徐 勤，王 驊，劉 宇（上海建科檢驗(yàn)有限公司， 上海 201108）

1 上海市建筑玻璃幕墻管理規(guī)范

部分調(diào)查研究數(shù)據(jù)表明，既有建筑玻璃幕墻存在著較大安全隱患，主要表現(xiàn)為鋼化玻璃自爆、面板脫落、開啟扇墜落、結(jié)構(gòu)膠老化、連接件失效、五金件缺失等多項(xiàng)問題。

2012年頒布實(shí)施的《上海市建筑玻璃幕墻管理辦法》（77號(hào)滬府令）明確規(guī)定：“采用玻璃幕墻的建設(shè)工程，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)在初步設(shè)計(jì)文件階段，編制玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性報(bào)告，并提交建設(shè)行政管理部門組織專家論證。”“建設(shè)單位在申請(qǐng)施工圖設(shè)計(jì)文件審查時(shí)，應(yīng)當(dāng)提交結(jié)構(gòu)安全性論證報(bào)告、光反射環(huán)境影響技術(shù)評(píng)估報(bào)告和專家論證報(bào)告?！?/p>

同期配套出臺(tái)的《關(guān)于實(shí)施建筑玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性論證的通知》（滬建交[2012]100號(hào)）更是明確規(guī)定：“本市行政區(qū)域內(nèi)新建、改建、擴(kuò)建工程和立面改造工程中采用玻璃幕墻的建設(shè)工程，均應(yīng)按照《上海市建筑玻璃幕墻管理辦法》的規(guī)定，實(shí)施建筑玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性論證。”“建設(shè)單位在申請(qǐng)委托建筑玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性論證時(shí)，應(yīng)提交建筑玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性論證申請(qǐng)表、玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性報(bào)告、玻璃幕墻結(jié)構(gòu)計(jì)算書、上海市建設(shè)工程報(bào)建表、規(guī)劃部門審批意見?！?/p>

2 玻璃幕墻安全性檢測(cè)

依據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范 DG/TJ 08-803—2013《建筑幕墻安全性能檢測(cè)評(píng)估技術(shù)規(guī)程》，開展幕墻玻璃鑒別技術(shù)和結(jié)構(gòu)性能研究、硅酮結(jié)構(gòu)密封膠老化性能和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)研究、幕墻主要受力框架和連接件抗風(fēng)壓性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)研究、既有玻璃幕墻工程安全檢測(cè)評(píng)估和其他檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用、既有玻璃幕墻工程水密性能、氣密性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的研究，逐一解決在調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)的問題，建立既有建筑玻璃幕墻安全性能綜合檢測(cè)評(píng)估方法。

2.1 玻璃檢測(cè)評(píng)估

在用幕墻玻璃計(jì)算可考慮以下因素：①長(zhǎng)期使用強(qiáng)度衰減，國(guó)外文獻(xiàn)資料表明玻璃強(qiáng)度每 10 a 約衰減 5%；②采用合適的強(qiáng)度計(jì)算理論，目前采用在彈性薄板小撓度計(jì)算理論基礎(chǔ)上進(jìn)行部分非線性修正的方法，新工程設(shè)計(jì)應(yīng)用較為簡(jiǎn)單且較為安全。針對(duì)即有幕墻的玻璃可按彈性薄板大撓度理論進(jìn)行計(jì)算，目前采用有限元方法可較為精確地進(jìn)行計(jì)算評(píng)估，包括單片玻璃、中空玻璃、夾層玻璃和點(diǎn)式玻璃，尤其是點(diǎn)式玻璃的孔邊應(yīng)力驗(yàn)算非常重要。針對(duì)既有幕墻玻璃評(píng)估，應(yīng)充分考慮壽命全過程各種不利因素的影響，并參考四邊支撐 6 mm 玻璃的計(jì)算公式，對(duì)既有建筑玻璃應(yīng)力和撓度進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。

2.2 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠

通過大量的紫外老化和熱老化試驗(yàn)，已證明膠在一定條件下會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，膠體的硬度增加、強(qiáng)度下降。在用硅酮結(jié)構(gòu)膠的檢測(cè)評(píng)估主要分為老化性能、黏結(jié)性能等方面。

硅酮結(jié)構(gòu)膠邵氏硬度的檢測(cè)也是一種非常簡(jiǎn)捷有效的手段。在用硅酮結(jié)構(gòu)膠實(shí)際拉伸強(qiáng)度和延伸率可采用實(shí)體取樣，制作成可拉伸的樣品進(jìn)行試驗(yàn)室檢測(cè)分析，通過試驗(yàn)室可確定實(shí)際強(qiáng)度，并進(jìn)行硅酮結(jié)構(gòu)膠的壽命評(píng)估。

