郭興陳
摘要:近年來,全國各地發(fā)生多起建筑幕墻、門窗玻璃墜落傷人、毀物事件,給人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全帶來了威脅,敲響了高樓安全警鐘。
關(guān)鍵詞:幕墻;墜落;措施
前言
此類事件社會(huì)影響較為惡劣,也不利于幕墻行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。建設(shè)主管部門、幕墻企業(yè)、檢測機(jī)構(gòu)以及建筑物的產(chǎn)權(quán)人、使用人等相關(guān)單位和個(gè)人都應(yīng)該高度重視起來,認(rèn)真分析原因,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn),采取切實(shí)可行的措施,防微杜漸,亡羊補(bǔ)牢,盡最大可能地減少直至避免此類事故的再次發(fā)生。
1 玻璃墜落事故舉例
我國建筑幕墻的發(fā)展可謂日新月異,一棟棟裝飾著漂亮“外衣”的高層、超高層建筑拔地而起,為城市建設(shè)帶來了榮耀和無限想象。然而,由于某些材料本身的缺陷,以及設(shè)計(jì)水平、施工質(zhì)量等良莠不齊,造成了部分幕墻存在安全隱患并引發(fā)了事故。近年來,全國建筑幕墻事故頻發(fā),例舉媒體報(bào)道如下:上海浦東陸家嘴銀城中路的時(shí)代金融中心大廈46樓一塊面積約4平方米的鋼化玻璃發(fā)生爆裂,散落的玻璃碎片砸壞室外停車場的50多輛轎車。
上海曹楊路710弄中關(guān)村小區(qū)18號(hào)樓15樓居民的轉(zhuǎn)角景觀窗玻璃突然爆裂,玻璃碎片從15樓墜下,將樓下停放的5輛汽車砸毀。這棟居民樓有18戶安裝了落地觀景窗玻璃,其中有4戶發(fā)生玻璃墜樓問題,而整個(gè)小區(qū)擁有落地觀景玻璃的72戶中有10多戶遇到過玻璃碎裂掉落的問題。
上海銅川路2655弄一戶7樓居民家中的陽臺(tái)玻璃脫落,一名6歲男童隨玻璃墜下重傷。
杭州慶春東路雙菱路口慶春發(fā)展大廈一塊幕墻玻璃突然掉下,砸中經(jīng)過的女子,致其左小腿傷口20多厘米長。因傷勢過重,受傷女孩最后在上海市第六人民醫(yī)院做了截肢手術(shù)。寧波環(huán)球中心21樓的玻璃幕墻墜落,玻璃落地炸開,碎片飛到10米開外的商鋪門前。
南京新街口戶部街的天空之都大廈已有5次玻璃從高空墜落或自爆,將停在樓下的兩輛轎車砸壞。
2 事故原因分析
以上發(fā)生事故的建筑幕墻均為玻璃幕墻,且多為隱框玻璃幕墻或開啟扇。其中由于結(jié)構(gòu)膠問題引起玻璃面板整體墜落的事故危害性較大,由鋼化玻璃自爆引起碎渣散落的事故危害性相對較小。此類事故發(fā)生的原因是多方面的,現(xiàn)從設(shè)計(jì)、材料、加工、施工、使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行事故原因分析。
2.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、行政法規(guī)均要求建筑幕墻及絕大部分門窗工程采用安全玻璃,鋼化玻璃作為安全玻璃的一種,由于良好的性價(jià)比,設(shè)計(jì)運(yùn)用最為普遍。然而,普通鋼化玻璃本身存在一種難以避免的缺陷-自爆。自爆是鋼化玻璃的固有特性,主要由硫化鎳等雜質(zhì)引起,雖然可以采取相關(guān)技術(shù)措施降低自爆率,但不可能做到完全不自爆。
追求純凈的建筑立面效果,采用全隱框玻璃幕墻系統(tǒng)。玻璃僅僅依靠結(jié)構(gòu)膠與支承構(gòu)件粘結(jié),若結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)性出現(xiàn)問題,將導(dǎo)致玻璃面板整體脫落。追求室內(nèi)外通透的建筑效果,采用超大尺寸幕墻玻璃。為了滿足結(jié)構(gòu)受力要求,鋼化玻璃隨之加厚,進(jìn)一步增加了玻璃自爆的概率。幕墻開啟扇中空玻璃采用大小片設(shè)計(jì),即中空玻璃合片結(jié)構(gòu)膠與窗扇粘結(jié)結(jié)構(gòu)膠位置不重合,當(dāng)內(nèi)片玻璃發(fā)生自爆時(shí),導(dǎo)致外片玻璃整體脫落。玻璃面板與固定槽口插入搭接尺寸偏小,荷載作用及結(jié)構(gòu)變形時(shí),導(dǎo)致面板整體脫落。幕墻采用柔性大變形支承結(jié)構(gòu)時(shí),玻璃面板采用剛性節(jié)點(diǎn)構(gòu)造,引起面板引力集中而破碎。隱框玻璃幕墻結(jié)構(gòu)膠計(jì)算尺寸不滿足荷載要求,當(dāng)玻璃尺寸超大、自重超重時(shí),未采取有效措施降低結(jié)構(gòu)膠承擔(dān)的荷載,引起結(jié)構(gòu)膠承載力失效。
