浅析玻璃幕墙的应用安全

【摘要】：分析建筑玻璃幕墙爆裂的原因，从如何防止玻璃爆裂等方面，论述了保证幕墙玻璃的安全措施，提出相关安全维护建议，对其使用前景进行展望。

关键词：玻璃幕墙；安全；自爆；维护

Abstract: This paper analyzed architectural glass curtain wall burst, from how to prevent the glass burst, etc., to discussed security measures and to ensure that the curtain wall glass, the relevant security advice, prospects for the use outlook.Key words: glass curtain wall; security; blew; maintenance

中图分类号：U214.1+4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

在工业化飞速发展的21世纪，1926年德国人瓦格・格罗庇乌斯第一次将大面积玻璃幕墙应用到建筑工程中，在当时被誉为奠定国际式新建筑风格的三杰作之一，而西方的玻璃幕墙热则始于1966年著名华裔建筑师贝聿铭建筑师设计的美国约翰・汉考克保险公司新总部大楼。据以都市人们将大面积玻璃幕墙师为现代、高档和体面的象征，各个建筑设计趋之如骛，国外这种玻璃幕墙热仅风靡了二三十年即引起了人们的深度思考而降温。中国的玻璃幕墙热则始于20世纪80年代后期，自1985年截至2000年，仅上海已拥有玻璃幕墙建筑1241幢，2004年达到2239幢，至2011年据保守估计已拥有3000幢左右。目前我国建筑幕墙的拥有量达约3亿多m2，且以每年4500万m2速度增加。

由于玻璃幕墙的自重仅相当于砖砌体的1/12，混凝土的1/10，而且更具有后两者所无法比的建造速度优势。玻璃幕墙除骨架外都是在工厂里完成的半成品，现场仅须通过简单的安装就能完成施工，所以对超高层建筑来说一定是上上之选。加之形象工程、献礼工程和开发商过多追求社会效应和经济效益等多种因素使这种玻璃幕墙热一直高烧不减。

一、玻璃幕墙的概念

玻璃幕墙顾名思义是指用大片玻璃代替传统墙体材料而形成的墙。根据现行国家施工验收规范及《建筑安全玻璃管理规定》强制要求：人员流动密度大、青少年或幼儿活动的公共场所以及使用中容易受到撞击的位置，其玻璃幕墙应采用“安全玻璃”和“七层及七层以上建筑外窗，面积大于1.5的窗玻璃和玻璃底边离最终装修面50mm的落地窗、幕墙其玻璃应使用‘安全玻璃’”。“安全玻璃”是指：钢化玻璃、夹层玻璃和夹丝玻璃。玻璃幕墙设计的安全要求为：明框、半隐框和隐框玻璃幕墙，宜采用钢化玻璃、半钢化玻璃和夹层玻璃、夹丝玻璃。

玻璃幕墙的安全隐患照顾要有；爆裂，炫光，折射，而最主要的安全隐患是玻璃爆裂，其主要原因来自于玻璃本身。他们就像隐形炸弹一样不知何时爆炸。

二、目前我国玻璃幕墙存在的问题

目前我国的玻璃幕墙所采用的绝大部分均是钢化玻璃，目前主流的钢化玻璃每平方米造价在60~70元/左右，夹层玻璃的成本则两倍于钢化玻璃，而这仅是玻璃的成本，如再算上不同玻璃幕墙的工艺，两者之间的价差则更大，这就是为什么绝大部分幕墙选用钢化玻璃的原因，然而钢化玻璃至今仍未能解决而又产生严重安全隐患的问题是“自爆”，所谓“自爆”是指钢化玻璃因其玻璃种硫化镍杂质膨胀而引起的玻璃破裂。由于现代浮法玻璃生产技术无法消除Nis杂质的存在。Nis是具有两种晶型的晶体，分别为高温相α―Nis和低温相β―Nis。玻璃在钢化炉内加热时，由于热温度远高于相变温度，Nis全部转变为α相，在随后的淬冷过程中，α相来不及转变为β相，从而被冻结在钢化玻璃中。α―Nis在室温环境下是不稳定的，有逐渐转变为β―Nis的趋势，这种转变伴随着约2%～4%的体积膨胀，使玻璃承受具大的相变应力，在玻璃内部产生局部的应力集中而引起自爆。所以从根本上无法消除钢化玻璃的自爆，其无法目测检验，亦不可控，有的出场时会发生有的则在一年甚至三~五年不等，毫无规律可言，这就是说其是隐性炸弹的原因。

钢化玻璃破碎后，由于产生的是细小碎粒而非整块状或形成锋利的状面，所以被认为是安全的，然而当处高空的钢化玻璃发生“自爆”则会产生玻璃雨，在重力加速度的影响下对人或物产生的危害也是较大的，据不完全统计，个别建筑的玻璃幕墙“自爆”率达到了惊人的20%~30%，伤人事件屡见不鲜。

