張曉波 （合肥市建筑工程施工圖審查中心，安徽 合肥 230000）

0 前言

幕墻是現(xiàn)代建筑常用的外維護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾結(jié)構(gòu)。我國(guó)建筑幕墻從1978年開(kāi)始起步，進(jìn)入21世紀(jì)初，中國(guó)已經(jīng)發(fā)展為世界第一幕墻生產(chǎn)大國(guó)和使用大國(guó)[1]。近年來(lái)，建筑幕墻繼續(xù)迅猛發(fā)展，合肥地區(qū)大量建筑物使用了玻璃幕墻、石材幕墻、金屬及人造板材幕墻。幕墻形式已經(jīng)涵蓋構(gòu)件式、單元式、點(diǎn)支撐、全玻璃以及雙層幕墻。目前，合肥市正在安裝世界使用高度最大的索結(jié)構(gòu)幕墻。及時(shí)總結(jié)幕墻設(shè)計(jì)、施工、施工圖審查工作中的經(jīng)驗(yàn)，探討存在的問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 建筑幕墻對(duì)鋁合金材料的規(guī)定

建筑幕墻的支承結(jié)構(gòu)主要使用鋼材、鋁合金、不銹鋼等材料，其中鋁合金材料屬于幕墻特有的材料種類。民用建筑設(shè)計(jì)、施工、審圖人員對(duì)鋁合金材料性能熟悉程度不夠，有必要詳細(xì)闡述。

1.1 鋁合金材料必須是鍛造鋁合金，不允許使用鋁合金鑄造件

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50429）中明確規(guī)定：“用于承重結(jié)構(gòu)的鋁合金應(yīng)采用軋制板、冷軋帶、拉制管、擠壓管、擠壓型材、棒材等鍛造鋁合金”。就是結(jié)構(gòu)用鋁合金材料必須是經(jīng)過(guò)“軋、拉、擠、壓”等鍛造工藝處理后的鋁合金。因?yàn)殄懺熹X合金不僅強(qiáng)度較高，還有一定的延伸率，而鑄造鋁合金是脆性材料，抗拉強(qiáng)度低、延性很差，所以鑄造鋁合金不能作為結(jié)構(gòu)件材料使用。

1.2 鋁合金材料應(yīng)同時(shí)注明牌號(hào)和狀態(tài)號(hào)

和鋼材不同，鋁合金材料有牌號(hào)和狀態(tài)號(hào)2個(gè)參數(shù)，必須同時(shí)注明。鋁合金牌號(hào)的第一位表示鋁的主要合金元素。例如6xxx，表示以鎂和硅為主要合金元素的鋁合金；3xxx表示以錳為主要合金元素；5xxx表示以鎂為主要合金元素。不同牌號(hào)的鋁合金強(qiáng)度差異很大。

狀態(tài)號(hào)表示鋁合金加工的狀態(tài)。常用的T狀態(tài)具體含義如下：T4固溶熱處理+自然時(shí)效；T5高溫成型+人工時(shí)效；T6固溶熱處理+人工時(shí)效。通過(guò)表1可見(jiàn)，同一牌號(hào)、不同狀態(tài)號(hào)的鋁合金強(qiáng)度也不相同，因此設(shè)計(jì)、施工文件必須注明鋁合金的牌號(hào)和狀態(tài)號(hào)。實(shí)際幕墻工程中就出現(xiàn)過(guò)設(shè)計(jì)方選用6063-T6鋁合金，施工方采用6063-T5的情況，導(dǎo)致幕墻尚未竣工就需要加固處理。

幕墻常用鋁合金的力學(xué)性能 表1

2 鋼化玻璃自爆是鋼化玻璃的固有特性

幕墻鋼化玻璃自爆后，玻璃渣墜落傷人的情況時(shí)有發(fā)生，社會(huì)影響很大。某些工程師誤認(rèn)為采用均質(zhì)鋼化玻璃、超白玻璃可以完全避免鋼化玻璃自爆發(fā)生，這是誤解。

