、浴室围护、屏风、水下玻璃等与幕墙关系不大的部位使用的玻璃未摘录。

《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210—2001规定,“玻璃幕墙应使用安全玻璃”,而《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102—2003规定:“框支承玻璃幕墙,宜采用安全玻璃。” 

这两个规范(标准)用词不同,前者用“应”,表示严格,在正常情况下均应采用安全玻璃,符合(现行的)四部委的规定;后者用“宜”,表示稍有选择,在条件许可时首先应选用安全玻璃。四部委的规定是2004年开始施行的,明确玻璃幕墙(全玻幕墙除外)都必须使用安全玻璃,而上述规范、标准都是2003年前颁发的,因此,在执行2003年前发布的规范时,都应按照四部委的规定(属于国家部委的法规)进行修正和统一。

2007年,作为国家产品推荐性标准发布的《建筑幕墙》 GB/T 21086—2007还规定:“幕墙玻璃面板宜采用安全玻璃”。此处采用“宜”字,不符合四部委规定,人为地造成了安全玻璃使用的混乱。

4 不同部位使用安全玻璃的具体规定 

①点支承玻璃幕墙的夹层或夹层中空玻璃,都必须采用钢化玻璃,否则玻璃打孔部位会因应力集中导致玻璃破裂。在点支承玻璃幕墙应用初期,这类玻璃破碎的实例较多。

注:半钢化玻璃不属于安全玻璃,但半钢化夹层玻璃为安全玻璃。应注意:凡采用点支承结构的幕墙、采光顶、雨篷、栏杆面板等,均不得采用由半钢化玻璃加工的任何产品。

②玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙,其玻璃肋应采用钢化夹层玻璃。因为玻璃肋是玻璃面板的支承结构,其作用与钢柱、钢桁架一样。如果玻璃肋破碎,会导致整片幕墙塌落。

③全玻幕墙应首选安全玻璃。四部委规定“幕墙(全玻幕墙除外),都必须采用安全玻璃。”因为2004年前,国内玻璃钢化受钢化炉设备,不能对超大尺寸玻璃进行钢化加工,所以允许使用非安全玻璃。现在玻璃钢化的设备已能满足一般大规格玻璃钢化的需要,故应尽可能采用安全玻璃。全玻幕墙玻璃板块大,一旦破裂,后果不堪设想。

④采光顶玻璃应按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113—2009(以下简称“玻璃规程”)屋面玻璃规定,即“必须使用安全玻璃。当屋面玻璃最高点离地面的高度大于3m时,必须使用夹层玻璃。用于屋面的夹层玻璃,其胶片厚度不应小于0.76mm。”(强制性条文)。

 根据有关规范对采光顶玻璃的选用的规定,综合归纳表述如下:

●采光顶玻璃最高点离楼地面高度大于3m时必须使用安全玻璃,包括钢化玻璃、夹层玻璃(含普通平板、钢化、半钢化)、中空夹层玻璃(夹层玻璃放在最下层);

●采光顶采用点支承玻璃结构时,不论其安装高度,都必须采用钢化、钢化夹层玻璃或钢化夹层中空玻璃; 

●上人屋面(采光顶)必须采用夹层玻璃,并应按玻璃地板进行设计;

●用于屋面(采光顶)的钢化玻璃,均应进行均质处理。

●用于采光顶的钢化夹层玻璃,其胶片厚度不应小于0.76㎜。

●暴露在空气中的夹层玻璃边缘应进行密封处理。

⑤玻璃栏板

●玻璃栏板用玻璃,2003年以前的规范规定:“应使用公称厚度不小于12㎜的钢化玻璃或钢化夹层玻璃。”修订后的《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113—2009对这一规定作了修改:不承受水平荷载的室内栏板玻璃,应使用公称厚度不小于5㎜的钢化玻璃或公称厚度不小于6.38的夹层玻璃;承受水平荷载的栏板玻璃(最低点离一侧楼地面高度3m及以上、5m及以下)应使用公称厚度不小于12㎜的钢化玻璃或公称厚度不小于16.76㎜的钢化夹层玻璃;当栏板玻璃最低点离一侧楼地面高度大于5m时,不得使用承受水平荷载的栏板玻璃。

 2003年版的建筑玻璃应用技术规程和现行的装饰装修工程质量验收规范(2001版)都允许玻璃位于建筑高度5m及以上时,可以使用玻璃栏板,但应使用钢化夹层玻璃。2009年版的玻璃技术规程修改了这一规定:当室内外栏板最低点离一侧楼地面高度大于5m时,不得使用承受水平荷载的栏板玻璃。

注:对于室内离一侧楼地面高度大于5m的玻璃栏板,可以在设计时采取构造措施,使玻璃栏板不直接承受水平荷载,但对于室外玻璃栏板,常年的水平风荷载是无法避免,所以上述规定实际上就意味着高度大于5m的室外任何部位,都不得使用玻璃栏板。

这是一项重大的修改内容。近年高层公寓室外阳台采用了玻璃栏板较多,而且大多由幕墙公司设计和施工。玻璃栏板除了采用安全玻璃外,还有栏板高度和构造的要求。可按照《民用建筑设计通则》GB 50352—2005等标准进行设计。 