当然除了钢化玻璃自身的特殊性外还有一部分外界和人为因素，有些问题还未引起足够重视，还需进一步深入研究。比如保温隔热性差，大部分玻璃产品的保温隔热性能还远未达到实墙的效果，夏天由于玻璃的热效应，导致室温升高，增加空调开放时间和降温度数，增加能耗；光污染问题严重，其反射光线明晃白亮、眩眼夺目，严重影响人们的身心健康；映像畸变，扭曲的、间断不连续的映像，对人的视觉造成干扰，形成一种污染，在人体尺度范围内引起使用者的心理不安全感、紧张感，使人感受到现代建筑的冰冷气氛。另外施工时由于过多追求利益采用的封闭胶条不合格，无弹性导致玻璃受挤压而破裂；外界温差过大导致玻璃急速膨胀或收缩而引起破裂；而玻璃幕墙另一方面的不安全性体现在它对环境的危害，当高耸的建筑从上而下被炫丽的玻璃所包裹后，白天在太阳的照射下反射着夺目的光芒，使人无法清晰地看清前方事物，从而产生安全隐患，夜间在五颜六色霓虹灯的映衬下，使人产生错觉，从而导致行车安全的降低，而目前这种亮光工程却在无限度的被放大，人们似乎仅在意它美化了城市的夜景，而从不考虑它的安全隐患。建筑幕墙工程自竣工验收交付使用后，原则上每十年进行一次安全性鉴定。由于厂家对硅胶、结构胶承诺的保质期为10年，设计的使用年限为25年，这就形成矛盾，导致安全隐患。

三、对于建筑幕墙安全隐患的措施

我们说玻璃幕墙的不安全性和不经济性，并不是要消除这种具有现代化气息的建筑形式，而是提醒人们在选择该种建筑时应对其安全性和环保性加以重视。虽然建筑幕墙已颁布了若干技术标准，建设部也立项开展现有建筑幕墙维护的课题研究，但对现有建筑幕墙的安全维护工作仍缺乏有力的、可操作的具体措施，特提出以下几点措施：

（一）合理选择玻璃面积，减小膨胀变形。

（二）选用其它类型的安全玻璃，防止玻璃破裂后形成玻璃雨。比如与我国一海之隔的日本早在上世纪就已对此事引起重视，在进行玻璃幕墙的施工时所选用的玻璃多为半钢化玻璃，极大程度地降低了其自身的自爆率，在此基础上采用夹胶工艺，即使破裂也不至于一泻千里，为维修提供可能，当然在建设成本上会有所增加，这就需要相关职能部门加以调节。

（三）选用镀膜玻璃，是降低光反射率，防止光污染的最有效措施。合理地与光伏太阳能结合，在美化建筑的同时，为社会提供环保节能的建筑。

（四）建立相关的法规及标准，明确现有建筑幕墙工程在使用工程中的相关各方责任，是安全责任落到实处。

（五）建立结合政府管理、检测、维修和保险等多方参与的幕墙维护平台，积极培育市场，通过政府调控和市场调节，实现对建筑幕墙进行安全维护、灾害预防的运行模式。

（六）建立强制性的专业检查评估、定期普查和检查相结合的维护制度，实施强制性的专业检测和检查评估制度，发现隐患及时解决。

（七）加强技术研究、标准制定和专业技术培训，使幕墙的建设、物业、使用单位掌握安全维护的常规知识，建立起若干有专业技术能力、风险承担能力的检测、检查、评估机构。

（八）设立幕墙安全维护专项基金，用于安全维护方面的科研、技术开发、检测、普查、人才培训。基金来源可通过保险、政府拨款的途径筹备，也可与房屋维修基金一起收取。

建筑幕墙的安全是与公民人生财产安全有关的大事，是涉及全社会各行各业使用者的大事，所以呼吁有关各方对其予以高度重视，强化对现有幕墙安全维护的监管，建立长效维护保养机制，积极开展专项整治工作，及时排除质量安全隐患，保证建筑幕墙的健康发展。

四、结束语

随着能源日趋紧张，如何把现代建筑做成绿色环保而有别具风格的时代建筑，需要我们从多方考虑，在幕墙建筑中可以考虑将光伏发电与玻璃幕墙有机结合，为人类使用光能提供一个可靠平台。随着计算机设计技术的发展，更赋予了当代建筑师处理复杂的形态和设计计算的能力，使之能够创造出新的形式，采用新的结构和技术。总之，随着玻璃幕墙技术的不断开发和完善，玻璃幕墙出现的安全问题是可以解决的，让人们在今后的选择中趋于理性，从各方面去丰富建筑外部构造，未来玻璃幕墙建筑将仍有提升的需求，将朝着生态化、数字化方向发展，玻璃幕墙作为一种新颖的建筑造型、语音必将给我们的生活增添美感和无穷乐趣，为人们营造出一片优美，祥和，平安的都市生活。