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2016年5月

上海

上海中心大廈，一塊玻璃76層墜落

施工更換，工人操作不當

1人受傷

　　然而玻璃幕墻出現(xiàn)的問題，并不能代表既有幕墻存在的所有問題，特別是鋼化玻璃自爆的問題，它更多的是反映了鋼化玻璃自身存在的缺陷，并不能完全代表既有幕墻的安全問題。隨著時間的推移，對既有幕墻管理的不當、材料的老化、機械的磨損、金屬的銹蝕和長期荷載的反復作用，使得既有幕墻的安全存在許多不確定的潛在的因素值得我們?nèi)フJ真的關(guān)注。

　　3、既有幕墻安全狀態(tài)

　　我國既有幕墻的安全狀態(tài)，通過30年時間在自然環(huán)境條件下的使用和考驗，以及在不同地區(qū)開展的安全調(diào)查顯示，至今尚未有既有幕墻結(jié)構(gòu)垮塌的現(xiàn)象，在我國近年歷經(jīng)的幾次大地震中，既有幕墻的抗震性能和安全性也能都有不俗的表現(xiàn)。由此可見，至今我國的既有幕墻在安全性能方面基本是可靠的。同時我們也應該清醒的看到，我國建筑幕墻從無到有，從不規(guī)范到規(guī)范，經(jīng)歷過不同階段的發(fā)展，部分既有幕墻現(xiàn)在已超過建筑設計使用年限，幕墻的不同部件和材料存在不同程度的老化、疲勞、磨損及銹蝕等，這些均對既有幕墻的安全及可靠性產(chǎn)生影響。

　　3.1 開啟扇脫落

　　幕墻采光和通風的開啟部分，是幕墻必不可少的構(gòu)件。從2003年由SARS病毒感染引起的非典型肺炎傳染病，以及綠色建筑設計的需要，人們對提高建筑幕墻通風能力的呼聲越來越高，對幕墻開啟部分所占幕墻面積的比例要求越來越大，有些地方標準甚至將之列為強制性的規(guī)定。然而，從安全的角度出發(fā)，幕墻的可開啟部分，特別是可外開的開啟扇卻是幕墻安全的最薄弱環(huán)節(jié)。從深圳市近期對25年以上既有幕墻安全狀況的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有近30%的幕墻發(fā)生開啟扇整體脫落的現(xiàn)象，特別是在臺風季節(jié)，出現(xiàn)的現(xiàn)象更為嚴重，有的幕墻幾乎每年都有開啟扇脫落的現(xiàn)象。究其原因，除了不合理的構(gòu)造設計、窗扇尺寸過大、五金配件不匹配或劣質(zhì)、不當?shù)牟僮骱褪褂猛?，尤以開啟扇得不到正常的維護維修所導致的安全事故最為突出。這種現(xiàn)象在住宅建筑中更為多見，甚為危險。圖4為已損害的玻璃幕墻開啟扇且未能得到及時的維護維修。

　　3.2 結(jié)構(gòu)密封膠老化

　　隱框玻璃幕墻是采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠將玻璃粘接在幕墻的支承構(gòu)件上，并通過連接件將玻璃面板的荷載傳遞到建筑主體結(jié)構(gòu)上。由于具有特殊的裝配構(gòu)造，隱框玻璃幕墻在降低玻璃鑲嵌構(gòu)造所造成的應力破壞和抗震方面的能力要高于其它種類的玻璃幕墻。嚴格按照規(guī)范要求制作和安裝的隱框玻璃幕墻具有良好的安全性能和使用記錄。由于隱框玻璃幕墻采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠進行結(jié)構(gòu)性裝配并由結(jié)構(gòu)密封膠承擔荷載的傳遞，因此硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的力學性能和耐老化性能對隱框玻璃幕墻的安全性能有重要影響，所以硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的力學性能和耐老化性能備受各界的關(guān)注，特別是超過十年以上的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠性能及其對玻璃幕墻的安全性能的影響更加受到關(guān)注。