2.2 材料環(huán)節(jié)
鋼化玻璃硫化鎳等雜質(zhì)含量高,導(dǎo)致鋼化玻璃自爆率增大。
鋼化玻璃生產(chǎn)時(shí)由于工藝控制不當(dāng),使得應(yīng)力分布不均勻或應(yīng)力過大從而增大自爆概率。鋼化玻璃生產(chǎn)過程中由于操作不規(guī)范等原因產(chǎn)生損傷缺陷,引起應(yīng)力集中從而導(dǎo)致自爆發(fā)生。結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量不合格,粘結(jié)強(qiáng)度或彈性不足,在大荷載、大變形情況下引起膠體撕裂,導(dǎo)致玻璃面板整體脫落。雖然玻璃、結(jié)構(gòu)膠、支承框架本身材質(zhì)均合格,但三者之間材料不相容,無法產(chǎn)生有效粘結(jié)力,導(dǎo)致玻璃面板整體脫落。
2.3 加工環(huán)節(jié)
隱框玻璃幕墻面板安裝之前,需要在工廠完成玻璃與支承框架之間結(jié)構(gòu)膠注膠工序,注膠前材料表面清潔不到位,注膠時(shí)雙組分結(jié)構(gòu)膠混合不均勻,注膠后養(yǎng)護(hù)條件不達(dá)標(biāo)以及養(yǎng)護(hù)時(shí)間不達(dá)標(biāo)等,均會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)性降低或失效,引起玻璃面板脫落。批量生產(chǎn)前未按規(guī)范要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)膠相容性試驗(yàn)、混勻性蝴蝶試驗(yàn)、拉斷試驗(yàn)等相關(guān)試驗(yàn)檢測。
2.4 施工環(huán)節(jié)
玻璃面板固定螺釘間距、邊距不滿足設(shè)計(jì)要求,數(shù)量嚴(yán)重不足,在外荷載作用下,發(fā)生面板整體連接失效而脫落。幕墻或門窗開啟扇配套五金件安裝不正確,比如鎖座安裝數(shù)量不足、下懸內(nèi)倒窗五金件安裝上下顛倒、掛鉤式上懸外開窗未安裝限位止脫件、推拉窗未安裝止脫塊等,均會(huì)導(dǎo)致窗扇整體脫落。施工過程中不注意材料成品保護(hù),玻璃面板被劃傷或磕傷,內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)被改變,導(dǎo)致其承載能力降低,荷載未達(dá)到設(shè)計(jì)值即發(fā)生破壞。對于施工過程中破碎的玻璃,重新訂貨后直接發(fā)到現(xiàn)場注膠,加工條件相比工廠注膠間及養(yǎng)護(hù)間惡劣許多,結(jié)構(gòu)膠注膠質(zhì)量差,嚴(yán)重影響其粘結(jié)性能。
2.5 日常使用環(huán)節(jié)
項(xiàng)目建成投入使用后,未明確幕墻、門窗等外立面圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全維護(hù)責(zé)任人。雖然明確了相關(guān)責(zé)任人,但日常檢查、維護(hù)工作缺失,安全隱患未能及時(shí)發(fā)現(xiàn),或者發(fā)現(xiàn)隱患后由于專業(yè)知識(shí)欠缺及麻痹大意,未能及時(shí)消除事故隱患。玻璃破碎更換時(shí),直接在現(xiàn)場注膠,加工條件不滿足工藝要求,影響粘結(jié)性能及后期使用安全。
3 事故防范措施
了解了事故或隱患產(chǎn)生的原因,就可以有針對性地進(jìn)行防范,減少隱患,避免事故的發(fā)生。
(1)盡可能避免采用全隱框玻璃幕墻,尤其在高層、超高層建筑上的運(yùn)用。
(2)如果建筑設(shè)計(jì)堅(jiān)持采用全隱框玻璃幕墻,應(yīng)在玻璃面板上設(shè)置安全扣,防止長期荷載作用、施工質(zhì)量問題、正常老化等因素引起結(jié)構(gòu)膠失效,避免面板整體脫離。
(4)嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)計(jì)隱框玻璃幕墻的面板承重托條。
(5)合理設(shè)計(jì)面板的分格尺寸。面板尺寸越大,受荷載作用越大,玻璃越厚,自爆率越高。同時(shí),面板自重越大,對結(jié)構(gòu)膠的要求越高。