當(dāng)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠黏結(jié)強(qiáng)度經(jīng)檢驗(yàn)不符合 GB 16776—2016《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》規(guī)定時(shí)，在規(guī)定年限內(nèi)隱框（或半隱框）玻璃幕墻必須更換硅酮結(jié)構(gòu)密封膠或采取合適的加固措施。

影響硅酮結(jié)構(gòu)膠安全使用的關(guān)鍵是黏結(jié)面的質(zhì)量，在用硅酮結(jié)構(gòu)膠檢測(cè)評(píng)估時(shí)較難采用手拉試驗(yàn)的方法進(jìn)行黏結(jié)面質(zhì)量的檢測(cè)。主要通過以下方法面評(píng)估硅酮結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量：①觀察檢查，檢查硅酮結(jié)構(gòu)膠是否出現(xiàn)變（退）色、化學(xué)析出物、潮濕、漏水現(xiàn)象，檢查玻璃與硅酮結(jié)構(gòu)密封膠黏結(jié)面不應(yīng)出現(xiàn)黏結(jié)不連續(xù)的缺陷，黏結(jié)面處玻璃反射率應(yīng)均勻一致，黏結(jié)面處玻璃不應(yīng)有彩虹現(xiàn)象；②定量檢測(cè)，黏結(jié)面質(zhì)量的定量檢測(cè)可采用集中力加載的方式進(jìn)行。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠集中力加載示意見圖1。

圖1 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠集中力加載示意圖

2.3 主要受力框架

其他涉及既有幕墻的檢測(cè)評(píng)估技術(shù)還包括主要受力框架、幕墻連接構(gòu)造、安裝工藝質(zhì)量的檢查檢測(cè)等。可采用綜合內(nèi)窺技術(shù)，檢查幕墻隱蔽部位的構(gòu)造和工藝。主要受力框架一般采用結(jié)構(gòu)計(jì)算復(fù)核的方式，需選取工程各種類型板塊中較為不利的典型板塊進(jìn)行復(fù)核。幕墻主要受力框架與主體結(jié)構(gòu)的連接可靠性是非常重要的檢測(cè)評(píng)估環(huán)節(jié)，目前通常以預(yù)埋形式的連接方式為主。針對(duì)非預(yù)埋形式的連接方式應(yīng)采用可靠方法和手段進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。采用機(jī)械膨脹螺栓、化學(xué)錨栓作為連接方式要尤其注意評(píng)估安全可靠性。

既有建筑玻璃幕墻安全檢測(cè)評(píng)估方法主要包括以下內(nèi)容：①幕墻材料的檢測(cè)；②結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的檢測(cè)；③結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算；④安全性能評(píng)定。

根據(jù)承載能力、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)變形 3 個(gè)子項(xiàng)的等級(jí)進(jìn)行整體安全性能等級(jí)的綜合評(píng)定。

安全性能等級(jí)評(píng)定一般以承載力為主線，但結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、變形等與承載力的等級(jí)差異不應(yīng)＞ 1 級(jí)。當(dāng)任一子項(xiàng)存在 Du 級(jí)時(shí)，均應(yīng)立即采取措施，所以該幕墻工程的安全性能等級(jí)為 Du 級(jí)。當(dāng)玻璃幕墻的安全性能等級(jí)定為 Bu 級(jí)、Cu 級(jí)或 Du 級(jí)時(shí)，應(yīng)根據(jù)缺陷嚴(yán)重程度和具體情況有選擇地提出處理措施。

3 既有建筑玻璃幕墻安全性改造案例

3.1 項(xiàng)目背景

本項(xiàng)目位于上海市，占地面積為 3.5 萬 m2。該建筑分A、B 兩幢。A 樓總高度約 53.12 m，為一幢地上 13 層建筑物；B 樓總高度約 45.57 m，為一幢地上 11 層建筑物。建筑物外立面主要采用雙層玻璃幕墻與點(diǎn)式幕墻作為外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)，A 樓及 B 樓的西立面緊靠主干道，A 樓的南立面比鄰商業(yè)區(qū)，相對(duì)其他立面安全風(fēng)險(xiǎn)程度更高。根據(jù)委托方要求，對(duì)上述區(qū)域約 1.6 萬 m2玻璃幕墻進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