　　硅酮結(jié)構(gòu)密封膠是一種耐老化性能很好的高分子材料，國外最早于上世紀七十年代初開始采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠制作安裝隱框玻璃幕墻，至今已近半個世紀。在國內(nèi)，從上世紀80年代中開始至今也已達到了30年。從國內(nèi)某硅酮密封膠生產(chǎn)企業(yè)對其生產(chǎn)的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠從生產(chǎn)日期(1997年)到使用了10年(2007年)和15年(2012年)之后的耐老化試驗中的檢測數(shù)據(jù)可以得到相應的驗證，見表2。由表2可見，10年后硅酮結(jié)構(gòu)密封膠彈性下降了25%，15年后下降了35%，但拉伸強度卻不降反升。

　　表2

　　最近深圳市一個停建項目因工程改建的需要，對使用已有20年時間的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠(國外產(chǎn)品)進行現(xiàn)場取樣檢測，發(fā)現(xiàn)其彈性雖然下降較多，已有可能影響膠的正常使用，但其粘接力卻沒有明顯的下降，也未見有影響結(jié)構(gòu)密封膠承載能力的缺陷存在，見表3。

　　表3

　　硅酮結(jié)構(gòu)密封膠作為一種高分子材料，從以上的檢測結(jié)果可以看到其具有非常好的耐老化性能。但對其真正的使用壽命極限，到目前為止，世界范圍內(nèi)尚未有準確的答案。在工程使用中，目前材料供應商一般只按常規(guī)提供10年的商業(yè)質(zhì)量保證期，但這并不意味著硅酮結(jié)構(gòu)密封膠只有10年的正常使用性能，10年后的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠就會有危險和沒有安全保證通常是一種誤解。我國最近完成了《建筑幕墻用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》JGT  475-2015建工行業(yè)產(chǎn)品標準的編制，提出了用于建筑幕墻工程的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠其設計使用年限不少于25年，也就是要求硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的使用壽命應在25年以上。從中也可證明通過嚴格生產(chǎn)工藝控制和檢測的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的使用壽命應在25年以上，并不是現(xiàn)在的10年保質(zhì)期?，F(xiàn)在現(xiàn)存的具有30年以上的任然在使用的大量既有隱框玻璃幕墻，就是經(jīng)過長時間的自然耐老化的結(jié)果，可反映出硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的真實耐老化性能可以達到25年或以上。

　　2016年深圳市住建局組織幕墻專家對深圳市已建成20年以上(2000年以前)的16項建筑幕墻工程進行了安全性調(diào)查。其中10個項目為隱框、半隱框玻璃幕墻，均采用了硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，到目前為止，未發(fā)生因結(jié)構(gòu)密封膠老化問題而發(fā)生安全事故。通過現(xiàn)場重點觀察和手動檢查，可發(fā)現(xiàn)大部分既有隱框玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)密封膠均存在膠體硬化、表面粉化的老化跡象，特別是超過25年以上的結(jié)構(gòu)密封膠老化現(xiàn)象更為明顯，但對幕墻安全構(gòu)成危害的膠體自身開裂，或與粘接面存在脫膠開裂的現(xiàn)象尚未觀察到。對于這些項目的結(jié)構(gòu)密封膠還能正常使用多長時間，潛在的安全問題有多大，則需要不斷的加強關(guān)注和安全檢查，通過采用多種檢測方法進行試驗驗證才能作出科學的判斷。

