幕墙玻璃安全性分析及预防措施
时间：2020-03-31 05:14:57 来源：千叶帆 本文已影响人
【摘 要】本文主要针对玻璃幕墙爆裂的原因、防止玻璃爆裂的安全性措施以及玻璃幕墙的安全维护进行简要分析，仅供参考。
【关键词】幕墙玻璃；安全性；措施
一、玻璃幕墙爆裂的原因
1温差导致的玻璃爆裂
最常见的问题是玻璃幕墙中的温差应力，这通常是由于玻璃四周有相关的结构构件遮挡受不到太阳的辐射而温度较低，而玻璃的中央则由于受到大量的辐射而温度较高所致。玻璃抵抗温差所导致的内应力而不产生破碎的能力主要取决于玻璃边缘的强度。30-35℃的温差就能够导致普通玻璃的爆裂。由于热强化玻璃以及回火钢化玻璃的边缘强度较高，所以热温差所导致的破碎一般不会在此类玻璃中产生。
其它一些因素的存在也会使热温差导致玻璃的爆裂更加具有不确定性，这些因素包括玻璃边缘存在缺陷、较大的边缘面积被遮挡、玻璃被染色或添加了覆盖层或是被镀膜、阴影状况、与石材或混凝土接触导致的温差以及外墙的朝向等等。在某种程度上，所有的这些相关因素都将使玻璃边缘和中心的温差梯度增加。通常当薄的退火普通玻璃由于热温差原因而导致破碎时不会大块的掉落而导致在外墙上产生大的空洞，这主要是因为热温差导致损坏的玻璃其开裂后各片的面积都较大，因此依然可以在四周锚固结构的作用下被固定而不至于坠落。如果此时不采取进一步的措施，那么裂缝就会发展，有时已存在裂缝的发展会导致爆裂碎玻璃的坠落从而带来严重的安全问题。除非有新的导致温差加大的因素出现，一般而言，大量的由于温差原因导致的玻璃爆裂事件都发生在幕墙安装后的2-3年内。
2自然发生的玻璃爆裂
硫化镍（Nis）是具有两种晶型的晶体，分别为高温相届“-Nis和低温相届-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d相，在随后的淬冷过程中，a-Nis来不及转变为Nis，从而被冻结在钢化玻璃中。d—Nis在室温环境下是不稳定的，有逐渐转变为Nis的趋势。这种转变伴随着约2%-4%的体积膨胀，使玻璃承受巨大的相变张应力，在玻璃内部产生局部的应力集中而引起自爆。由于现代浮法玻璃生产技术尚不能消除Nis杂质的存在，所以，钢化玻璃自爆是不可避免的，目前世界上还没有任何国家的标准对钢化玻璃的自爆加以限制。
自然发生的玻璃爆裂通常是指在使用期，由于回火玻璃中镍、硫化物的存在以及其体积变化所导致的玻璃破碎。工业界认识到这一问题至少已经有30年了，当含有直径0.1-2.0mm的镍、硫化物成分的退火玻璃被重新加热并迅速冷却后（回火玻璃），其中的有关成分将会成为不稳定的化学成分，而随着时间以及温度的变化而发生体积膨胀。如果这些会发生膨胀的成分处在玻璃厚度方向的中间，则由于膨胀所导致的应力会使玻璃产生自然破碎。玻璃幕墙一旦被安装于建筑上，就目前而言还没有实用的方法可以被用来确定哪些回火玻璃中含有有害的成分及其所处的位置。在所有建筑中，只有很少一部分的玻璃幕墙会受这类问题的影响，一般而言由于受此类因素的影响所导致的玻璃破碎，一般需要7-10年的时间。
由于回火玻璃一旦破碎，其碎片的尺寸都比较小，所以回火玻璃一旦由于化学成分膨胀而导致破碎则会立即坠落，由此便会导致严重的安全问题。因此在20世纪80年代中期及后期玻璃工业界的有关人士便开始对回火玻璃的自然破碎所导致的问题提出了相关的警告。一些制造商也建议在建筑的外墙装饰上尽量不要使用回火玻璃，除非有相关的规定要求必需使用回火玻璃。同时，除非在制造过程中有专门的措施将有害成分减少到最低程度，使回火玻璃层化或是采取相关的措施防止其突然坠落（例如使用相关的锚固及镀膜措施），否则最好不要使用回火玻璃。
二、防止玻璃爆裂的安全性措施
