蒋金博张冠琦

 

      2014年7月18日15时30分，“威马逊”前后在海南省文昌市沿海登陆，登陆时中心附近最大风力有17级。根据中国中央气象台资料，威马逊是继1973年台风玛琪后，41年以来登陆华南的最强风暴；而按照香港天文台资料，威马逊则是继1979年台风荷贝后，35年以来登陆华南的最强风暴。

 

1、超强台风“威马逊”后海口、菲律宾两地幕墙工程回访活动

      17级超强台风“威马逊”是对海口诸多幕墙工程的严峻考验。经过“威马逊”台风后，幕墙的安全性表现如何？密封胶有没经受住考验？如何从台风后的案例中总结经验以保证幕墙在台风地区的安全应用？台风过后，白云化工第一时间派出技术团队到达海南，实地考察调研“威马逊”对海南门窗幕墙的影响。白云化工技术服务小组先后走访了十余座海口标志性幕墙工程，与各项目工程负责人取得了深入的技术交流。

 

      通过调查分析，总体来说，在超强台风下，绝大多数幕墙工程主体结构未见损坏，能经受住此次超强台风的严峻考验，但现场还是发现了多个幕墙受损案例和幕墙在强台风下的安全隐患。在超强台风下，白云胶表现出色，未发现因白云胶质量问题造成幕墙受损的事故和安全隐患。同时，白云化工技术专家也亲赴菲律宾，探寻当地门窗幕墙受损情况，菲律宾作为台风多发地区，具有代表性。在菲律宾与当地幕墙施工单位、资深设计师及知名顾问公司共同探讨强台风下幕墙安全应用方面的问题；一致以为，在极端气候条件下，幕墙的安全应用不能忽视，密封胶对幕墙安全和使用寿命的影响不能忽视。在强台风下影响幕墙安全的因素及原因分析，经归纳总结为以下几个方面。

 

2、台风后影响幕墙安全的因素及原因分析

      2.1玻璃破裂

      现场回访活动中，发现数个工程出现玻璃破裂现象，某大酒店部分中空玻璃破裂，见图1，该项目中空玻璃外片为镀膜普通玻璃，内片为普通白玻。破裂主要原因经分析为超强台风下玻璃受到外物撞击。

 

 图1某大酒店中空玻璃破裂现象

      该项目玻璃破裂后胶对玻璃碎片仍形成有效粘结，见图2。拆下的已破裂的中空玻璃，中空玻璃胶仍对残存玻璃碎片粘结良好，见图3，图4。 

 

图2中空玻璃破裂后的粘结情况

 

图3中空玻璃胶对残存碎片的粘结情况

 

图4中空玻璃胶对残存碎片的粘结情况

 

      现场还走访了数个的玻璃破裂现象的项目，均为早期幕墙工程，个别甚至是上世纪90年代的幕墙工程项目，当时采用的是非钢化玻璃，在此次超强风影响下出现部分破裂现象。非钢化玻璃抗外物撞击能力差，在外物撞击下易发生破裂现象，部分破裂中空玻璃甚至内外片都破裂。

 

      钢化玻璃和夹胶玻璃在此次超强台风影响下，出现破裂问题概率较小；在回访调查过程中，发现海口某医院采光顶夹胶玻璃出现爆裂，见图5；爆裂原因经分析为强台风下玻璃受到坠落的外物撞击所致，但绝大多数夹胶玻璃爆裂后未出现玻璃碎片飞散坠落现象。

 

      JGJ102-2003“玻璃幕墙工程技术规范”中4.4.1中规定“框支承玻璃幕墙，宜采用安全玻璃”，在规范后条文说明4.4.1中指出“安全玻璃一般指钢化玻璃和夹胶玻璃”，在早期幕墙工程中，由于当时技术水平的局限性，部分工程未采用安全玻璃；通过此次台风案例分析，在台风多发地区，应更多采用安全玻璃以保证幕墙安全。

 

图5海口某医院住院大楼夹胶玻璃爆裂后的情况

 

       2.2铝塑板整体剥落

      回访活动中，发现个别工程出现铝塑板整体剥落现象，某大酒店，上世纪90年代所建，侧立面为铝塑板幕墙，在此次超强台风下整体剥落，见图6。

 图6某大酒店铝塑板幕墙整体剥落现象

 

 

 图7某大厦铝塑板幕墙整体剥落现象 

 

      图7所示某大厦，2006年完工，侧立面为铝塑板幕墙，在此次超强台风下也出现整体剥落现象。

 

