幕墙玻璃脱胶坠落故分析及建议.doc

建筑幕墙玻璃脱胶坠落事故分析及建议 马启元 QYM2008@YAHOO.COM.CN 摘 要: 按照极限承载状态设计的幕墙玻璃粘接结构，在非极限条件发生脱胶坠落，表明结构设计或粘接施工环节出了问题。本文结合实例分析了玻璃脱胶的原因，对玻璃幕墙可靠性的监测提出一些建议。 关键词: 幕墙 玻璃 粘接 坠落 分析 前言 早期不少人对建筑玻璃粘接的安全性质疑，甚至将玻璃幕墙比喻成城市空中的定时炸弹，从而引起对幕墙结构粘接材料及施工管理的重视。多年来幕墙玻璃坠落罕见归因于脱胶，多见于钢化玻璃自爆的“玻璃雨”。近年来开始耳闻有玻璃脱胶坠落事故，有幸参与个别事故及潜在事故的勘察，感受到整片玻璃坠落飘逸产生的远大于“玻璃雨”的破坏力，观察到粘接设计及制造缺陷对玻璃幕墙安全性的危害，目前这些问题在既有建筑上较为突出，而新建幕墙也所见，其中问题尤为突出的是隐框中空玻璃幕墙。 幕墙玻璃粘接结构选材及粘接节点承载面积尺寸的设定是依据极限承载状态设计，在非极限承载状态玻璃脱胶，原因多与幕墙设计、施工和维护不当有关联。由于忧虑幕墙玻璃坠落事故曝光可能产生的社会影响，一般业主会迅速更换玻璃，然而遗留的忧虑是同结构上是否还会有第二块玻璃坠落？负责任的业主会寻求专业人员的技术支持，查找原因，制定对策，但一些顾虑过重的业主大多忌于信息扩散而未予深究，类似的事例在幕墙工程评标及技术交流活动中多有所闻，但具体可接触到的脱胶事例不多。本文仅结合接触到的实例分析玻璃脱胶的原因，对玻璃幕墙可靠性监测提出一些建议，供主管部门和业内参考。 幕墙中空玻璃粘接尺寸过小难以安全持久承载 建筑某2006年竣工，中空玻璃幕墙开启扇外片玻璃脱胶坠落，查阅存档的设计资料及维护记录发现（参见图1、2）： 开启扇采用（6＋6＋5）中空玻璃，尺寸1.5m×2m隐框安装, 玻璃无支撑； 风荷载标准值w =2kpa； 中空玻璃采用进口硅酮结构胶粘接密封，质量保证期20年； 计算书缺失结构粘接尺寸的验算，缺结构胶位移能力（δ值）数据； 维修档案见该建筑中空玻璃因密封失效严重结雾已有被更换的记录。 询问及现场勘察发现： 玻璃是在2月的一次大风中坠落，开启窗上中空玻璃的内片玻璃尚存； 整片玻璃由15层坠落在二层平台上，未伤人，仅二层外窗钢制护栏被砸变形； 观测玻璃碎片，可见硅酮结构密封胶沿原始粘接宽度5mm全部脱粘，仅存无承载能力的丁基密封胶残层（图3）； 观察建筑物幕墙的其他中空玻璃，可见粘接尺寸相同并发现有局部脱胶迹象（图3）。 图1 类似的建筑幕墙 图2 开启窗中空玻璃粘接设计图 图3 开启窗中空玻璃外观及坠落的外片玻璃碎片粘接尺寸测量结果 开启窗中空玻璃的外片玻璃坠落原因分析： JGJ 102规定隐框幕墙中空玻璃粘接应采用硅酮结构密封胶，粘接尺寸按极限承载状态设计，粘接宽度Cs应按给定条件的计算结果取值。经核算（计算过程略，下同），该建筑幕墙在无支撑状态玻璃自重荷载作用下结构胶粘接宽度Cs按应大于9.4mm；在风荷载作用下粘接宽度Cs至少应取10.5mm。而该幕墙玻璃粘接宽度仅5mm，比计算的安全取值少了一半，所以粘接节点承载能力严重不足是玻璃坠落的主因； 该幕墙中空玻璃粘接厚度为6mm，当玻璃温差位移时为保证结构胶伸缩变形不产生大于强度设计值的应力，选用的结构胶的变位能力（δ值）必须适度。该建筑幕墙缺失结构胶选材的关键技术参数。经验算，北京地区玻璃表面－15℃～70℃温差变化条件下，该幕墙必须选用变位能力大于4％的结构胶； 该建筑幕墙已有密封失效水蒸气进入中空玻璃内部的记录，湿气对粘接界面的侵蚀可直接诱发玻璃脱胶坠落； 该开启窗密封粘接中空玻璃的结构胶外露，使用年限已12年，长期经受外部雨淋、光照等环境的侵蚀，结构胶的性能及承载能力劣化。 隐框玻璃幕墙设计执行中空玻璃产品标准不当 某建筑隐框幕墙中空玻璃外片坠落，一片玻璃坠落掠过行人头顶后砸坏一辆汽车。 检查凡发现： 火焰检测粘接材料为聚硫密封胶； 中空玻璃边部粘接宽度为6mm。 原因分析： 隐框玻璃幕墙设计未执行JGJ 102规范对中空玻璃的技术规定，片面采用中空玻璃产品标准规定的粘接尺寸，按极限承载状态计算设定结构粘接的安全承载面积。 未执行JGJ 102规范对隐框幕墙中空玻璃应采用硅酮结构胶粘接的规定，错误采用聚硫密封胶。 必须强调：普通门窗或明框安装中空玻璃由框架支撑，作用在外片玻璃上的水平荷载直接由玻璃传递到框架上，二道密封胶粘接宽度应按产品标准GB11944规定为5~7mm，对变位能力也不要求（图4），但隐框幕墙粘接安装的中空玻璃完全依靠结构粘接固定，二道密封胶要保证密封，作用在外片玻璃上的外加荷载要通过胶层向结构框架传递（图5），忽视结构胶必需的粘接面积，就要承担承载能力不足导致脱