3.2 安全性鑒定檢測(cè)內(nèi)容

針對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行的安全性鑒定檢測(cè)內(nèi)容見表1。

表1 本項(xiàng)目安全性鑒定檢測(cè)內(nèi)容

3.3 抽樣檢測(cè)方案

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及調(diào)查，將該項(xiàng)目的 A 樓南立面、A 樓西立面、B 樓西立面分為 3 個(gè)幕墻鑒定單位工程。其中 A 樓南立面包含雙層玻璃幕墻、點(diǎn)式幕墻 2 個(gè)鑒定單元，A 樓西立面包含 2 個(gè)區(qū)域的雙層玻璃幕墻、點(diǎn)式幕墻 3 個(gè)鑒定單元，B樓包含雙層玻璃幕墻 1 個(gè)鑒定單元。幕墻劃分鑒定單元（單個(gè)單元面積一般不超過 5 000 m2）見表2。

表2 幕墻劃分鑒定單元

3.4 安全性鑒定評(píng)級(jí)

參考既有玻璃幕墻安全性等級(jí)評(píng)定方法，對(duì)應(yīng)既有玻璃幕墻各鑒定層次，進(jìn)行安全性鑒定等級(jí)的評(píng)定，確定最終幕墻的安全性能等級(jí)。

（1）面板子單元安全性鑒定等級(jí)按上海市工程建設(shè)規(guī)范 DG/TJ 08-803—2013 表4-16 確定，支承結(jié)構(gòu)子單元安全性鑒定等級(jí)按規(guī)范確定。

（2）鑒定單元安全性鑒定等級(jí)依據(jù)所含面板子單元安全性評(píng)級(jí)結(jié)果評(píng)定時(shí)，按 DG/TJ 08-803—2013 表4-23 的規(guī)定執(zhí)行；鑒定單元安全性鑒定等級(jí)依據(jù)所含支承結(jié)構(gòu)子單元安全性評(píng)級(jí)結(jié)果評(píng)定時(shí)，按規(guī)范執(zhí)行。

（3）鑒定單元安全性鑒定時(shí)，依據(jù)所含面板子單元、支承結(jié)構(gòu)子單元的安全性評(píng)級(jí)結(jié)果分別評(píng)定，并取較低等級(jí)作為安全性鑒定等級(jí)。

3.5 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

應(yīng)用有關(guān)“建筑安全運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)”的研究成果，對(duì)本項(xiàng)目的玻璃幕墻進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

本項(xiàng)目玻璃幕墻的玻璃面板頻繁發(fā)生爆裂脫落事故，其工程風(fēng)險(xiǎn)概率等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)定位為 D 級(jí)；本項(xiàng)目已竣工處在運(yùn)營(yíng)管理階段，面板脫落安全事故未造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；不存在工期延誤損失；本項(xiàng)目是跨國(guó)大公司的技術(shù)中心位于楊浦區(qū) CBD 地區(qū)，毗鄰地鐵出入口，人流密集，社會(huì)影響大，風(fēng)險(xiǎn)影響程度為較嚴(yán)重的。因此，按風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)矩陣，本項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)定為二級(jí)。

3.6 貼膜安全改造

3.6.1 一般規(guī)定

（1）既有建筑采用非安全玻璃或?yàn)榉乐逛摶Ａ屏衙撀鋾r(shí)，宜貼安全膜。

（2）建筑玻璃膜應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的安全或隔熱設(shè)計(jì)。

（3）正常使用條件下，室內(nèi)貼膜、涂膜設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng) ＜ 10 a，室外貼膜設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)＜ 5 a，中空玻璃內(nèi)部貼膜設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)＜ 15 a。

3.6.2 安全設(shè)計(jì)

安全貼膜設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括下列內(nèi)容：設(shè)計(jì)目的、依據(jù)，安全設(shè)計(jì)的立面圖、典型構(gòu)造節(jié)點(diǎn)及安全保證的說明。

安全貼膜厚度不應(yīng)＜ 0.05 mm，實(shí)際選用最小厚度應(yīng)根據(jù)玻璃厚度、面積按 JGJ/T 351—2015 《建筑玻璃膜應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》確定，同時(shí)應(yīng)考慮使用地區(qū)、使用部位的風(fēng)壓、外力沖擊等影響。