⑥ 玻璃雨篷 

●雨篷选用玻璃的种类及做法,根据建筑工业产品标准《建筑玻璃采光顶》JG/T 231—2007说明,可参照使用采光顶标准。

●雨篷的拉杆,实际上不是单纯的受拉构件。当其在风力作用下,所谓拉杆,还承受了压力。有些设计人员只考虑了其抗拉的功能,采用了钢筋或钢丝绳等材料,甚至有的厂家生产了以小规格不锈圆钢作拉杆的定型配套产品。这种做法存在着安全隐患。《钢结构设计规范》规定“受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时,其长细比不宜超过250。”,(一般的受拉拉杆的容许长细比为400)。”

●雨篷玻璃面板的挠度,以前规范没有规定,大都沿用玻璃幕墙规范的规定,控制在计算边长的1/60。2007年发布的《建筑玻璃采光顶》JG/T 231标准也规定玻璃面板的挠度不应超过计算边长的1/60。从多年实践情况看,这一规定挠度偏大,尤其对点支承玻璃雨篷,更为明显。一块边长2m左右的面板,如果按1/60控制,容许挠度就有30㎜。在面板自重荷载长期作用下,玻璃面板如同一只盆子,中间长时间积水、积污,很不美观。幕墙面板所承受的水平荷载主要是风荷载。风荷载是一种瞬时荷载,大风来时,玻璃面板产生变形,大风过后,变形就消失了,所以按1/60控制是合理的。而雨篷面板承受的竖向荷载除雪荷载、施工检修等临时荷载外,玻璃面板的自重是主要的也是永久存在的荷载。它产生的挠度也是长期存在的。因此在设计时,需要适当增加玻璃厚度,从严控制挠度。

⑦隐框、半隐框幕墙及点支承玻璃幕墙采用的中空玻璃 

中空玻璃是将两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘接密封,使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。它的一道密封胶应采用丁基热熔密封胶。其二道密封胶(即外层密封胶)通常采用聚硫密封胶或硅酮密封胶。一般有框门窗和明框玻璃幕墙可采用聚硫密封胶;而隐框和半隐框及点支承玻璃幕墙则应采用硅酮结构密封胶。 

⑧离线法生产的低辐射镀膜玻璃,由于膜层牢固度、耐久性差,不能单片使用,必须加工成中空玻璃使用,其镀膜面应朝向中空气体层。

⑨高层建筑门窗

《全国民用建筑工程设计技术措施——规划•建筑》要求不应采用外开窗。有的地方规范规定:“7层及以上(含)的建筑外窗宜采用内开启形式。确需采用外开窗或推拉窗时,窗扇必须有防松脱装置。”

 幕墙中开启扇大都采用上悬窗,也有少量其他开启方式的外开窗,都存在坠落的危险,尤其是挂钩式上悬窗,应采用可靠的防坠落装置。

 5 采用安全玻璃应注意的问题

(1)非钢化玻璃不属于安全玻璃,单片的半钢化玻璃不能用于玻璃幕墙。它的自爆几率较低,有专家推荐采用半钢化玻璃用于玻璃幕墙。玻璃的钢化程度愈高,强度愈高,碎片愈小且呈钝角状,自爆的几率也愈高;半钢化玻璃钢化程度相对较低,强度一般只有钢化玻璃的2/3,碎片与普通平板玻璃类似,大且有锐角,但不会自爆。如果半钢化玻璃用于幕墙工程,一旦破碎坠落,其碎片大而尖锐,对人体伤害更大,所以不应在幕墙工程中作为安全玻璃使用(半钢化玻璃加工成夹层玻璃可作为安全玻璃使用)。

(2) 钢化玻璃自爆现象,近年常有发生。产生自爆现象原因错综复杂,但不能完全排除材料本身质量和施工质量的原因,不像某些开发商和供应商在发生玻璃自爆事件后推得一干二净那样。由于玻璃自爆对安全有影响,用于屋面(采光顶)的玻璃,规范要求应进行均质处理。现在已经发布了《建筑用安全玻璃  第4部分:均质钢化玻璃》GB 15763·4—2009国家标准,可按照该标准要求进行处理。进行均质处理的钢化玻璃需增加成本,但对于高层和超高层建筑使用的钢化玻璃,一旦发生玻璃自爆,玻璃碎片高空坠落产生的严重后果和拆换玻璃的高额费用,建议建设单位全面考虑。

(3)夹层玻璃的加工质量,

规范要求:玻璃幕墙采用的夹层玻璃应采用干法加工合成,其夹层宜采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片。在实际应用中,有些劣质夹层玻璃,虽是干法加工,但胶片与两层玻璃之间的粘结很差。胶片与玻璃的粘结力很大程度上取决于胶片含水率的控制。水分过少,胶片发脆,夹层玻璃的强度下降;水分过多,胶片与玻璃间的粘结力降低。规范要求夹层玻璃不允许存在脱胶缺陷。有的工程玻璃还未安装就发现两层玻璃之间已经大面积脱胶。近年曾发生多次采光顶玻璃坠落事故,其性质极其严重。

 (4)酸性硅酮密封胶的应用范围

《玻璃幕墙工程技术规范》规定,隐框和半隐框幕墙,其玻璃与铝型材之间的粘结必须采用中性硅酮结构密封胶;其玻璃板块之间的嵌缝也应采用中性硅酮耐候密封胶。全玻幕墙和点支承幕墙采用镀膜玻璃时,不应采用酸性硅酮结构密封胶粘结。因为酸性密封胶对镀膜玻璃的镀层、夹层玻璃的胶层、中空玻璃的二道密封胶层都有腐蚀作用,故对上述三类玻璃的耐候密封都不宜采用酸性耐候密封胶。实际上酸性硅酮密封胶的应用范围仅局限于单片非镀膜的全玻幕墙、点支承幕墙之间的密封。

