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國家減災(zāi)委、應(yīng)急管理部針對今年第22號強臺風(fēng)“山竹”給廣東省造成的嚴(yán)重影響，緊急啟動國家Ⅳ級救災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)如此迅猛的臺風(fēng)、如此嚴(yán)重的破壞、如此慘重的災(zāi)難，何來廣廈千萬間，大庇天下寒士俱歡顏？
中國幕墻網(wǎng)ALwindoor.com針對臺風(fēng)“山竹”對建筑門窗幕墻行業(yè)帶來的影響、各地建筑質(zhì)量，以及幕墻工程企業(yè)、設(shè)計單位、材料供應(yīng)商的應(yīng)對措施和表現(xiàn)，將陸續(xù)開展——臺風(fēng)“山竹”VS 中國“幕墻人”系列報道。
強臺風(fēng)對幕墻安全的影響
2014年超強臺風(fēng)“威馬遜”襲擊海口和菲律賓以后，白云化工就開啟了臺風(fēng)后幕墻工程的安全調(diào)研和回訪活動，每次超強臺風(fēng)過后，白云化工的技術(shù)服務(wù)團隊都會第一時間出現(xiàn)在受臺風(fēng)影響嚴(yán)重的地區(qū)，進行幕墻安全調(diào)研與回訪，2015年的“燦鴻”、2016年的“妮達(dá)”、“莫蘭蒂”、2017年的“天鴿”之后，受影響嚴(yán)重地區(qū)都能見到白云人的身影。
此次超強臺風(fēng)“山竹”過后，白云化工派出了多支技術(shù)隊伍，對廣州、深圳、珠海、東莞、廣西南寧及菲律賓馬尼拉等受“山竹”影響較嚴(yán)重的城市進行了考察，走訪了50多座幕墻工程，收集了大量強臺風(fēng)對幕墻工程安全影響的第一手材料。本文匯總了近年來白云技術(shù)團隊收集到的強臺風(fēng)對幕墻工程造成的各種影響，供幕墻行業(yè)專家、同仁參考，以使未來的幕墻工程更加安全。
總體來看，大多數(shù)幕墻工程能經(jīng)受住超強臺風(fēng)的考驗，在超強臺風(fēng)過后未見明顯損壞，主體結(jié)構(gòu)未見損壞，未出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問題，使用白云結(jié)構(gòu)膠的工程，都沒有因為結(jié)構(gòu)密封膠的質(zhì)量問題造成板塊墜落的事故，使用白云耐候膠的工程，都沒有因為耐候密封膠質(zhì)量問題造成漏水的問題。這可能與幕墻工程的業(yè)主注重工程質(zhì)量安全，在選擇設(shè)計、施工單位和材料時沒有只要求低價有關(guān)。
圖1使用白云膠的工程在臺風(fēng)下完好無損
(左上：2014年“威馬遜”后的海口天邑國際;右上：2016年“莫蘭蒂”后廈門國際中心;左下：2018年“山竹”后深圳·寶能物流中心;右下：2018年“山竹”后珠海.中安廣場)
不過，在我們近幾年的調(diào)研過程中，也發(fā)現(xiàn)了個別幕墻工程在臺風(fēng)中出現(xiàn)了一些問題，有些還相當(dāng)嚴(yán)重，這些問題主要有：玻璃破損、開啟窗墜落、漏水、幕墻玻璃整片墜落、幕墻板塊脫落（詞條“脫落”由行業(yè)大百科提供）等。
1、臺風(fēng)影響幕墻安全的六大表現(xiàn)形式及原因分析
1.1玻璃破裂（詞條“破裂”由行業(yè)大百科提供）
現(xiàn)場回訪調(diào)研活動中，發(fā)現(xiàn)有出現(xiàn)玻璃破裂現(xiàn)象，圖2為某大廈部分中空玻璃破裂，破裂主要原因經(jīng)分析為強臺風(fēng)下玻璃受到外物撞擊。(有些也是由于玻璃本身強度不夠，無法承受過大的風(fēng)壓所致，但是那種的話，會出現(xiàn)的破損板塊較多，而不是只有幾塊)
圖2某大廈中空玻璃破裂現(xiàn)象
從圖片中可以較清晰看到，該項目玻璃破裂后結(jié)構(gòu)膠對玻璃碎片仍形成有效粘結(jié)，說明結(jié)構(gòu)膠與玻璃粘接良好。