安全貼膜與建筑玻璃支承構(gòu)件連接應(yīng)可靠。建筑玻璃安全貼膜時(shí)宜采用滿貼方式，且玻璃膜與框支承構(gòu)件應(yīng)打注硅酮結(jié)構(gòu)密封膠和硅酮密封膠處理，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠厚度不應(yīng)＜ 3 mm，寬度不應(yīng)＜ 6 mm，硅酮耐候密封膠厚度不應(yīng)＜2 mm。既有建筑玻璃安全貼膜也可采用貼膜與框邊緣齊平后硅酮結(jié)構(gòu)密封膠連接方式，硅酮結(jié)構(gòu)密封膠直角邊不應(yīng)＜12 mm，硅酮耐候密封膠厚度不應(yīng)＜ 2 mm。

幕墻外貼安全膜，應(yīng)經(jīng)過殘余抗風(fēng)壓強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)證，殘余抗風(fēng)壓強(qiáng)度不應(yīng)＜0.4 Wk（Wk 為圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)壓設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值），且不應(yīng)＜ 1 kPa。外貼膜玻璃的殘余抗風(fēng)壓強(qiáng)度可按JGJ/T 351-2015 附錄 A 確定，試驗(yàn)用貼膜材料及邊部連接構(gòu)造應(yīng)與工程實(shí)際一致，且應(yīng)選取典型尺寸的玻璃板塊試驗(yàn)。

3.6.3 改造效果檢驗(yàn)

對(duì)貼膜玻璃幕墻進(jìn)行抗風(fēng)壓試驗(yàn)，樣品采用反向安裝，即明框幕墻室內(nèi)側(cè)向外，室外側(cè)面向壓力箱，直接承受風(fēng)壓作用。試驗(yàn)一的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 4.000 kPa，參照 GB/T 15227—2007 的試驗(yàn)方法進(jìn)行抗風(fēng)壓性能試驗(yàn)；試驗(yàn)二至試驗(yàn)六依次進(jìn)行，其風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值從 1.000 kPa 逐級(jí)升到4.000 kPa，每級(jí) 0.500 kPa，按照 GB/T 15227—2007的試驗(yàn)方法逐級(jí)進(jìn)行反復(fù)加壓檢測(cè)和安全檢測(cè)。貼膜玻璃幕墻抗風(fēng)壓試驗(yàn)結(jié)果匯總見表3。

表3 貼膜玻璃幕墻抗風(fēng)壓試驗(yàn)結(jié)果匯總表

3.6.4 貼膜施工

貼膜工具及輔助材料應(yīng)齊全，安裝液應(yīng)與功能膜配套。

（1）貼膜施工工藝包括下列流程：玻璃檢查和清潔→噴安裝液→上膜→擠水→裁邊→封邊（室外施工）→檢查。

（2）室內(nèi)安裝裁邊時(shí)，貼膜與四周密封材料間隙不應(yīng)＞1 mm。

（3）采用濕法（硅酮結(jié)構(gòu)密封膠或密封膠）作業(yè)時(shí)，應(yīng)保證現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的清潔，且環(huán)境溫度、濕度條件應(yīng)符合硅酮結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)品的規(guī)定，注膠種類、寬度和厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

（4）當(dāng)膜的寬幅小于玻璃邊長(zhǎng)時(shí)，隔熱貼膜可采用拼接工藝；安全貼膜或隔熱安全貼膜應(yīng)采用對(duì)接加覆蓋貼膜方式，覆蓋貼膜的寬度不應(yīng)＜50 mm，并通過試驗(yàn)確定殘余抗風(fēng)壓性能。

（5）在貼膜施工后 3 d 內(nèi)，不應(yīng)移動(dòng)貼膜玻璃；在貼膜施工后 15 d 內(nèi)，不得用水清洗貼膜玻璃。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)上海地區(qū)存量巨大的既有幕墻，2012年頒布實(shí)施的《上海市建筑玻璃幕墻管理辦法》和上海市工程建設(shè)規(guī)范DG/TJ 08-803—2013 使幕墻行業(yè)設(shè)計(jì)水平得到整體提升，特別在建筑幕墻的公共安全及運(yùn)維方面實(shí)現(xiàn)了非常有效的管控。

本項(xiàng)目地處上海市中心地帶，是地標(biāo)建筑之一。在不影響本項(xiàng)目正常辦公的前提下，實(shí)施玻璃幕墻整體的安全性改造，消除了高昂的時(shí)間成本。運(yùn)用玻璃幕墻貼膜改造技術(shù)進(jìn)行防脫落整治，整治后安全性能大大提升，杜絕了玻璃幕墻高空墜落傷人的事故發(fā)生，對(duì)上海 1 萬多棟既有建筑幕墻的安全性整治具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。這項(xiàng)工作意義重大，將在不斷完善和發(fā)展中更好地為城市服務(wù)。