(5)由一片钢化玻璃与一片平板玻璃合成的中空玻璃,显然不属于安全玻璃,不应在幕墙工程中作为安全玻璃使用。

(6)由大小两片合成的中空玻璃(俗称大小片),通常内片玻璃不直接与幕墙铝合金框架连接,万一外片玻璃破碎脱落,内片玻璃无处依靠,也会随着脱落,是很危险的。

(7)近年建筑设计为了追求通透的建筑外观效果,玻璃幕墙的分格尺寸有越来越大的趋势幕墙《全国民用建筑工程设计技术措施》曾要求设计玻璃幕墙竖向分格(立柱间距)不大于1.5m,现在许多建筑物的玻璃幕墙竖向分格已达到2~3m。为了确保安全,《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113—2009按照不同的玻璃厚度和种类规定了“安全玻璃最大许用面积”,应严格控制不能超出。

(7)玻璃防冲击措施

①根据易发生人体或物体碰撞的具体部位,宜在视线高度的玻璃面板上设置醒目的标志,使人警觉有玻璃存在,避免发生误撞。《玻璃幕墙工程技术规范》以强制性条文规定:“对使用中容易受到撞击的部位,尚应设置明显的警示标志。”

②当楼面与玻璃幕墙交接处无实体墙时,应设置防撞设施。发生误撞后可能发生高处人体或玻璃坠落的,应设可靠护栏。

注:1996版《玻璃幕墙工程技术规范》规定,楼面与玻璃幕墙交接处无实体墙处应设防护栏杆,2003版改为设置防撞设施,不一定要求设栏杆。设置防护栏杆对室内使用空间有一定影响,故应根据规范规定的原则,结合工程情况,选择设置安全经济的防护设施。

有的玻璃幕墙工程全部采用钢化中空夹层玻璃,并非万无一失。夹层玻璃碎裂后,玻璃碎片仍牢固地粘附在夹层胶片上。一旦发生火灾,消防人员无法穿透夹层玻璃营救室内受困人员。有的工程在玻璃幕墙内侧楼面设置高1100mm的钢化夹层玻璃护栏,很不经济,有些“防护过当”。总之,在保证安全的前提下,设计师应综合考虑建筑物的使用功能和经济指标。

③《民用建筑设计通则》GB 50352—2005规定,全玻璃门应选用安全玻璃或采取防护措施,并应设防撞提示标志;双面弹簧门因来回开启,有一定的弹力,如无可透视的玻璃面,容易碰撞对面来人,故“应在可视高度部分装透明安全玻璃。” 

五、隐框、半隐框玻璃幕墙

1  隐框、半隐框玻璃幕墙的注胶工艺

隐框、半隐框玻璃幕墙的铝合金框架与玻璃面板之间是依靠硅酮结构密封胶实现粘结的,所以打注结构胶的工序非常重要。规范要求注胶前应对结构胶与其被粘结(包括与其相接触)的材料进行相容性和剥离粘结性试验,并应对邵氏硬度、标准状态拉伸粘结性能进行复验,合格后方可使用。规范对注胶的环境洁净,温、湿度以及粘结面清洁、注胶方法都有明确的要求。并以强制性条文规定“除全玻幕墙外,不应在现场打注硅酮结构密封胶。”

2  隐框、半隐框玻璃幕墙组件的养护 

隐框、半隐框玻璃幕墙组件(板块)制作完成后,应在温度20℃、湿度50%以上的干净室内进行养护。板块在固化并达到足够承载力前不应搬动。判定板块固化程度可采取对试件进行切开与剥离试验确定。一般单组份结构胶固化时间为14~21天,双组份结构胶固化时间,一般为7~10天。

注:结构胶固化时间因产品品牌不同,不完全一致,上述固化时间摘自《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210条文说明,供参考。

    3  隐框、半隐框玻璃幕墙板块下端托条

    (1)因为硅酮结构密封胶承受永久荷载的能力很低,不仅强度设计值很低,而且有明显的变形,所以规范规定,隐框或横向隐框的玻璃幕墙,每块玻璃板块下端应设置两个铝合金或不锈钢托条。托条的长度不应小于100,厚度不应小于2,高度不应超出玻璃外表面。托条上应设置设计衬垫。 

    注:国家标准GB—50210规定“应设置托条”行业标准JGJ 102规定“宜设置托条”。应按照国家标准执行。

    (2)设置托条应注意下列几点:

    ①除了隐框、半隐框玻璃幕墙玻璃面板下端应设置托条外,其他形式的幕墙(包括明框玻璃幕墙等)中的隐框开启扇,其下端也应设置托条;

②托条宜与铝合金横梁的型材连成一体或与其组合成一体,防止托条与型材之间连接的螺钉日久松动;

③中空玻璃面板下端的托条,应托到外片玻璃,至少应托到外片玻璃厚度的2/3;

④对于采用大小片中空玻璃的幕墙玻璃板块,托条应将内外片玻璃下端都托住;

⑤托条应在玻璃板块制作时设置,板块安装时应进行检查并作出记录(耐候胶嵌缝后就无法检查了)。     

六、全玻幕墙

1  全玻幕墙的传力胶缝

全玻幕墙的定义是“由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙”。其面板承受的荷载要通过胶缝传递到玻璃肋上去,所以玻璃面板与玻璃肋之间的胶缝必须采用硅酮结构密封胶粘结。一般厂家生产的大玻璃专用胶其性能指标应符合硅酮结构密封胶的要求.使用时应注意是中性胶还是酸性胶,如是酸性胶,其使用范围应受(见前)。

