玻璃幕墙,这一现代建筑中的独特设计元素,不仅融合了建筑学与美学的精髓,更在功能上充分发挥了玻璃的多样性。尤其值得一提的是,节能幕墙玻璃的广泛应用,为建筑物能耗的降低带来了显著效果。然而,玻璃幕墙并非无懈可击。过去一段时间里,不少建筑项目都遭遇了玻璃幕墙带来的挑战,其中玻璃破碎、玻璃坠落等问题更是引发了社会的广泛关注。
针对玻璃幕墙可能出现的各种问题,如玻璃破碎、结构胶失效等,我们将深入剖析其成因,并探讨有效的解决策略。通过这些努力,我们期望能够为玻璃幕墙的安全使用提供坚实的保障。
1.玻璃幕墙的隐患分析
△ 玻璃炸裂成因与预防措施
玻璃炸裂是玻璃破碎的一种常见原因,其中杂质硫化镍的存在是关键因素之一。接下来,我们将深入探讨杂质硫化镍以及其他因素如热应力等所导致的玻璃破碎问题。
△ 硫化镍导致的玻璃破碎
杂质硫化镍在玻璃生产中难以避免,尽管它本身对玻璃无害。然而,当含有硫化镍的幕墙玻璃因外界温度升高而引发硫化镍体积微变时,会导致玻璃内部产生细小裂缝。这些裂缝一旦穿透钢化玻璃的张力层,便会释放出内部能量,进而造成玻璃破碎。
为应对这一问题,我们可以采取多种措施。首先,玻璃制造厂家应加强对生产过程的监控,尽量减少含镍材料与玻璃原料的接触。其次,在幕墙玻璃安装后进行持续监测,利用现有技术如照相方式检测硫化镍杂质,一旦发现应及时更换,以确保安全。此外,将单片钢化玻璃或钢化中空玻璃替换为夹层玻璃也是一个有效方法。这样,即使硫化镍杂质导致玻璃破碎,碎片也会粘附在胶片上,从而避免因玻璃雨而对地面人员造成伤害。
△ 热应力导致的玻璃破碎
热应力是玻璃幕墙破碎的常见原因。热应力因阳光照射引发的不均匀受热而导致玻璃破碎,其中太阳光照射是主要热源。当太阳光照射在玻璃上时,玻璃会受热膨胀。若玻璃受热均匀,则边部和中央部分会同步膨胀;然而,实际情况中,边部和内部受热往往不均,这便在玻璃内部产生了拉应力。若玻璃边部存在破痕或微小裂纹,这些瑕疵会因热应力而逐渐扩大,最终导致玻璃破碎。
为防止此类问题,我们可以采取以下措施:首先,对玻璃边部进行精细加工,如细磨边或抛光边,以减少微裂纹的存在;其次,对玻璃进行钢化处理,以增强其抵抗温度变化的能力;此外,在玻璃的加工、搬运和安装过程中,必须采取适当的保护措施,避免玻璃边缘与其他坚硬物体碰撞或摩擦,并严格遵守操作规程。特别是在安装过程中,若发现框架不合适(如尺寸太小或扭曲变形),切勿用钳子夹掉玻璃边角,而应矫正框架以适应玻璃的大小。
△ 幕墙防火性能提升
尽管玻璃幕墙本身不可燃烧,但在高温环境下,它仍可能软化甚至融化。因此,在建筑设计阶段,必须充分考虑并满足建筑的防火需求。值得注意的是,普通玻璃幕墙的防火效果、耐火完整性和耐火隔热性均较差,面对烈火,其玻璃很容易破碎。
应用防火玻璃和防火胶片来提升防火性能,应用防火玻璃和防火胶片来提升防火性能,确保在火灾时幕墙整体的稳定性。在火灾发生时,其临火面玻璃会在一定时间内受热炸裂,但得益于防火胶片的粘附作用,玻璃碎片不会坠落,从而保持了玻璃的完整性。同时,防火胶片本身也具有优良的防火性能,不仅能有效阻挡火势蔓延,还能确保背火面的温度不会迅速上升,进而控制了火势的进一步扩大。
△ 结构胶失效的问题
玻璃幕墙长期面临自然环境的诸多不利因素,如风雨侵蚀、紫外线照射、地震影响等,这要求幕墙材料必须具备出色的耐候性、耐久性和耐腐蚀性。其中,作为粘接关键材料的结构胶,其性能稳定性备受瞩目。在北京、上海、广州等早期采用玻璃幕墙的城市,玻璃坠落事件屡见不鲜,而判定哪块玻璃的结构胶已失效却颇具挑战。
选用耐候性、耐久性好的结构胶;限制隐框幕墙的使用,加强防护以降低坠落风险。为应对这一问题,一方面应限制隐框玻璃幕墙的使用,并对已过质保期的玻璃幕墙采取防护措施,如设置围栏、绿化带或幕布以防坠落玻璃伤人;另一方面,应优先选用明框或半隐框玻璃幕墙,因为这类幕墙的框架能提供支撑和约束,从而显著降低玻璃坠落的风险。
△ 支撑结构失效
玻璃幕墙的问题并非总是由玻璃本身导致,在设计阶段进行抗疲劳测试,以确保框架承受能力。作为玻璃幕墙的支撑体系,框架结构常常是设计的薄弱环节。若框架系统在设计初期未充分考虑重力因素,导致结构无法承受长期负荷,进而发生变形,最终可能引发玻璃破裂。
为防范此类问题,设计阶段应对框架结构进行抗疲劳测试,依据测试结果来制定相应的幕墙玻璃设计方案,以确保框架能够承受长期负荷,保障玻璃幕墙的安全性能。
△ 扣件固定装置失效
玻璃幕墙的稳固性离不开扣件固定装置的支撑。然而,这些固定装置可能因潜在瑕疵而引发结构问题,甚至导致玻璃幕墙的脱落。严格检验扣件装置质量,施工中防止螺栓松动。为应对此风险,安装前需对扣件固定装置进行严格检验,确保其质量合格。同时,在施工过程中,应采取措施防止螺栓松动,如采用特殊锁扣螺母或垫圈,以确保幕墙的安全稳固。
△ 其他问题
玻璃幕墙的应用不仅带来了上述提及的稳固性问题,还引发了一系列其他不容忽视的挑战。通过合理设计与使用可以降低影响,其大面积使用所带来的光污染、色污染以及热污染等问题,都需要我们认真对待。然而,只要设计者、生产者及使用者能充分了解其特性并合理利用,玻璃幕墙依然能够成为现代建筑中的一大亮点。