(6)合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)膠尺寸,正確選用膠的品種。
(7)合理設(shè)計(jì)開啟扇的連接構(gòu)造,選用合適的五金件,并增設(shè)護(hù)邊材料,防止結(jié)構(gòu)膠失效后面板整體脫落。
(8)合理選用結(jié)構(gòu)力學(xué)模型及構(gòu)造措施,避免玻璃應(yīng)力集中。
(9)選用半鋼化玻璃、均質(zhì)鋼化玻璃、超白玻璃,降低玻璃的自爆率。
(10)選用鋼化夾膠玻璃。由于膠片的存在,即使發(fā)生自爆或外力作用下產(chǎn)生破碎,玻璃碎片也能粘結(jié)在膠片上,不會(huì)發(fā)生墜落現(xiàn)象。
(11)加強(qiáng)玻璃原片生產(chǎn)商的質(zhì)量控制,采取措施降低鋼化玻璃的自爆率。
(12)加強(qiáng)玻璃深加工廠商的質(zhì)量控制,確保中空玻璃合片結(jié)構(gòu)膠以及夾膠玻璃組片膠的產(chǎn)品質(zhì)量和加工質(zhì)量。
(13)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)商的質(zhì)量控制,確保結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量可靠。
(14)嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)膠注膠工藝,確保注膠、養(yǎng)護(hù)條件符合規(guī)范要求,不到養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得出廠安裝。
(15)結(jié)構(gòu)膠注膠前必須進(jìn)行相容性試驗(yàn)、混勻性蝴蝶試驗(yàn)、拉斷試驗(yàn),試驗(yàn)合格后方可批量加工。
(16)安裝玻璃幕墻的建筑合理設(shè)置裙樓、綠化帶、連廊、防護(hù)頂棚等,組成一個(gè)安全緩沖帶,保證玻璃幕墻一旦出現(xiàn)問題發(fā)生墜落,通過緩沖帶降低傷害。
(17)加強(qiáng)設(shè)計(jì)圖紙審查工作,嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范開展幕墻施工圖專項(xiàng)審查。
(18)成立相關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu),嚴(yán)格杜絕不合格產(chǎn)品流入市場。
(19)嚴(yán)格按圖施工,不得偷工減料、偷梁換柱、以次充好,保證施工質(zhì)量。
(20)加強(qiáng)施工過程中成品保護(hù),防止玻璃面板損傷后留有后期破損隱患。
(21)嚴(yán)格控制施工過程中補(bǔ)片玻璃注膠工藝和質(zhì)量,確保結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)性可靠。
(22)設(shè)置專業(yè)的幕墻清洗設(shè)施,避免“蜘蛛人”等原始方法施工不當(dāng)或粗暴施工,引起幕墻累積變形,誘發(fā)玻璃應(yīng)力集中產(chǎn)生破壞。
(23)落實(shí)建筑幕墻、門窗的安全維護(hù)責(zé)任人,加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)和檢查。
(24)嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)準(zhǔn)入制度,加大幕墻門窗企業(yè)設(shè)計(jì)、施工資質(zhì)審核與管理力度,加強(qiáng)幕墻門窗相關(guān)生產(chǎn)許可證的頒發(fā)與審核管理工作,提高幕墻門窗加工安裝質(zhì)量和安全性能。
4 結(jié)語
通過在工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、選材、施工及日常使用、維護(hù)、管理等環(huán)節(jié),切實(shí)加強(qiáng)監(jiān)管,落實(shí)安全防護(hù)責(zé)任,方能確保玻璃幕墻門窗質(zhì)量和使用安全,杜絕因幕墻門窗玻璃自爆或脫落造成的損物、傷人事件,確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全,利于幕墻門窗行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。