    2  全玻幕墙周边的胶缝   

    全玻幕墙周边不得与其他刚性材料装饰面(如花岗石饰面)或结构面(如混凝土梁、柱面)直接接触,与它们之间的缝隙不应小于8mm,并应用密封胶密封。

七、石材幕墙

1  石材幕墙规范的适用范围

现行《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001规定,该规范适用于建筑高度不大于100m、设防烈度不大于8度的民用建筑石材幕墙工程的设计、制作、安装施工及验收。

近年高层、超高层建筑增多,许多地区的石材幕墙已经突破了100m建筑高度的,个别工程高度接近200m。该规范发布后曾有过这样的解释:对于超过100m高层建筑物的石材幕墙工程,要采取慎重态度,要从严掌握,只有经过充分的可行性技术论证,并在结构计算时考虑增加重要系数的石材安全系数,方可参照使用本规范,同时应考虑了做足尺模拟振动台抗震试验。2003年原建设部标准定额司《关于对上海银行大厦石材幕墙工程超标问题的复函》(建标标函[2003]56号)指出:“本规范的相关技术要求或规定不能确保超出本规范适用范围的工程质量安全。”“鉴于天然石材的容重较大,材质均匀性较差,弯曲强度离散性大,在生成、开采和加工过程中又难免产生内部损伤等因素,随着使用高度的增加,发生质量与安全问题的概率也将加大,正常情况下宜避免在较高高度(100m以上)使用。”

2  石材用料种类

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001规定:“幕墙石材宜选用火成岩”。“花岗石板材的弯曲强度不应小于8.0MPa。”条文解释中指出:“……火成岩即花岗岩。因花岗石主要结构物质是长石和石英,其质地坚硬,耐酸碱、耐腐蚀、耐高温、耐日晒雨淋、耐冰雪冻、耐磨性好等特点,故其耐用年限长。”

2007年发布的推荐性国家标准《建筑幕墙》GB/T 21086—2007在“石材幕墙专项要求”中提出:“幕墙用石材宜选用花岗石,可选用大理石、石灰石、石英砂岩等。”并要求“其他石材”的最低弯曲强度为4.0MPa,最大吸水率为5%。上述各类“可选用”的石材,均未列入《金属与石材幕墙工程技术规范》。这本规范是目前我国唯一适用于石材幕墙工程的设计、制作、安装施工及验收的规范(见规范“总则”),此外国家标准《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210—2001也适用于幕墙工程的质量验收,但没有适用于幕墙设计的功能。《建筑幕墙》GB/T 21086是原建设部建筑制品与构配件产品标准化技术委员会归口的国家推荐性标准,没有适用于建筑幕墙设计和施工验收的功能,故不能作为建筑幕墙设计和施工验收的依据。

    对于是否采用推荐性标准,可由用户(建设单位)和设计单位自行决定, 但仅局限于作为工厂产品制作的标准。施工验收标准在有现行国家标准或国家行业标准的前提下是不允许由建设方和设计方决定低于国标或行业标准的。 

3 面板与骨架的连接方式

《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001中的石材幕墙面板与石材连接方式较少,主要有钢销式、通槽式、短槽式三种。钢销式连接采用钢销直径小,截面积小,应力集中在石材孔洞边缘,受力不利,故规范其应用范围为设防烈度7度及7度以下,20m高度以下的石材幕墙。通槽式、短槽式一般采用T型挂件。而T型挂件又存在诸多缺点。现在流行的背栓等新型连接方法,都未列入JGJ 133—2001规范,使用时应十分慎重。

注:”建材行业标准《干挂饰面石材及其金属挂件》 JC 830.2—2005中已取消了钢销式挂件,除了少量新型挂件外,主要挂件只有T型挂件和背栓挂件两大类。《建筑幕墙》GB 21086—2007标准提出“石材幕墙的面板宜采用便于各板块安装和拆卸的支承固定系统,不宜采用T型挂装系统。有的地方标准(如北京)已禁用T型挂件。如果短槽式连接排除T型挂件外,目前可选择的连接方式很少,迫切需要制订相应的施工规范。

    4 挂件与石材连接的胶

石材挂件与石材面板之间应采用环氧树脂胶粘剂粘结。现在还发现许多工程采用云石胶粘结,有的幕墙工程技术专著的示例节点图中也标注为云石胶,这是错误的。《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001规定:“石板与不锈钢挂件间应采用环氧树脂型石材专用结构胶粘结。”《建筑幕墙》GB 21086—2007也明确:“不应使用不饱和聚酯类胶粘剂。”云石胶属于不饱和聚酯类胶粘剂,由A、B两组材料组成,属于“非结构承载用的胶粘剂”,执行《非结构承载用石材胶粘剂》JC 9—2006建材行业标准。云石胶适用于石材定位、修补等非结构承载粘接,不适用于永久性结构承载粘接。环氧胶粘剂执行《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC 887—2001建材行业标准。它也由A、B两组材料组成,俗称AB胶,容易与云石胶引起混淆,使用时应注意。环氧与金属、石材具有很强的粘接力,粘接强度高。云石胶的特点是固化快,价廉,施工方便,但粘结强度较低,脆性较大,耐老化性能差,故不能代替环氧树脂胶。

5 花岗石面板的质量控制要点

(1)干挂石材不允许有裂纹存在

《天然花岗石建筑板材》GB/T 18601—2009和《干挂饰面石材及其金属挂件  第一部分: 干挂饰面石材》JC 820.1—2005都规定干挂石材不允许有裂缝存在。因为在这两个规范之前已废止的行业标准《天然花岗石建筑板材》JC 205—92允许有一定的裂纹存在,所以至今还有人以为幕墙板材也允许存在裂纹,这是错误的。当时的标准是指用于花岗石板材湿作业粘贴的装饰工程。