　　3.3金屬構(gòu)件銹蝕

　　密封膠和密封膠條等密封材料的老化，以及結(jié)構(gòu)位移造成既有幕墻雨水滲漏，從而對既有幕墻金屬支承構(gòu)件產(chǎn)生嚴重的銹蝕，是構(gòu)成既有幕墻潛在安全問題的另一個問題。由于既有幕墻的絕大部分支承構(gòu)件和連接件基本都處于隱蔽狀態(tài)，一般情況下較難發(fā)現(xiàn)因雨水滲漏產(chǎn)生的銹蝕問題，但有雨水滲漏的部位發(fā)生金屬材料銹蝕是肯定存在的，且在我國的既有幕墻中應該是普遍存在的(圖5)。除了雨水滲漏產(chǎn)生的金屬構(gòu)件銹蝕外，不同金屬接觸界面產(chǎn)生的腐蝕也相當嚴重，這主要發(fā)生在連接件的連接部位。

　　3.4 玻璃面板破損

　　玻璃幕墻面板破損，特別是鋼化玻璃自爆后產(chǎn)生的危害一直是困擾我國既有幕墻安全的一個主要原因，有的玻璃幕墻經(jīng)過20年的使用，到現(xiàn)在還不斷有玻璃自爆的問題;也有的玻璃幕墻剛建造完畢，卻因為有大量的玻璃自爆而無法竣工交付使用。通過現(xiàn)場安全檢查表明，在正確的設計條件下，玻璃破損的主要原因在于玻璃的品種和玻璃自身的質(zhì)量問題。在深圳市開展的既有幕墻安全調(diào)研檢查中，凡采用鋼化玻璃的項目均有自爆的問題，有的自爆率遠遠超過正常自爆率的范圍。但也有的鋼化玻璃幾乎沒有發(fā)生過自爆，產(chǎn)品質(zhì)量非常好。在采用半鋼化玻璃的所有項目中，包括已經(jīng)使用達到設計使用年限的玻璃幕墻，均未有自爆的現(xiàn)象，即使有其它的因素造成玻璃破損，也未造成墜落的問題。圖6為半鋼化玻璃破損后依然沒有剝落。

　　3.5面板及面板連接件老化

　　板材背面加強筋脫離、面板與支承構(gòu)件的連接松動等都影響到鋁板幕墻的外觀和安全性能。近年在海南、福建、廣東均有鋁板幕墻因連接不可靠而產(chǎn)生鋁板幕墻面板被風掀開的安全問題。石材幕墻板塊脫落的現(xiàn)象也是較為常有的現(xiàn)象，其原因為板塊長期裸露在自然環(huán)境下，受到風吹、雨淋、日曬和高低溫的作用，面板風化、開裂、連接件松動等，對于一些較為疏松的石材，如大理石、砂巖、石灰石等尤為嚴重(圖8)。

　　3.6 既有幕墻的防火

　　我國既有幕墻的防火問題，由于外墻外保溫系統(tǒng)的介入，其防火安全問題極為嚴峻，即使新實施的《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014對其作了專門的規(guī)定，但也并沒能也很難完全避免因內(nèi)側(cè)外墻保溫系統(tǒng)起火之后累及外側(cè)的幕墻系統(tǒng)。因為在幕墻與外墻保溫系統(tǒng)間的通道，其燃燒溫度可達千度，足以摧毀幕墻的一切構(gòu)件，特別是非透明幕墻，如金屬板幕墻、石材幕墻、人造板幕墻等。圖9為基層墻體具有保溫材料，外層為鋁塑板幕墻在做防火試驗時所錄得的通道間的溫度曲線。

　　同時，幕墻的層間防火封堵施工質(zhì)量存在較多的問題，防火材料達不到設計要求，封堵不密實，封堵位置不正確。有些項目對幕墻層間封堵的處理僅作為一個擺飾的構(gòu)件，封堵層可從建筑的頂層一直透視到底層(圖10)。如此封堵效果，在建筑失火時將對人員生命構(gòu)成嚴重威脅。

