3、既有幕墙安全状态
我国既有幕墙的安全状态,通过30年时间在自然环境条件下的使用和考验,以及在不同地区开展的安全调查显示,至今尚未有既有幕墙结构垮塌的现象,在我国近年历经的几次大地震中,既有幕墙的抗震性能和安全性也能都有不俗的表现。由此可见,至今我国的既有幕墙在安全性能方面基本是可靠的。同时我们也应该清醒的看到,我国建筑幕墙从无到有,从不规范到规范,经历过不同阶段的发展,部分既有幕墙现在已超过建筑设计使用年限,幕墙的不同部件和材料存在不同程度的老化、疲劳、磨损及锈蚀等,这些均对既有幕墙的安全及可靠性产生影响。
3.1 开启扇脱落
幕墙采光和通风的开启部分,是幕墙必不可少的构件。从2003年由SARS病毒感染引起的非典型肺炎传染病,以及绿色建筑设计的需要,人们对提高建筑幕墙通风能力的呼声越来越高,对幕墙开启部分所占幕墙面积的比例要求越来越大,有些地方标准甚至将之列为强制性的规定。然而,从安全的角度出发,幕墙的可开启部分,特别是可外开的开启扇却是幕墙安全的最薄弱环节。从深圳市近期对25年以上既有幕墙安全状况的调查中发现,有近30%的幕墙发生开启扇整体脱落的现象,特别是在台风季节,出现的现象更为严重,有的幕墙几乎每年都有开启扇脱落的现象。究其原因,除了不合理的构造设计、窗扇尺寸过大、五金配件(词条“五金配件”由行业大百科提供)不匹配或劣质、不当的操作和使用外,尤以开启扇得不到正常的维护维修所导致的安全事故最为突出。这种现象在住宅建筑中更为多见,甚为危险。图4为已损害的玻璃幕墙开启扇且未能得到及时的维护维修。
3.2 结构密封胶老化
隐框玻璃幕墙是采用硅酮结构密封胶(词条“硅酮结构密封胶”由行业大百科提供)将玻璃粘接在幕墙的支承构件上,并通过连接件将玻璃面板的荷载传递到建筑主体结构上。由于具有特殊的装配构造,隐框玻璃幕墙在降低玻璃镶嵌构造所造成的应力破坏和抗震方面的能力要高于其它种类的玻璃幕墙。严格按照规范要求制作和安装的隐框玻璃幕墙具有良好的安全性能和使用记录。由于隐框玻璃幕墙采用硅酮结构密封胶进行结构性装配并由结构密封胶承担荷载的传递,因此硅酮结构密封胶的力学性能和耐老化性能对隐框玻璃幕墙的安全性能有重要影响,所以硅酮结构密封胶的力学性能和耐老化性能备受各界的关注,特别是超过十年以上的硅酮结构密封胶性能及其对玻璃幕墙的安全性能的影响更加受到关注。
硅酮结构密封胶是一种耐老化性能很好的高分子材料(词条“高分子材料”由行业大百科提供),国外最早于上世纪七十年代初开始采用硅酮结构密封胶制作安装隐框玻璃幕墙,至今已近半个世纪。在国内,从上世纪80年代中开始至今也已达到了30年。从国内某硅酮密封胶生产企业对其生产的硅酮结构密封胶从生产日期(1997年)到使用了10年(2007年)和15年(2012年)之后的耐老化试验中的检测数据可以得到相应的验证,
3.3金属构件锈蚀
密封胶和密封胶条等密封材料的老化,以及结构位移造成既有幕墙雨水渗漏,从而对既有幕墙金属支承构件产生严重的锈蚀,是构成既有幕墙潜在安全问题的另一个问题。由于既有幕墙的绝大部分支承构件和连接件基本都处于隐蔽状态,一般情况下较难发现因雨水渗漏产生的锈蚀问题,但有雨水渗漏的部位发生金属材料锈蚀是肯定存在的,且在我国的既有幕墙中应该是普遍存在的。除了雨水渗漏产生的金属构件锈蚀外,不同金属接触界面产生的腐蚀也相当严重,这主要发生在连接件的连接部位。
3.4 玻璃面板(词条“面板”由行业大百科提供)破损
玻璃幕墙面板破损,特别是钢化玻璃自爆后产生的危害一直是困扰我国既有幕墙安全的一个主要原因,有的玻璃幕墙经过20年的使用,到现在还不断有玻璃自爆的问题;也有的玻璃幕墙刚建造完毕,却因为有大量的玻璃自爆而无法竣工交付使用。通过现场安全检查表明,在正确的设计条件下,玻璃破损的主要原因在于玻璃的品种和玻璃自身的质量问题。在深圳市开展的既有幕墙安全调研检查中,凡采用钢化玻璃的项目均有自爆的问题,有的自爆率远远超过正常自爆率的范围。但也有的钢化玻璃几乎没有发生过自爆,产品质量非常好。在采用半钢化玻璃的所有项目中,包括已经使用达到设计使用年限的玻璃幕墙,均未有自爆的现象,即使有其它的因素造成玻璃破损,也未造成坠落的问题。
3.5面板及面板连接件老化 板材背面加强筋脱离、面板与支承构件的连接松动等都影响到铝板幕墙的外观和安全性能。近年在海南、福建、广东均有铝板幕墙因连接不可靠而产生铝板幕墙面板被风掀开的安全问题。石材幕墙板块脱落的现象也是较为常有的现象,其原因为板块长期裸露在自然环境下,受到风吹、雨淋、日晒和高低温的作用,面板风化、开裂、连接件松动等,对于一些较为疏松的石材,如大理石、砂岩、石灰石等尤为严重(图8)。
3.6 既有幕墙的防火
我国既有幕墙的防火问题,由于外墙外保温系统的介入,其防火安全问题极为严峻,即使新实施的《建筑设计防火规范》GB50016-2014对其作了专门的规定,但也并没能也很难完全避免因内侧外墙保温系统起火之后累及外侧的幕墙系统。因为在幕墙与外墙保温系统间的通道,其燃烧温度可达千度,足以摧毁幕墙的一切构件,特别是非透明幕墙,如金属板幕墙、石材幕墙、人造板幕墙等。图9为基层墙体具有保温材料,外层为铝塑板幕墙在做防火试验时所录得的通道间的温度曲线。
同时,幕墙的层间防火封堵施工质量存在较多的问题,防火材料达不到设计要求,封堵不密实,封堵位置不正确。有些项目对幕墙层间封堵的处理仅作为一个摆饰的构件,封堵层可从建筑的顶层一直透视到底层(图10)。如此封堵效果,在建筑失火时将对人员生命构成严重威胁。