(2)严格控制花岗石板材厚度的负公差

《干挂饰面石材及其金属挂件》JC 830.1建材标准规定花岗石板材优等品、一等品、合格品的厚度允许负偏差均为1.0mm。 这一规定比较严格,也较合理,高于国标《天然花岗石建筑板材》GB/T 18601—2009。行业标准比国家标准严格是正常的。在板材验收时都应严格执行行业标准。

注: 《天然花岗石建筑板材》GB/T 18601—2009规定的板材允许偏差尤其是负偏差较宽,它是按照镜面细面和粗面分类,又按优等品、一等品、合格品分别规定的不同的负偏差,粗面普型板最大的负偏差达3mm(合格品),显然偏宽。如某幕墙工程采用30mm厚的粗面花岗石,采用合格品板材,其允许负偏差3mm,即允许采用27mm厚的板材。而板材承受风荷载的能力,与板材厚度的平方成正比,若采用该“合格品”板材,则其承载能力将减少20%。故幕墙用石材应执行国家建材行业标准《干挂饰面石材及其金属挂件》 JC 830.2—2005的规定。建设单位、施工单位在采购石材时,应在合同中明确采用JC 830.2—2005标准,材料验收时应注意。

 (3)控制单块花岗石面板的面积和规格

因为石材是天然性材料,其暗伤和细微裂纹有时很难发现,故规范要求单块板材面积不宜大于1.5㎡(钢销式连接不宜大于1.0㎡)。《干挂饰面石材及其金属挂件》JC 830.1标准也规定单块干挂板材的面积不应大于1.5㎡。花岗石面板长、宽比例规范未加,如采用狭长型的板材,单块面积虽未超过1.5㎡(如采用600mm×2500mm),由于天然石材匀质性差,在加工、运输、安装过程中容易断裂,故在控制单块石材面积的同时,也应适当控制单块石材的长度,可根据板材的厚度及材质等因素确定,一般不宜超过1.5m较为合适。

(4)花岗石弯曲强度指标应见证取样进行复验

《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210—2001规定应对石材弯曲强度指标进行复验。不受地域,所有石材幕墙工程都应对这一指标进行复验。此外应复验的材料性能指标还有:工程在寒冷地区的石材耐冻融性,室内用花岗石的放射性。

6 石材幕墙钢骨架的连接

(1)《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001以强制性条文(5.6.6条)规定,幕墙横梁与立柱应采用螺栓连接。从规范施行至今十余年,有大量幕墙工程并不执行这条规定,曾经发生过许多争议。现在“螺接”和“焊接”并存,强制性条文形同虚设,只能期待规范修订后予以解决。

(2)在石材装饰线条部位,往往没有预埋件。这些部位不是不能设置埋件,而是设计预埋件麻烦,不如“栽种”后置锚栓方便。后置埋件的可靠性前面已经阐述,正常情况不应设置后置锚栓。规范以强制性条文规定:“金属、石材幕墙与主体结构连接的预埋件,应在主体结构施工时按设计要求埋设。”有的施工图在可以设置预埋件的部位采用后置锚栓代替,是错误的。

。 4 面板的连接节点

 石材幕墙节点设计存在安全隐患较多,尤其是转角节点存在问题带有普遍性,究其源头,大都来自国内某些权威的幕墙工程专著。以讹传讹,后患无穷。较常见的问题有:

(1)转角板块采用销钉连接(包括加粘小石条)或胶粘剂粘接不符合规范要求。《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001要求“石板的转角宜采用不锈钢支撑件或铝合金型材专用件组装”,《建筑幕墙》GB 21086—2007还要求“相邻转角板块的连接不应采用粘接方式。” 。

(2)宽度较小的板块只设上下各一只挂件,不符合规范每块石板上下边各有两个挂件的要求。如宽度过小,每边装不下两个挂件时,建议可在两侧增设挂件。

(3)采用短槽式连接的板块,挂件位置不符合规范要求。某工程石材幕墙面板板块挂件一端离板块端达400mm(规范要求不应大于180mm),而另一端则紧靠板端(规范要求不应小于85mm),其原因是钢骨架制作安装未经排版编号,对号入座,板块安装时才发现横梁钻孔尺寸不符要求,工人就将石板在现场开槽,将错就错。

(4)面积较大的板块支承点偏少。较大的板块应根据板块尺寸通过计算确定支承点位置及个数。应在施工图中明确标注清楚。

(5)用于挑檐底部顶棚装饰(倒挂)的石材固定不可靠,危险性较大。一般挑檐底部采用石材倒挂不安全,建议改为轻质材料(如铝合金板)。必需使用石材时,应选用可靠的挂件形式和加贴背网等保证安全措施,也可建议改用超薄天然石材型复合板,满足建筑外观质感要求。

(6)使用斜钩式挂件,是一种贪图方便的简单设计方法。钢横梁的布置不需要与板块排版紧密结合,板块上下端够不到横梁的部位,就设计斜挂钩(甚至用无挂钩的平插件)。斜挂钩对石材损伤大,存在安全隐患,应严加控制使用。