      以上两个项目均为铝塑板幕墙，从“某大酒店”拆下的铝塑板观察，该板材本身强度不高，受力后容易发生变形。“某大酒店”为早期幕墙工程，铝塑板幕墙的铝塑板只通过横梁固定在外墙上，本身设计结构存在问题。“某大厦”铝塑板幕墙无横梁立柱支承固定，只通过金属条将铝塑板固定在外墙上，也是本身设计结构存在问题。

 

图8菲律宾马尼拉某大厦铝塑板幕墙脱落的情况

 

       图8为菲律宾马尼拉某大厦台风后铝塑板幕墙脱落的情况，从该图可见，该幕墙采用了“立柱横梁”的结构设计，在强台风下未出现整体脱落的现象，主体结构未损坏，但仍有部分板块在强台风作用下脱落。

 

      JGJ133-2001“金属与石材幕墙工程技术规范”中5.1.1条规定“金属与石材幕墙应按围护结构进行设计”；该规范5.6部分“横梁设计”和5.7部分“立柱设计”对横梁和立柱设计都提出了严格的要求和设计计算公式；其中5.4部分“金属板设计”对金属板设计提出相应的设计计算公式。

 

      在此次回访活动中，未发现采用了“横梁和立柱结构设计”的幕墙整体的脱落的现象。在台风多发地区，严格按规范进行“横梁和立柱结构设计”的幕墙主体结构是可靠的。

     

      2.3开启扇坠落

      回访活动中，发现个别工程出现开启扇坠落现象，见图9，图10，图11。 

 

图9海口某医院住院大楼开启扇坠落后的情况

 

 

图10海口某医院住院大楼开启扇坠落后的情况

 

 

图11海口某在建大厦开启扇坠落后的情况

 

      以上两个项目开启扇均为带框整体坠落，未发现胶与框脱粘的现象。某医院坠落开启扇在其整个幕墙开启扇中孤立出现，推断原因可能为部分开启扇未完全关闭所致。图11中某在建大厦多扇开启扇坠落，据施工方项目经理介绍，部分开启扇是因施工过程电线电缆阻挡未能完全关闭，因而出现多扇坠落现象。

 

      JGJ102-2003中12.1.4条中规定“6级以上风力时，应全部关闭开启扇”，在台风多发地区，台风局部风力可能达12级以上，如开启扇未完全关闭，极易发生开启扇整体坠落现象。

 

      2.4玻璃整体坠落

      回访活动中，某在建大厦施工方反映，该项目顶层附近一块玻璃整体坠落，现场堪查拍照，见图12。

 

图12海口某在建大厦玻璃整体坠落现象

 

      该项目为全隐框玻璃幕墙，坠落的玻璃与铝附框通过结构胶粘结，结构胶承受玻璃的自重和风荷载。从图12可见，结构胶注胶严重不满，直接导致粘接强度不够。同时，该项目处在施工过程中，坠落的单元件周边敞开为通风状态，在超强台风下有可能局部风压过大，造成挂墙时未脱落，在超强台风下整体脱落的现象。该单元件坠落的原因是在施工过程和质量控制环节上都出现了严重问题。

 

      JGJ102-2003中9.6.5条中规定“隐框玻璃幕墙装配组件的注胶必须饱满，不得出现气泡，胶缝表面应平整光滑”，在安装挂墙之前，应对幕墙构件进行检验。该坠落的不合格单元件安装挂墙是施工过程和质量控制两个环节都出现了失控，笔者呼吁施工单位应加强管理、加强质量监控。

 

      2.5密封失效漏水

      某项目在超强台风下幕墙整体漏水严重，内墙窗框出现大量水流的污痕，见图13。据了解，该项目石材幕墙采用了国内某品牌胶，施工半年后就已出现收缩开裂现象，见图14。现场与施工方确认，幕墙整体漏水，胶缝收缩开裂是漏水的原因，经分析推断该品牌胶本身存在质量问题。该项目幕墙面积约2万平米，业主要求重新割胶返工，损失很大。

 

 

图13密封失效漏水

 

 

图14密封失效漏水

 

       JGJ102-2003中4.2.4条规定“幕墙在风荷载标准值除以阵风系数后的风荷载值作用下，不应发生雨水渗漏，其雨水渗漏性能应符合设计要求”。其条文说明4.2.2中提及“幕墙的性能与建筑物所在地区的地理位置、气候条件、建筑物的高度、体型及周围环境等有关。如沿海或经常有台风地区，幕墙的风压变形性能和雨水渗漏性能要求高些。”

 

      幕墙的水密性直接关系到幕墙的使用功能和寿命，据了解，在沿海受热带风暴和台风袭击的地区，大风多同时伴有大雨，因而幕墙对水密性要求较一般地区要高。

 