均質(zhì)鋼化玻璃、超白玻璃只能大大減少玻璃的自爆率。玻璃自爆的原因是玻璃中含有微小的硫化鎳晶體結(jié)核，硫化鎳晶體分為高溫下穩(wěn)定的高密度α相和室溫下穩(wěn)定的低密度β相。玻璃鋼化過(guò)程中的高溫將硫化鎳晶體轉(zhuǎn)化成高溫穩(wěn)定的高密度的α相，由于鋼化后玻璃冷卻很快，導(dǎo)致硫化鎳晶體α相沒(méi)有足夠的時(shí)間都轉(zhuǎn)化為室溫下穩(wěn)定的低密度β相。在玻璃鋼化冷卻后的使用過(guò)程中，硫化鎳晶體隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生晶態(tài)變化，即由高溫穩(wěn)定α相晶體無(wú)預(yù)兆轉(zhuǎn)化為室溫穩(wěn)定的β相晶體。此時(shí)，由于硫化鎳晶體的密度減小，其體積膨脹4%，膨脹應(yīng)力可以使玻璃破裂，且破裂時(shí)間無(wú)法預(yù)測(cè)，可能發(fā)生在鋼化玻璃生產(chǎn)出來(lái)幾個(gè)月或幾十年后[1]。為了減少這種自爆，宜對(duì)鋼化玻璃進(jìn)行二次熱處理，通常稱為引爆處理或均質(zhì)處理。但是，由于硫化鎳存在于玻璃原料中，目前無(wú)法完全清除，因此處理后的玻璃只能降低自爆率，不能完全避免玻璃自爆。避免玻璃自爆碎裂后脫落傷人的常用方法是對(duì)鋼化玻璃采用夾膠、貼膜等方法處理，可以做到玻璃碎而不落，避免安全事故的發(fā)生。

3 玻璃幕墻鋁型材與螺釘之間有匹配要求

隱框、半隱框玻璃幕墻的面板玻璃與鋁合金副框在工廠完成粘接后，需要用螺釘將副框連同玻璃一起固定到立柱和橫梁上。螺釘與鋁合金立柱及鋁合金橫梁之間有匹配要求，設(shè)計(jì)單位經(jīng)常忽視?！恫Ａ粔こ碳夹g(shù)規(guī)范》（JGJ102）以強(qiáng)制性條文的形式規(guī)定：“…型材孔壁與螺釘之間直接采用螺紋受力連接時(shí)，其局部截面厚度不應(yīng)小于螺釘?shù)墓Q直徑”。這是為了保證受力螺紋連接的可靠性。因?yàn)檫B接螺釘過(guò)粗時(shí)，單個(gè)螺釘受力大，容易引起螺釘拉脫破壞。正確的做法應(yīng)該是控制螺釘直徑與鋁合金龍骨的厚度相匹配，減小螺釘間距。就是通過(guò)增加緊固螺釘?shù)臄?shù)量來(lái)保證連接的可靠性。

4 云石膠只能用于石材幕墻的臨時(shí)固定

石材幕墻石板與掛件的連接十分重要，直接關(guān)系到幕墻安全。另外，為防止掛件與面板之間剛性接觸而造成面板損壞，防止面板滑移，掛槽和掛件之間的空隙也要灌注具有一定的彈性且模量較高的結(jié)構(gòu)膠粘劑固定。在實(shí)際工程中，由于云石膠凝固快，能在低溫下施工，價(jià)格低廉，有些石材幕墻被發(fā)現(xiàn)采用云石膠粘接。由于云石膠是一種不飽和聚酯類膠粘劑，而不飽和聚酯結(jié)構(gòu)中存在過(guò)多的親水性較強(qiáng)的酯鍵，在潮濕的環(huán)境中樹(shù)脂會(huì)逐步水解，導(dǎo)致云石膠粘結(jié)強(qiáng)度急劇下降，甚至完全喪失，引起石板脫落。所以云石膠只能用于石板的快速定位，石材與掛件之間的粘接必須使用石材專用環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠。圖1是某工程石板脫落的現(xiàn)場(chǎng)圖片，可見(jiàn)云石膠與石材之間粘接破壞，石板已經(jīng)脫落。

圖1

5 玻璃幕墻的室內(nèi)防護(hù)

當(dāng)前，建筑外立面整體設(shè)置玻璃幕墻的建筑物越來(lái)越多。由于外側(cè)有玻璃幕墻圍護(hù)，樓層是否需要另行設(shè)置防護(hù)欄桿是很受業(yè)主和設(shè)計(jì)單位關(guān)注的問(wèn)題。相關(guān)規(guī)范有下列規(guī)定。

①《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50096-2011）5.8.1強(qiáng)制條文規(guī)定：“窗外沒(méi)有陽(yáng)臺(tái)或平臺(tái)的外窗，窗臺(tái)距樓面、地面的凈高低于0.90m時(shí)，應(yīng)設(shè)置防護(hù)設(shè)施。”