在回訪過程中，發(fā)現(xiàn)早期幕墻工程，個別甚至是上世紀(jì)90年代的幕墻工程項目，當(dāng)時采用的是非鋼化玻璃，在此次超強風(fēng)影響下出現(xiàn)部分破裂現(xiàn)象。非鋼化玻璃抗外物撞擊能力差，在外物撞擊下易發(fā)生破裂現(xiàn)象，部分破裂中空玻璃甚至內(nèi)外片都破裂。
鋼化玻璃和夾層玻璃在強臺風(fēng)影響下，出現(xiàn)破裂問題概率較小;在回訪調(diào)研過程中，發(fā)現(xiàn)某大樓夾層玻璃出現(xiàn)爆裂，見圖3;爆裂原因經(jīng)分析為強臺風(fēng)下玻璃受到墜落的外物撞擊所致，但絕大多數(shù)夾層玻璃爆裂后未出現(xiàn)玻璃碎片飛散墜落現(xiàn)象，玻璃依然堅挺。
JGJ102-2003“玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范”中4.4.1中規(guī)定“框支承玻璃幕墻，宜采用安全玻璃”，在規(guī)范后條文說明4.4.1中指出“安全玻璃一般指鋼化玻璃和夾層玻璃”，在早期幕墻工程中，由于當(dāng)時技術(shù)水平的局限性，部分工程未采用安全玻璃;通過調(diào)研案例分析，在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，應(yīng)更多采用安全玻璃、尤其是夾層玻璃以保證幕墻安全。
圖3某大樓夾層玻璃爆裂
1.2密封失效漏水
某項目在強臺風(fēng)下幕墻整體漏水嚴(yán)重，內(nèi)墻窗框出現(xiàn)大量水流的污痕，見圖4。現(xiàn)場了解到，該項目石材幕墻采用了國內(nèi)某品牌膠，施工半年后就已出現(xiàn)收縮開裂現(xiàn)象，見圖5。現(xiàn)場與施工方確認(rèn)，幕墻整體漏水，膠縫收縮開裂是漏水的原因，經(jīng)分析推斷該品牌膠本身存在質(zhì)量問題。該項目幕墻面積約2萬平米，業(yè)主要求重新割膠返工，損失很大。
圖4密封失效漏水
圖5 密封膠收縮開裂
JGJ102-2003中4.2.4條規(guī)定“幕墻在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值除以陣風(fēng)系數(shù)（詞條“陣風(fēng)系數(shù)”由行業(yè)大百科提供）后的風(fēng)荷載（詞條“荷載”由行業(yè)大百科提供）值作用下，不應(yīng)發(fā)生雨水滲漏，其雨水滲漏性能應(yīng)符合設(shè)計要求”。其條文說明4.2.2 中提及“幕墻的性能與建筑物所在地區(qū)的地理位置、氣候條件、建筑物的高度、體型及周圍環(huán)境等有關(guān)。如沿海或經(jīng)常有臺風(fēng)地區(qū)，幕墻的風(fēng)壓變形性能和雨水滲漏性能要求高些。”
幕墻的水密性直接關(guān)系到幕墻的使用功能和壽命，據(jù)了解，在沿海受熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)襲擊的地區(qū)，大風(fēng)多同時伴有大雨，因而幕墻對水密性要求較一般地區(qū)要高。
密封膠作為接縫密封材料其性能對幕墻的水密性及使用壽命起到重要作用，在強臺風(fēng)影響的極限條件下，對密封膠本身性能是嚴(yán)峻考驗。某些性能不佳或品質(zhì)存在缺陷的密封膠可能在一般地區(qū)使用暫時還未發(fā)現(xiàn)問題，但在極限條件下，極有可能在較短的時間內(nèi)暴露其質(zhì)量缺陷。密封膠成本占整個幕墻總成本并不高，但其起到的作用與幕墻其他材料是同等重要的。筆者建議在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)一定要盡量選用有品牌有質(zhì)量保證的密封膠產(chǎn)品。
1.3鋁板、鋁塑板幕墻或屋頂被臺風(fēng)撕裂或剝落
在回訪中發(fā)現(xiàn)，某廣場鋁板屋頂在強臺風(fēng)下出現(xiàn)部分撕裂剝落，但未出現(xiàn)整體脫落，見圖6.