　　3.7 不規(guī)范設計和施工造成潛在的危害

　　九十年代末開始，隨著幕墻建造量大幅提升，參與幕墻工程施工的企業(yè)大量增多，良莠不齊。設計不符合規(guī)范要求、材料假冒低劣、施工質(zhì)量監(jiān)管不嚴和不規(guī)范的情況時有發(fā)生，造成了一些不符合設計和施工規(guī)范要求，存在質(zhì)量缺陷或安全問題的既有幕墻工程客觀存在。以下所列的現(xiàn)象僅為許多潛在危害的表現(xiàn)。

　　1)隱框玻璃開啟扇設計不當

　　既有隱框玻璃開啟扇，包括隱框玻璃幕墻和常規(guī)門窗用隱框開啟扇，相當大的一部分存在玻璃下端無托快的設計(圖11);采用中空玻璃的開啟扇，則存在中空玻璃用結(jié)構(gòu)密封膠與中空玻璃與窗扇框粘接的結(jié)構(gòu)密封膠相互位置不重疊的問題(圖12);開啟扇開口過大也是常有的違規(guī)設計(圖13)，(圖11)這些都給開啟扇的正常使用帶來潛在的危險。

　　2)用其它種類的膠粘劑代替結(jié)構(gòu)密封膠

　　隱框玻璃幕墻是采用建筑結(jié)構(gòu)密封膠進行結(jié)構(gòu)裝配的一種玻璃幕墻，合格的隱框玻璃幕墻通常不可能有玻璃墜落的安全問題。由于受人工操作和環(huán)境因素，或經(jīng)過火災等高溫下使用的影響，隱框玻璃幕墻的玻璃粘接性能往往達不到設計的最好性能，但通常不會影響玻璃幕墻的正常使用。造成隱框幕墻玻璃有可能脫落的最主要原因之一在于施工單位和中空玻璃生產(chǎn)廠家在制作隱框玻璃幕墻時，采用不合格的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠或非結(jié)構(gòu)密封膠(一般的密封膠或聚硫膠)進行玻璃的結(jié)構(gòu)性粘接，從而導致隱框玻璃幕墻玻璃整片的脫落和下墜(圖14);其次就是施工單位沒有嚴格按照《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ-102的要求制作和安裝隱框玻璃幕墻，輔材與硅酮結(jié)構(gòu)密封膠不相容、基材表面處理不正確等。

　　3)外傾玻璃或倒掛石材無防墜措施

　　外傾玻璃幕墻玻璃設計沒有采用夾膠玻璃，在早期的建筑幕墻中為數(shù)不少，目前有些仍然在使用中(圖15)。倒掛石材設計時沒有采取防墜落措施，有的甚至存在嚴重的雨水滲漏現(xiàn)象，安全隱患極為嚴重(圖16)

　　3.8幕墻維護維修缺失

　　在我國大量的既有幕墻項目中，絕大部分的項目沒有明確的幕墻安全管理責任人，普遍存在工程技術(shù)資料保存不完整、《幕墻使用維護說明書》和幕墻維護維修管理制度缺失、正常安全檢查和定期安全性鑒定沒有開展、幕墻專項維護維修資金不到位等問題，這對既有幕墻的安全正常運行產(chǎn)生很大的危害。

　　4、應對措施

　　4.1 嚴格執(zhí)行并持續(xù)開展既有幕墻的安全檢查

　　建筑部關(guān)于既有建筑幕墻安全管理的第一個規(guī)章是2006年9月1日由建設部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司發(fā)布的《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)上海市〈關(guān)于開展本市既有玻璃幕墻建筑專項整治工作的通知〉的通知》(建質(zhì)質(zhì)函[2006]109號)?！锻ㄖ芬蟾鞯厍袑嵓訌妼扔薪ㄖ粔Φ氖褂冒踩芾恚e極組織開展本地區(qū)既有建筑幕墻專項整治工作，及時排查質(zhì)量安全隱患，強化對既有建筑幕墻安全維護的監(jiān)督管理。2006年12月5日建設部發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)〈既有建筑幕墻安全維護管理辦法〉的通知》(建質(zhì)[2006]291號)。2012年3月1日，住建部發(fā)布了《關(guān)于組織開展全國既有玻璃幕墻安全排查工作的通知》(建質(zhì)[2012]29號)，這是第一次由部委組織的全國既有玻璃幕墻安全排查工作。2015年3月4日，住建部、國家安全監(jiān)管總局發(fā)布了《關(guān)于進一步加強玻璃幕墻安全防護工作的通知》(建標[2015]38號),文件要求各級住房城鄉(xiāng)建設主管部門對于使用中的既有玻璃幕墻要進行全面的安全性普查，建立既有幕墻信息庫，建立健全安全監(jiān)管機制，進一步加大巡查力度，依法查處違法違規(guī)行為。