(7)悬挑的较大型、复杂石材实体线条采用普通挂件连接或普通化学锚栓连接,未经计算和试验,存在隐患,其耐久性更应慎重考虑。

七、铝板幕墙

1  铝塑复合板幕墙的防火性能

普通铝塑复合板中间的芯层是低密度聚乙烯塑料,其燃烧性能为可燃级。国外有些国家对其使用范围作了,尤其对在高层建筑中使用的,如规定超过一定高度的建筑物不能使用可燃级的铝塑复合板。近年国内外都有许多防火铝塑复合板产品问世,2004年我国已开始生产燃烧性能A级的防火铝塑复合板。但幕墙设计规范还没有明确规定哪些部位应采用防火铝塑复合板。从防火安全角度考虑,铝板幕墙面板宜采用单层铝板,如需要采用铝塑复合板时,应采用A级防火铝塑复合板。

 2  铝板幕墙的固定

幕墙设计图应明确标示铝板幕墙面板的固定方式、耳子间距以及紧固件的品种、规格。如果施工图上没有明确标注,实际施工中随意性很大,往往自行确定耳子、紧固件,甚至包括面板加劲肋的用料和间距等,将影响幕墙的安全。

3  面板嵌缝

铝板幕墙面板不宜采用空缝安装,因铝板自重轻,在正负风压反复作用下,紧固件松动,易造成面板脱落。在受热带风暴和台风袭击地区,尤应注意。云娜台风袭击时,某地正在安装一幢大厦空缝设计的铝板幕墙面板大量被台风刮飞,损失巨大。

非空缝设计的铝板幕墙工程,在面板固定并经检查验收后也应及时嵌缝。

4  铝板幕墙的面板材料

用于单层铝板面板应采用何种牌号的铝合金板,《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133—2001未作明确的规定,仅列出4个牌号(2A11、2A12、7A04、7A09)的强度设计值。规范没有明确单层铝板幕墙就只能用这4个牌号(状态)的铝板,也没有指出应用、宜用、可用或不宜用、禁用哪些牌号。工程实际使用的铝合金板牌号较多。从质量角度考虑,一般不宜采用牌号为1字头(1×××)的铝板,因为它是纯铝板,强度较低。对于《金属与石材幕墙工程技术规范》中所列的4个牌号(状态)强度很高,但弯曲加工易断裂,焊接性能、耐腐蚀性能也较差,也不适用于一般铝板幕墙。

注:国家有色金属行业标准《铝幕墙板  板基》YS/T 429.1中产品分类牌号有1050、1060、1100、8A06、3003、3004、5005、5052等牌号,却没有2×××、7×××牌号。按强度分类:1×××为纯铝板,强度最低;3003为低强;3004、5754为中强;2A11、2A12、7A04、7A09为高强,一般用于飞机,常称为飞机合金。也有专家从造价角度考虑,主张不应采用高强铝合金板。需要注意,在选定某一牌号(状态)铝合金板后,应要求厂家提供该牌号(状态)铝板的强度试验平均值,以此值为强度标准值除以1.428后,作为它的强度设计值(1.428系数来源见JGJ 133条文说明)。

《铝幕墙板  板基》YS/T 429.1在产品分类表中注:需方应优先选用3×××系和5×××系铝合金板材。

5 铝板幕墙钢骨架的连接

与石材幕墙同(见石材幕墙)。

以上关于建筑幕墙构造安全问题,仅列举现行施工验收规范中的各类幕墙常见的现象,未涉及各类新型幕墙。对现行用于设计和施工验收技术规范中未列入的各类新型幕墙的应用,应制订切实可行的设计和施工方案,经充分论证并经有关部门批准后,方可实施。

【补充】   建筑幕墙施工质量控制要点

一、幕墙主要物理性能确定和试验

1  幕墙主要物理性能的确定

幕墙的物理性能有:抗风压、水密、气密、平面内变形、热工(传热系数、遮阳系数)空气声隔声、耐撞击、光学、承重力等性能。最主要的是抗风压、水密、气密等三项性能,是建筑幕墙应具备的基本性能。规范要求对上述三项性能应进行检测(俗称“三性试验”),是必要的检测项目。有抗震要求时,应增加平面内变形性能检测,有保温、隔声、采光等要求时,可增加相应的检测项目。

上述物理性能的设计等级应由建筑设计和幕墙设计单位确定。在审查幕墙深化设计时,应审核其等级是否正确,有没有考虑到幕墙受力最不利或保温最薄弱的部位,是否与结构、热工计算书相符合。 

2 幕墙物理性能试验

幕墙物理性能试验应由施工单位负责委托有资质的检测机构检测。检测试件由施工单位负责制作。在制作和送检过程中,应注意以下几点:

(1)应选择信誉好的检测机构。

(2)试件必须与工程实际相符。项目管理人员对试样能否检验合格没有把握,有意识修改试样规格,如改小立柱跨度和间距;改大硅酮结构胶胶缝尺寸;增加支点等都是不允许的。有节能要求的幕墙,其气密性能检测试样,按照节能规范要求,当幕墙面积大于3000㎡或建筑外墙面积50%时,应现场抽取材料和配件,在检测试验室安装制作试件进行检测。

(3)试件设计应经设计单位和监理工程师确认。

(4)试件试验时间应在幕墙工程安装之前,不得事后补做。

 二、幕墙主要材料的进场验收和复验

1 主要材料、半成品、成品、建筑构配件、器具和设备的现场验收的抽取方法和比例:

(1)玻璃幕墙  同一型号、规格、批号的材料作为一个检验批,每批应随机抽取3%且不得少于5件进行检验。并按《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T 139-2001的规定填写检验记录。