圖6某廣場鋁板屋頂出現(xiàn)部分撕裂剝落
圖7某大廈鋁塑板幕墻整體剝落現(xiàn)象
圖7所示某大廈，2006年完工，側(cè)立面為鋁塑板幕墻，2014年在強臺風(fēng)下出現(xiàn)整體剝落現(xiàn)象。某大廈鋁塑板幕墻無橫梁立柱支承固定，只通過金屬條將鋁塑板固定在外墻上，也是本身設(shè)計結(jié)構(gòu)存在問題。
JGJ133-2001“金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范”中5.1.1條規(guī)定“金屬與石材幕墻應(yīng)按圍護結(jié)構(gòu)進行設(shè)計”[2];該規(guī)范5.6部分“橫梁設(shè)計”和5.7部分“立柱設(shè)計”對橫梁和立柱設(shè)計都提出了嚴(yán)格的要求和設(shè)計計算公式;其中5.4部分“金屬板設(shè)計”對金屬板設(shè)計提出相應(yīng)的設(shè)計計算公式。
在回訪活動中，未發(fā)現(xiàn)采用了“橫梁和立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計”的幕墻整體的脫落的現(xiàn)象。在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，嚴(yán)格按規(guī)范進行“橫梁和立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計”的幕墻主體結(jié)構(gòu)是可靠的。
1.4拼接玻璃肋支承的全玻幕墻整體塌落或玻璃肋破裂
回訪活動中，發(fā)現(xiàn)某商場全玻幕墻采用拼接玻璃肋支撐的設(shè)計，在此次超強臺風(fēng)下整體塌落，見圖8，該幕墻整體結(jié)構(gòu)損毀，影響較大。
圖8某商場全玻幕墻整體塌落
圖9某商場全玻幕墻整體塌落局部照片
JGJ102-2003中4.4.3條中規(guī)定“采用玻璃肋支承的點支承玻璃幕墻，其玻璃肋應(yīng)采用鋼化夾層玻璃”，其規(guī)范后條文說明4.4.3條中“采用玻璃肋支承的點支承玻璃幕墻，其肋玻璃屬支承結(jié)構(gòu)（詞條“支承結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供），打孔處應(yīng)力集中明顯，強度要求較高;另一方面，如果玻璃肋破碎，則整片幕墻會塌落”。
從圖9可見，該項目中全玻幕墻雖采用鋼化夾層玻璃，但在此次超強臺風(fēng)下仍出現(xiàn)了整體塌落，這種采用拼接的玻璃肋支承的點支式玻璃幕墻在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)的安全性值得關(guān)注。
JGJ102-2003中7.3.2條對全玻幕墻玻璃肋的截面（詞條“截面”由行業(yè)大百科提供）高度hr和風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值下撓度dr都有嚴(yán)格的計算公式，并在7.3.4中規(guī)定“風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值下，玻璃肋的撓度df,lim宜取其計算跨度的1/200”。
在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，采用拼接玻璃肋支承的點支承玻璃幕墻應(yīng)謹(jǐn)慎，嚴(yán)格按照JGJ102-2003規(guī)范中要求嚴(yán)格計算;一方面應(yīng)增加玻璃的抗撞擊性能，另一方面應(yīng)該考慮到玻璃破碎后玻璃肋的穩(wěn)定性和安全性。