　　對于既有幕墻的安全檢查和管理工作，全國各省市政府主管部門均發(fā)布了相應的管理法規(guī)和實施細則，其中尤以上海市在既有幕墻的安全管理方面走在全國的全面，而其他地區(qū)仍有相當?shù)牟罹啵扔心粔Φ陌踩芾砗蜋z查并沒有完全開展或流于形式，沒有落到實處。為確保既有幕墻的安全，我們必須高度認識開展對既有幕墻進行安全檢查和維護維修的重要性，要嚴格落實既有幕墻安全管理的責任人，健全既有幕墻安全管理機構(gòu)和運作機制，探索和落實既有幕墻安全維護維修資金的來源，培養(yǎng)和提高既有幕墻檢查人員的技術(shù)水平，將既有幕墻安全和維護維修工作作為一項日常的規(guī)范性工作長期持續(xù)開展下去。

　　4.2 建立既有幕墻檢查機構(gòu)和研發(fā)現(xiàn)場檢測新技術(shù)

　　既有幕墻的安全檢查和鑒定工作，不同于一般的幕墻性能檢測，不能簡單的將現(xiàn)有的幕墻檢測機構(gòu)作為既有幕墻安全檢查和鑒定機構(gòu)使用。既有幕墻的安全檢查、鑒定和處理，有如病人患病到醫(yī)院就診，患子首先需要由醫(yī)生進行檢查，如有必要再由醫(yī)生安排進行身體各種器官的檢查，如驗血、B超、CT等等，待檢查結(jié)果出來再由醫(yī)生根據(jù)儀器檢查的結(jié)果進行綜合的判斷并提出治療的方案，對癥下藥進行治療。由此可見既有幕墻的檢查需要有專業(yè)且具有較高水平和經(jīng)驗的建筑幕墻從業(yè)人員，包括既有長期從事幕墻設計、施工、管理，且能全面掌握和熟悉幕墻規(guī)范和檢測方法的高級專業(yè)人員來擔當。并由他們按照檢查程序和檢查內(nèi)容對既有幕墻存在的問題進行現(xiàn)場的檢查和工程檔案的核對，根據(jù)不同的檢查結(jié)果提出進一步的幕墻性能檢測要求，包括檢測項目、檢測方案和檢測方法等。通過專項的檢測，再依據(jù)檢測出來的結(jié)果判定既有幕墻存在的問題并作出可靠性鑒定報告和受檢既有幕墻的維護維修或改造方案。目前既有如此能力的幕墻檢測機構(gòu)不多，我們應該及時的建立既有幕墻的專業(yè)檢查機構(gòu)以應付日益增多的既有幕墻檢測的需要。

　　由于既有幕墻的安全檢查基本都為現(xiàn)場，特別是對于隱蔽工程和結(jié)構(gòu)密封膠的現(xiàn)場檢查，目前尚未有較好的檢測方法。為適應既有幕墻檢測的特點，我們必須進一步研究和開發(fā)出一些新的檢測技術(shù)，如現(xiàn)場無損檢測技術(shù)，既能發(fā)現(xiàn)既有幕墻存在的問題，又能保持既有幕墻的完整性。