      密封胶作为接缝密封材料其性能对幕墙的水密性及使用寿命起到重要作用，在强台风影响的极限条件下，对密封胶本身性能是严峻考验。某些性能不佳或品质存在缺陷的密封胶可能在一般地区使用暂时还未发现问题，但在极限条件下，极有可能在较短的时间内暴露其质量缺陷。密封胶成本占整个幕墙总成本并不高，但其起到的作用与幕墙其他材料是同等重要的。笔者建议在台风多发地区一定要尽量选用有品牌有质量保证的密封胶产品。

 

      2.6玻璃肋增强的全玻幕墙整体塌落

      回访活动中，发现某商场全玻幕墙采用玻璃肋增强结构设计，在此次超强台风下整体塌落，见图15，该幕墙整体结构损毁，影响较大。

 

 

图15海口某商场全玻幕墙整体塌落

 

 

图16海口某商场全玻幕墙未塌落前全景

 

 

  图17海口某商场全玻幕墙整体塌落局部照片

 

 

  图18菲律宾马尼拉某大厦全玻幕墙整体塌落

 

      JGJ102-2003中4.4.3条中规定“采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙，其玻璃肋应采用钢化夹层玻璃”，其规范后条文说明4.4.3条中“采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙，其肋玻璃属支承结构，打孔处应力集中明显，强度要求较高；另一方面，如果玻璃肋破碎，则整片幕墙会塌落”。

 

      从图17可见，海口某商场全玻幕墙虽采用钢化夹层玻璃，但在此次超强台风下仍出现了整体塌落，图18中菲律宾马尼拉某大厦的全玻幕墙在台风中也出现整体塌落现象，采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙在台风多发地区的安全性值得关注。

 

      JGJ102-2003中7.3.2条对全玻幕墙玻璃肋的截面高度hr和风荷载标准值下挠度dr都有严格的计算公式，并在7.3.4中规定“风荷载标准值下，玻璃肋的挠度df,lim宜取其计算跨度的1/200”。

在台风多发地区，采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙应谨慎，严格按照JGJ102-2003规范中要求严格计算；一方面应增加玻璃的抗撞击性能，另一方面应该考虑到玻璃破碎后玻璃肋的稳定性和安全性。

 

3、总结与问题

      3.1在此次超强台风下，海口绝大多数幕墙工程未见明显损坏，主体结构未见损坏，能经受住此次超强台风的严峻考验。总体来说，在超强台风下，绝大多数幕墙是安全的，此次回访活动中未发现因为硅酮结构胶质量问题造成板块坠落的事故。

 

      3.2在极端气候条件下，密封胶对幕墙安全、使用功能和使用寿命的影响不容忽视。在强台风影响的极限条件下，对胶本身性能是严峻考验；某些性能不佳或品质存在缺陷的产品可能在一般地区使用暂时还未发现问题，但在极限条件下，极有可能在较短的时间内暴露其质量缺陷；如结构胶品质存在缺陷，在强台风影响下出现大面积板块坠落现象，后果将非常严重；因此，在台风多发地区一定要尽量选用有品牌有质量保证的密封胶产品。

 

      3.3在超强台风下地区，应该对幕墙的整体安全性提出更高的要求。

      1）在设计方面，结构设计很重要，应严格按照规范进行结构设计；不符合规范的结构设计，有可能造成幕墙在强台风下整体脱落，严重影响到幕墙整体安全。

因铝塑板本身相对其他材料强度较低，在台风多发地区，采用铝塑板的幕墙工程设计时应固定牢固。

在台风多发地区，采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙设计应谨慎；一方面应增加玻璃的抗撞击性能，另一方面应该考虑到玻璃破碎后玻璃肋的稳定性和安全性。

     

      2）在施工方面，施工质量非常重要，施工单位应加强对施工过程的质量管理水平，防止粘结失效和注胶不满情况的发生。

 

      3）在日常维护方面，幕墙日常维护不容忽视。业主和使用者都应加强安全意识，做好日常维护和管理。在台风来袭前，确保开启扇完全关闭，以免造成坠落现象。

 

      3.4减少其他可能影响幕墙安全的因素。多数玻璃的破裂原因是因为台风携杂物撞击所致，而非台风本身风压所致，如何减少建筑物周边杂物应引起业主的重视。回访活动中发现，台风过后，广告牌、户外灯箱等脱落严重；在台风多发地区，建议广告牌、户外灯箱、雨棚等突出于建筑物外结构尽可能加固，同时，阳台、天台在台风来袭时尽可能减少杂物堆放，减少建筑物外围杂物以减少台风作用下所能携裹的杂物对幕墙的撞击破坏。同时，在设计时，应提高台风多发区玻璃幕墙的抗风携碎物撞击能力等级。