1.5單元式玻璃幕墻整體墜落
回訪活動中，某高層玻璃幕墻項目出現(xiàn)單元式幕墻整體墜落，現(xiàn)場堪查拍照，見圖10。
圖10某大廈單元式玻璃幕墻整體墜落
該項目為全隱框玻璃幕墻，墜落的玻璃與鋁附框通過結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，再通過五金件將鋁副框與建筑主體連接，五金件承受整塊幕墻重量，而結(jié)構(gòu)膠承受玻璃的自重和風(fēng)荷載。該項目中整塊幕墻脫落，說明五金件連接與結(jié)構(gòu)受力失效，是幕墻墜落主要原因，該單元件墜落的原因是在施工過程和質(zhì)量控制環(huán)節(jié)上都出現(xiàn)了嚴(yán)重問題。
JGJ102-2003中9.6.5條中規(guī)定，在安裝掛墻之前，應(yīng)對幕墻構(gòu)件進行檢驗。該墜落的不合格單元件安裝掛墻是施工過程和質(zhì)量控制兩個環(huán)節(jié)都出現(xiàn)了失控，筆者呼吁施工單位應(yīng)加強管理、加強質(zhì)量監(jiān)控。
1.6開啟扇墜落
回訪活動中，發(fā)現(xiàn)許多工程出現(xiàn)開啟扇墜落現(xiàn)象，見圖11，圖12，圖13。
圖11某大樓開啟扇墜落后的情況
圖12玻璃與結(jié)構(gòu)膠粘接情況
圖13某在建大廈開啟扇墜落后的情況
以上兩個項目開啟扇均為帶框整體墜落，未發(fā)現(xiàn)膠與框脫粘的現(xiàn)象。墜落開啟扇在其整個幕墻開啟扇中孤立出現(xiàn)，推斷原因可能為部分開啟扇未完全關(guān)閉或鎖閉不牢所致。圖13中某在建大廈多扇開啟扇墜落，據(jù)施工方項目經(jīng)理介紹，部分開啟扇是因施工過程電線電纜阻擋未能完全關(guān)閉，因而出現(xiàn)多扇墜落現(xiàn)象。
JGJ102-2003中12.1.4條中規(guī)定“6級以上風(fēng)力時，應(yīng)全部關(guān)閉開啟扇”，在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，臺風(fēng)局部風(fēng)力可能達(dá)12級以上，如開啟扇未完全關(guān)閉，極易發(fā)生開啟扇整體墜落現(xiàn)象。
2、總結(jié)與問題
通過對多次強臺風(fēng)后回訪、百余座項目的實地調(diào)研，考察與分析了臺風(fēng)對幕墻結(jié)構(gòu)安全的影響，總結(jié)結(jié)論與指導(dǎo)建議如下：
2.1 在強臺風(fēng)下，絕大多數(shù)幕墻工程未見明顯損壞，主體結(jié)構(gòu)未見損壞，能經(jīng)受住強臺風(fēng)的嚴(yán)峻考驗。總體來說，在強臺風(fēng)下絕大多數(shù)幕墻是安全的。
2.2在極端氣候條件下，密封膠對幕墻安全、使用功能和使用壽命的影響不容忽視。在強臺風(fēng)影響的極限條件下，對膠本身性能是嚴(yán)峻考驗;某些性能不佳或品質(zhì)存在缺陷的產(chǎn)品可能在一般地區(qū)使用暫時還未發(fā)現(xiàn)問題，但在極限條件下，極有可能在較短的時間內(nèi)暴露其質(zhì)量缺陷;如結(jié)構(gòu)膠品質(zhì)存在缺陷，在強臺風(fēng)影響下出現(xiàn)大面積板塊墜落現(xiàn)象，后果將非常嚴(yán)重;如本文1.2所述，耐候密封膠存在質(zhì)量問題導(dǎo)致幕墻密封失效漏水，后果同樣非常嚴(yán)重。因此，在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)一定要選用有品牌有質(zhì)量保證的密封膠產(chǎn)品。