　　4.3 制定和完善既有幕墻標準體系

　　我國目前尚未完成針對既有幕墻可靠性鑒定和既有幕墻維護維修工程技術(shù)的相關(guān)標準的制定，國家行業(yè)標準《既有建筑幕墻可靠性鑒定及加固規(guī)程》正在報批中，還沒有真正實施。各省市也有一些地方標準已完成制定并在實施中，如上海、廣東和深圳。但作為標準體系來衡量還不夠完善，特別是對于既有幕墻存在的一些安全缺陷的評判標準指標值和檢測方法，目前還不夠系統(tǒng)、準確和統(tǒng)一。如對隱框玻璃幕墻安全有重大影響的結(jié)構(gòu)密封膠老化程度以及使用期限，就很難有有效的可量化的指標值和檢測方法來準確的評定。如此問題，我們應該加強技術(shù)攻關(guān)，聯(lián)合相關(guān)企業(yè)對檢測方法、判定指標和依據(jù)進入深入的研究，尋求一種切實可行的檢測和判定方法，以便能及早的發(fā)現(xiàn)和處理因結(jié)構(gòu)密封膠老化產(chǎn)生的安全隱患。

　　既有幕墻工程的維護維修以及改造技術(shù)，不完全等同于新建幕墻的工程技術(shù)，其設計和施工的難度有的遠超過新建幕墻的設計和施工。特別是針對原有建筑結(jié)構(gòu)、原有建筑幕墻構(gòu)件的可靠性和承載力的計算和判定，施工技術(shù)和安全管理需要有專門的工程設計標準加以規(guī)范和實施。

　　4.4實行新建幕墻設計方案審查制度

　　目前，我國每年仍有大量的新建建筑幕墻投入使用，為確保既有幕墻的安全可靠，防止新建幕墻帶著潛在危險進入到既有幕墻的行列，我們應加強對幕墻設計的管理，建立對新建建筑幕墻實行設計方案審查制度，將建筑幕墻可能存在的安全問題控制在方案階段并加以制止，以提升既有幕墻的安全性和可靠性。我國現(xiàn)行的《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003和《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001實施至今已有十幾年，作為國家行業(yè)標準所提出的一些規(guī)定和基本要求，在日益增加的安全要求方面，有些已已不再適應了。加之現(xiàn)在的建筑設計在建筑外觀的設計上，新穎復雜的立面造型、超大面板板塊的設計、新型建筑材料的出現(xiàn)給建筑幕墻在設計上提出了很多新的挑戰(zhàn)，超過和突破現(xiàn)行設計規(guī)范的規(guī)定的設計很多，潛在著較多的危險因素。依據(jù)現(xiàn)行設計規(guī)范，按照不同區(qū)域的條件制定和實施更嚴格的地方性標準規(guī)范，并以此對建筑幕墻的設計方案進行審查，將大大的降低新建建筑幕墻的安全風險。上海、浙江和深圳等地已開始執(zhí)行此項制度，值得探討和推廣。圖17、圖18為我國某處新建大面玻璃幕墻尚未使用就因玻璃大面積自爆而需重新改造。

　　5、結(jié)語

　　為改善我國既有幕墻的現(xiàn)狀，提高我國既有幕墻的安全程度，應從強化安全監(jiān)管入手，建立規(guī)范化和法制化的建筑幕墻市場秩序和觀念，嚴格落實既有幕墻安全管理責任人制度和安全檢查制度，探索和確保既有幕墻安全維護維修資金的來源，加強建筑幕墻設計、生產(chǎn)、施工和使用全過程的安全管理和各方監(jiān)管，盡快的完成既有幕墻相關(guān)標準規(guī)范的制定和實施。在對既有幕墻的安全改造過程中，我們尚需結(jié)合我國綠色建筑發(fā)展的需要，大力研發(fā)既有幕墻的建筑節(jié)能和室內(nèi)環(huán)境改造技術(shù)，全面提升我國既有幕墻的各項性能。