为了减少钢化玻璃在建筑上自爆的发作几率，一方面需要在加工制造进程中，严厉操控玻璃的磨边精度、严厉操控钢化技术，并且能下降玻璃的内部应力，另一方面严厉选择原片玻璃，将硫化镍晶体排除在钢化进程之外，终究是将钢化玻璃做热浸处理，虽然这样会致使钢化玻璃成本添加，但是能够消除钢化玻璃在幕墙上自爆的风险。假如严厉操控玻璃的加工技术，严把玻璃的质量操控关，终究出产出的幕墙商品的使用寿命还是能够得到保证的。
1、合理选择玻璃面积。玻璃面积越大，受热膨胀后的变形也越大，形成的约束反力也越大，越容易炸裂，同时板面尺寸越大，越容易受到其他荷载的更大叠加效应。面积的确定可参照JGJ102—2003《玻璃幕墙工程技术规范》。
2、制作玻璃幕墙的原片在使用前，其边部应进行处理。最简单的方法是砂磨到边，比较理想的方法是进行细磨边，以消除玻璃边部的微裂纹。单位面积玻璃的表面质量应符合JGJ102—2003《玻璃幕墙工程技术规范》的规定。建议对自爆有严格限制的玻璃采用均质处理，均质处理后可消除90%以上的玻璃自爆隐患，从而保证绝大部分不会发生自爆。
3、安装玻璃时，应严格按JGJ102—2003《玻璃幕墙工程技术规范》进行施工，不要在玻璃上留下装配应力，尽量减少玻璃变形。
三、玻璃幕墙的安全维护
我国的建筑幕墙的安全鉴定和维护保养应引起人们足够的重视。严格地讲，目前我国尚无建筑幕墙的维护和保养机制，绝大多数的幕墙建筑由于建筑物的所有权属于多家拥有，而每个拥有者的室内装修安全大多能重视，而作为公有部分的建筑幕墙，尽管有更大的危险性却无人问津。有的幕墙玻璃的日常维护保养由物业管理公司承担，而大多数的物业管理公司由于缺乏相关知识，往往认为幕墙使用中的维护保养就等同于简单的保洁，根本没有意识到幕墙安全的自查和维护。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。为此，特提出以下几点建议：
1、建立相关的法规及标准，明确现有的建筑幕墙工程在使用过程中建设单位、施工单位、物业管理单位、检测单位等相关各方的责任，使现有的建筑幕墙的安全责任落实到位。2、建立结合政府管理、检测、维修和保险等多方面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，实现对现有的建筑幕墙进行安全维护、灾害预防的运行模式。3、建立强制性的专业检查评估、定期普查性的检查相结合的维护制度。在这一点上，行业协会可发挥自身优势，发挥安全检测维护作用，如对规范出台前的、使用时间超过10年的、出现损坏情况的或是人流集中的闹市区域的建筑幕墙，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。对一般的建筑幕墙实施定期性的普查。4、加强技术研究、标准制定和专业技术培训，使建筑幕墙的建设单位、物业管理单位、使用单位掌握建筑幕墙安全维护的常规知识，建立若干有专业技术能力、风险承担能力的检测、检查、评估机构。5、建立建筑幕墙安全维护的专项基金，其经费主要用于安全维护方面的科研、技术开发、检测、普查、人才培训等，基金来源可通过保险、政府拔款等途径筹措。
结束语
在国外，外墙装饰的安全问题可归纳为材料本身的强度、变形等力学特性和耐久性、锚具的设计、施工和耐久性，根据我国的实践，幕墙与结构的连接、幕墙的胶接、施工质量也存在严重问题。建议全面考虑安全和经济因素，在展开深入研究的基础上，制定以不同频率进行安全检查与评估的技术和管理标准。呼吁有关方面对建筑幕墙以及装饰工程中的安全问题予以高度重视，强化对现有幕墙安全维护的监管，及时的排除安全隐患，使得整个外墙装饰行业健康有序的发展。
参考文献：
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