2.3 在超強臺風(fēng)下地區(qū)，應(yīng)該對幕墻的整體安全性提出更高的要求，在設(shè)計、選材方面留足安全余量。
1)在設(shè)計方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計很重要，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進行結(jié)構(gòu)設(shè)計;不符合規(guī)范的結(jié)構(gòu)設(shè)計，有可能造成幕墻在強臺風(fēng)下整體脫落，嚴(yán)重影響到幕墻整體安全。
因鋁塑板本身相對其他材料強度較低，在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，采用鋁塑板的幕墻工程設(shè)計時應(yīng)固定牢固。
在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，采用拼接玻璃肋支承的點支承玻璃幕墻設(shè)計應(yīng)謹(jǐn)慎;一方面應(yīng)增加玻璃的抗撞擊性能，另一方面應(yīng)該考慮到玻璃破碎后玻璃肋的穩(wěn)定性和安全性。
2)在施工方面，施工質(zhì)量非常重要，施工單位應(yīng)加強對施工過程的質(zhì)量管理水平，確保幕墻結(jié)構(gòu)安裝牢固，結(jié)構(gòu)膠注膠飽滿防止粘接失效情況的發(fā)生。
3)在日常維護方面，幕墻日常維護不容忽視。業(yè)主和使用者都應(yīng)加強安全意識，做好日常維護和管理。在臺風(fēng)來襲前，確保開啟扇完全關(guān)閉，以免造成墜落現(xiàn)象。
2.4減少其他可能影響幕墻安全的因素。多數(shù)幕墻玻璃的破裂原因是因為臺風(fēng)攜雜物撞擊所致，而非臺風(fēng)本身風(fēng)壓所致，如何減少建筑物周邊雜物應(yīng)引起業(yè)主的重視。調(diào)研活動中發(fā)現(xiàn)，臺風(fēng)過后，廣告牌、戶外燈箱等脫落嚴(yán)重;在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，建議廣告牌、戶外燈箱、雨棚等突出于建筑物外結(jié)構(gòu)盡可能加固，同時，陽臺、天臺在臺風(fēng)來襲時盡可能減少雜物堆放，減少建筑物外圍雜物以減少臺風(fēng)作用下所能攜裹的雜物對幕墻的撞擊破壞。同時，在設(shè)計時，應(yīng)提高臺風(fēng)多發(fā)區(qū)玻璃幕墻的抗風(fēng)攜碎物撞擊能力等級。
在極端氣候條件下，幕墻的安全應(yīng)用不能忽視，密封膠對幕墻安全和使用壽命的影響不能忽視，材料、設(shè)計、施工整個系統(tǒng)與環(huán)節(jié)都應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。
前年“莫蘭蒂”臺風(fēng)對福建造成的損害歷歷在目，全國幕墻業(yè)界各類討論及技術(shù)分析，對當(dāng)前門窗幕墻行業(yè)及相應(yīng)安全材料的應(yīng)用科學(xué)研究。今年，建筑門窗幕墻再次接受更強的臺風(fēng)“山竹”的侵襲，全面的安全組織保障、得力的措施，過硬的建筑項目質(zhì)量，有力的維護，建筑門窗幕墻人在“山竹”期間不眠不休的付出，臺風(fēng)再強、強不過齊心協(xié)力的門窗幕墻人，臺風(fēng)再強、毀壞不了高質(zhì)量、嚴(yán)要求、扎實負(fù)責(zé)的門窗和幕墻。