(2)金属与石材幕墙的进场材料可参照玻璃幕墙材料的抽取比例和数量进行检验。幕墙构件应按同一种类构件的5%进行抽样检查,且每种构件不得少于5件。

2 主要材料现场检验内容

除检查进场材料产品合格证书、性能检测报告、进口材料商检证外,主要材料的检验内容如下

(1)铝合金型材现场检验内容包括:壁厚、膜厚、硬度和表面涂层质量。铝合金板材(单层铝板、铝塑复合板、蜂窝铝板)的厚度和涂层质量。

   (2)钢材现场检验内容包括钢材表面防腐膜厚和表面质量的检验。

   (3)玻璃现场检验内容包括厚度,边长,应力,外观和边缘处理质量,中空玻璃的气体层厚度、密封胶品种、胶缝尺寸,夹层玻璃的加工质量,镀膜玻璃的表面质量等检验。

   (4)硅酮密封胶现场检验主要检查产品名称、规格、型号、生产日期、有效期限是否符合本工程要求。 

3 主要材料的性能复验

(1)复验材料品种: 

● 铝塑复合板的剥离强度;

● 石材的弯曲强度、寒冷地区石材的耐冻融性、室内用花岗石的放射性;

● 幕墙用结构胶的邵氏硬度,标准条件下拉伸粘结强度;

● 石材用密封胶的污染性;

● 幕墙用结构密封胶、耐候密封胶与其相接触材料的相容性和剥离粘结性试验(这2项指标密封胶出厂检验报告中不能提供,但在密封胶使用前必须进行试验);

   ● 保温材料的导热系数、密度;

   ● 幕墙玻璃的可见光透射比、传热系数、遮阳系数、中空玻璃露点;

● 隔热材料的抗拉强度、抗剪强度。

(2)复验材料数量:在需要进行复验的材料中,同一厂家生产的同一品种、同一类型的进场材料应至少抽取一组样品进行复验;当合同另有约定时,应按合同执行。

三、主体结构预埋件与幕墙连接件连接的质量问题

      1 连接件的可调节构造用螺栓连接紧固程度不够,没有防松脱、防滑动措施;

      2 由于主体结构施工偏差,幕墙施工前测量工作不够精确,预埋件与连接件之间使用钢板或型钢调整时,构造形式与焊缝不符要求;

      3 幕墙支承点在砌体或强度等级低于C20的混凝土构件上;

      4 预埋件和连接件的防腐处理不符合要求。

四、隐框、半隐框玻璃幕墙制作和安装的质量问题

  1 板块加工前未做结构胶与其所接触材料的粘结强度、相容性等试验;加工过程中使用过期结构胶;耐候胶、结构胶混用;使用未经具有相关资质检验机构认可的结构胶品牌,甚至使用假冒进口产品。

2 双组分硅酮结构密封胶未做混匀性(蝴蝶)试验、拉断(胶杯)试验、剥离试验。

3 注胶前清洁工作不规范,未按规范要求的程序进行清洁工作,影响结构胶的粘接力;注胶尺寸出现负偏差;注胶不密实,有气泡等缺陷。

4 注胶和养护环境洁净状况和温度、湿度不符合要求;养护时不足,运输、安装前未进行抽样剥离试验,结构胶强度未到就运输、安装。

5 隐框玻璃幕墙用的中空玻璃加工未采用硅酮结构密封胶;有的虽采用了硅酮结构密封胶,但胶缝尺寸未经结构计算(用于非隐框幕墙的中空玻璃标准,其第二道密封胶的宽度仅5~7mm)。

6 隐框幕墙玻璃板块下端未加托条,或虽有托条而与型材没有可靠连接。最容易疏忽的是明框幕墙中的隐框窗往往没有按隐框幕墙板块施工(包括未采用硅酮结构密封胶和下端加托条)。

7  在现场打注硅酮结构密封胶。

8 隐框幕墙面板安装前未进行隐蔽工程验收

五、幕墙渗漏水问题

1 幕墙封顶处理不严密,造成顶部漏水;

2 幕墙四周与墙体之间嵌缝不密实,用材料不当,有的用水泥砂嵌缝,填缝材料外面密封胶施工质量差;

3 明框玻璃幕墙的排水孔堵塞,排水不畅;

4 密封胶和密封条施工质量不符合要求,出现胶缝开裂、密封

脱位等情况;

5 采用空缝设计的幕墙,未采取有效的防水措施。

6 未进行淋水试验,或未按照规范规定的试验方法进行淋水。

 六、 幕墙面板色差问题

     1 玻璃、铝板、石板都存在不同程度的色差问题,材料采购时不加注意。天然板材应选用一个矿脉的产品,板材加工时应注意排版。

2 铝板安装不注意方向性,上墙安装后影响观感。

3 石材幕墙嵌缝的密封胶未经耐污染性复验,施工后污染物渗入板面。

4 幕墙的胶缝粗细、深浅不一,横竖线条不平直;

5 幕墙清洗工作不认真,施工过程中对板面污染物没有及时清理,完工前集中清洗难度大,有的工程清洁剂使用不当,没有按照饰面材料的性质和污染程度选择清洗剂,以致出现板面被腐蚀的情况。                

七、幕墙防火构造问题

1 防火隔离层的承托板采用铝板、铝塑复合板等耐火极限低的材料。幕墙结构与承托板之间的缝隙采用普通密封胶嵌缝,未采用防火密封胶填嵌。铝板、铝塑复合板普通密封胶都不耐火,一旦遇火起不了防火作用。

