玻璃幕墙脱胶坠落分析及建议

1.      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。

2.         幕墙中空玻璃粘接尺寸过小难以安全持久承载

l         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）：

³     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；

³     风荷载标准值w =2kpa；

³     中空玻璃采用进口硅酮结构胶粘接密封，质量保证期20年；

³     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；

³     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。

l         询问及现场勘察发现：

³     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；

³     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；

³     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）；

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）。

l         开启窗中空玻璃的外片玻璃坠落原因分析：

³     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；

³     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；

³     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；

³     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。