②《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB50352-2005）6.10.3條注2：“低窗臺(tái)、凸窗等下部有上人站立的寬窗臺(tái)面時(shí)，貼窗護(hù)欄或固定窗的防護(hù)高度應(yīng)從窗臺(tái)面起計(jì)算?！眹?guó)標(biāo)圖集《民用建筑設(shè)計(jì)通則》圖示06SJ813 6～30頁(yè)也與上述意見(jiàn)一致。

③按照《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 規(guī)劃·建筑·景觀》10.5.2條，“低于規(guī)定窗臺(tái)高度h的窗臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱低窗臺(tái)），應(yīng)采取防護(hù)措施（如：采用護(hù)欄或在窗下部設(shè)置相當(dāng)于欄桿高度的防護(hù)固定窗，且在防護(hù)高度設(shè)置橫檔窗框），其防護(hù)高度h應(yīng)滿足本節(jié)第10.5.1條的規(guī)定，…”。

所以，外側(cè)是玻璃幕墻的建筑物，樓層內(nèi)應(yīng)有防護(hù)措施。防護(hù)措施的具體做法，按照《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 規(guī)劃·建筑·景觀》的說(shuō)法是采用護(hù)欄或在窗下部設(shè)置相當(dāng)于欄桿高度的防護(hù)固定窗，且在防護(hù)高度設(shè)置橫檔窗框。因此，具體防護(hù)形式可以由設(shè)計(jì)單位按相關(guān)規(guī)范和各地方的具體要求確定。如果采用防護(hù)固定窗，橫檔窗框應(yīng)滿足陽(yáng)臺(tái)欄桿的要求，其強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)與風(fēng)荷載疊加計(jì)算。上海市《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（DBJ08-56-2012）4.3.5有一些具體規(guī)定，具有一定的參考價(jià)值。同時(shí)，幕墻玻璃應(yīng)設(shè)置醒目警示標(biāo)志，幕墻內(nèi)片玻璃應(yīng)采用鋼化夾膠安全玻璃，并滿足《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ113-2015）的要求。兼做防護(hù)的玻璃幕墻在施工完畢后應(yīng)抽樣做靜載和撞擊試驗(yàn)。撞擊實(shí)驗(yàn)可以參照《建筑幕墻》（GB/T21068-2007）附錄F進(jìn)行。耐撞擊性能按照《建筑幕墻》（GB/T21068-2007）第5.1.7.1條應(yīng)由設(shè)計(jì)單位確定。

6 幕墻的日常保養(yǎng)和維護(hù)

建筑幕墻不是永久圍護(hù)結(jié)構(gòu)，幕墻的安全使用有賴于及時(shí)的檢查維護(hù)。業(yè)主和施工單位對(duì)幕墻日常檢查維護(hù)重視不夠，是幕墻出現(xiàn)脫落等安全事故的重要原因。

《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》和《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》都用專門的章節(jié)對(duì)幕墻的保養(yǎng)和維修做了規(guī)定。例如《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：幕墻工程竣工驗(yàn)收后一年時(shí)，應(yīng)對(duì)幕墻工程進(jìn)行一次全面檢查，此后每5年應(yīng)檢查1次；幕墻使用10年后應(yīng)對(duì)該工程不同部位的結(jié)構(gòu)硅酮密封膠進(jìn)行粘接性能抽樣檢查，此后每3年宜檢查1次；幕墻遇強(qiáng)風(fēng)襲擊后，應(yīng)及時(shí)全面檢查等。同時(shí)還規(guī)定：幕墻工程承包商在幕墻交付使用前應(yīng)為業(yè)主培訓(xùn)幕墻維修、維護(hù)人員。

因此，幕墻承包單位應(yīng)切實(shí)履行規(guī)范規(guī)定的義務(wù)，規(guī)避法律風(fēng)險(xiǎn)。建議相關(guān)管理部門鼓勵(lì)業(yè)主委托專業(yè)幕墻單位對(duì)幕墻工程開(kāi)展日常檢查、維護(hù)工作。

[1]張芹.幕墻工程百問(wèn)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010（1）.

[2]JGJ102-2003，玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JGJ33-2001，金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范[S].

[4]DGJ08-56-2012，建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范[S].

[5]GB50429-2007，鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].