2 防火层填充防火棉紧贴幕墙玻璃铺设,防火棉吸热后,热量不易散发,使与之接触的玻璃温度升高,导致玻璃碎裂。

3 金属与石材等非透明幕墙的层间防火隔离往往被忽视漏装,公通字[2009]46号文件明确规定,幕墙与基层墙体间的空间,应在每层楼板处采用防火材料封堵。

4 公通[2009]46号文件还要求,幕墙式建筑保温材料应采用不燃材料作防护层,防护层的厚度不应小于3mm,并应将保温层完全覆盖,这一规定也常被忽视。

5 同一玻璃幕墙单元跨越建筑物的两个防火分区,即一块玻璃跨两个防火分区,这是规范不允许的。

上述防火构造都应在施工图设计中明确,在施工阶段应按图施工。

     八、幕墙防雷构造

    幕墙防雷构造在前面《常见建筑幕墙工程构造的安全问题》中已有较详细的说明,不再重复。这里补充一点:防雷接地电阻测试与防雷构造的隐蔽工程验收是不能互相替代的。有的工程经防雷电阻测试合格,但没有隐蔽工程验收记录,这是不允许的。电阻测试只能证明目前是合格的,若干年后,可能由于隐蔽在幕墙内部的构造因用料规格小、电焊质量差、未做防锈处理等原因使防雷构造失效,所以这两项工作都必须按要求完成,不能互代。

    九 、后置埋件施工质量问题

1 采用锚栓质量不好,实际承载力达不到设计要求。

2 基体混凝土酥松,强度达不到设计要求,影响锚栓承载力;

3 锚栓锚固深度不足,位置不正确,有的锚入混凝土保护层,有的设置在钢筋密集区域,不但影响锚栓承载力,还会因损坏了钢筋,影响结构安全;

4 锚栓锚孔不洁净,影响锚固力。

十、紧固件选用和施工问题

幕墙常用紧固件的种类有:螺栓、自攻螺钉、铆钉、射钉、膨胀螺栓、化学锚栓等。见紧固件选用和施工问题有:

1 在下列部位使用自攻螺钉:如固定明框玻璃幕墙承受水平荷载的玻璃压条、固定隐框玻璃幕墙的玻璃板块、固定其他主要受力杆件。

2 构件之间的受力连接使用抽芯铝铆钉。

3在普通烧结砖、加气混凝土等基体上使用射钉固定幕墙杆件。

4 幕墙与主体结构连接螺栓无弹簧垫圈或其他防松脱措施。

5 固定石材幕墙板块的铝合金和不锈钢挂件材质差,弯折有裂纹。

 6 紧固件的间距没有严格按照设计和规范的要求施工,操作人员操作随意性大。

    十一、立柱与横梁之间的连接

    立柱与横梁之间连接的质量缺陷,近年来越来越突出。其原因主要是过去幕墙大多采用单片玻璃,随着我国建筑节能事业的快速发展,单片玻璃已逐步被中空玻璃所代替,有的房屋采用三片以上的中空或中空夹层玻璃,使幕墙承受的玻璃的自重大大增加。另一方面,建筑设计幕墙分格越来越大。原来幕墙横向分格一般控制在1.5m的规定早已突破,有的幕墙横向分格达到2~3m,横梁与立柱的连接不好,常使横梁受扭外倾。这一问题已引起设计师的注意。近年来已采取加强螺钉数量、采用横梁对销螺栓以及出现了一些专利技术等,都有一定的效果。应根据不同情况在设计上采取措施解决。

    

 

参考主要技术资料目录 

1  《建筑装饰装修工程质量验收规范》    GB 50210—2001

2  《玻璃幕墙工程技术规范》   JGJ 102—2003

3  《玻璃幕墙工程质量检验标准》   JGJ/T 139—2001

4  《金属与石材幕墙工程技术规范》   JGJ 133—2001

5  《建筑玻璃应用技术规程》   JGJ 113—2009

6  《建筑设计防火规范》   GB 50016—2006

7  《高层民用建筑设计防火规范(2005版)》  GB 50045—95

8  《民用建筑设计通则》   GB 50352—2005

9  《混凝土结构加固设计规范》   GB 50367—2006

10 《建筑结构加固工程施工质量验收规范》   GB 50505—2010

11 《建筑节能工程施工质量验收规范》   GB 50411—2007 

12 《混凝土结构后锚固技术规程》   JGJ 145—2004 

13 《全国民用建筑工程设计技术措施2009(规划·建筑)》 

14 《全国民用建筑工程设计技术措施2007(节能专篇·建筑)》

15 《全国民用建筑工程设计技术措施2007(节能专篇·结构)》

16 《全国民用建筑工程设计技术措施2009(建筑产品选用技术·建筑、装修)》

17 《建筑幕墙》   GB/T 21086—2007

18 《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》   JG 160—2004

19 《天然花岗石建筑板材》   GB/T 18601—2009

20 《干挂饰面石材及其金属挂件  第一部分: 干挂饰面石材》  

JC 820.1—2005

21《建筑玻璃点支承装置》  JG/T 138—2010

22《铝幕墙板  板基》YS/T 429.1(国家有色金属行业标准)

23《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(、住房和城乡建设部联合通知  公通字[2009]46号)

24 《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》(消防局  公消[2011]65号)

25 《建筑安全玻璃管理规定》(国家发展和改革委员会、建设部、质量监督检验检疫总局和工商行政管理总局发布,2004年1月1日起施行)

26 《建筑物防雷设计规范》GB 50057—2010

27 《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB 50601—2010

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建筑幕墙构造安全问题

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