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台风“山竹”VS 中国“幕墙人”系列报道:白云化工篇  

来源:广州市白云化工实业有限公司  作者:byonline  日期:2018-9-21
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  2014年超强台风“威马逊”袭击海口和菲律宾以后,白云化工就开启了台风后幕墙工程的安全调研和回访活动,每次超强台风过后,白云化工的技术服务团队都会第一时间出现在受台风影响严重的地区,进行幕墙安全调研与回访,2015年的“灿鸿”、2016年的“妮达”、“莫兰蒂”、2017年的“天鸽”之后,受影响严重地区都能见到白云人的身影。

  本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  国家减灾委、应急管理部针对今年第22号强台风“山竹”给广东省造成的严重影响,紧急启动国家Ⅳ级救灾应急响应如此迅猛的台风、如此严重的破坏、如此惨重的灾难,何来广厦千万间,大庇天下寒士俱欢颜?

  中国幕墙网ALwindoor.com针对台风“山竹”对建筑门窗(词条“建筑门窗”由行业大百科提供)幕墙行业带来的影响、各地建筑质量,以及幕墙工程企业、设计单位、材料供应商的应对措施和表现,将陆续开展——台风“山竹”VS 中国“幕墙人”系列报道。

强台风对幕墙安全的影响

  2014年超强台风“威马逊”袭击海口和菲律宾以后,白云化工就开启了台风后幕墙工程的安全调研和回访活动,每次超强台风过后,白云化工的技术服务团队都会第一时间出现在受台风影响严重的地区,进行幕墙安全调研与回访,2015年的“灿鸿”、2016年的“妮达”、“莫兰蒂”、2017年的“天鸽”之后,受影响严重地区都能见到白云人的身影。

  此次超强台风“山竹”过后,白云化工派出了多支技术队伍,对广州、深圳、珠海、东莞、广西南宁及菲律宾马尼拉等受“山竹”影响较严重的城市进行了考察,走访了50多座幕墙工程,收集了大量强台风对幕墙工程安全影响的第一手材料。本文汇总了近年来白云技术团队收集到的强台风对幕墙工程造成的各种影响,供幕墙行业专家、同仁参考,以使未来的幕墙工程更加安全。

  总体来看,大多数幕墙工程能经受住超强台风的考验,在超强台风过后未见明显损坏,主体结构未见损坏,未出现严重的安全问题,使用白云结构胶的工程,都没有因为结构密封胶的质量问题造成板块坠落的事故,使用白云耐候胶的工程,都没有因为耐候密封胶质量问题造成漏水的问题。这可能与幕墙工程的业主注重工程质量安全,在选择设计、施工单位和材料时没有只要求低价有关。

图1使用白云胶的工程在台风下完好无损

(左上:2014年“威马逊”后的海口天邑国际;右上:2016年“莫兰蒂”后厦国际中心;左下:2018年“山竹”后深圳·宝能物流中心;右下:2018年“山竹”后珠海.中安广场)

  不过,在我们近几年的调研过程中,也发现了个别幕墙工程在台风中出现了一些问题,有些还相当严重,这些问题主要有:玻璃破损、开启坠落、漏水、幕墙玻璃整片坠落、幕墙板脱落(词条“脱落”由行业大百科提供)等。

  1、台风影响幕墙安全的六大表现形式及原因分析

  1.1玻璃破裂(词条“破裂”由行业大百科提供)

  现场回访调研活动中,发现有出现玻璃破裂现象,图2为某大厦部分中空玻璃破裂,破裂主要原因经分析为强台风下玻璃受到外物撞击。(有些也是由于玻璃本身强度不够,无法承受过大的风压所致,但是那种的话,会出现的破损板块较多,而不是只有几块)

图2某大厦中空玻璃破裂现象

  从图片中可以较清晰看到,该项目玻璃破裂后结构胶对玻璃碎片仍形成有效粘结,说明结构胶与玻璃粘接良好。

  在回访过程中,发现早期幕墙工程,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。

  钢化玻璃和夹层玻璃在强台风影响下,出现破裂问题概率较小;在回访调研过程中,发现某大楼夹层玻璃出现爆裂,见图3;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,但绝大多数夹层玻璃爆裂后未出现玻璃碎片飞散坠落现象,玻璃依然坚挺。

  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层玻璃”,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;通过调研案例分析,在台风多发地区,应更多采用安全玻璃、尤其是夹层玻璃以保证幕墙安全。

图3某大楼夹层玻璃爆裂

  1.2密封失效漏水

  某项目在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4。现场了解到,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(词条“收缩”由行业大百科提供)开裂现象,见图5。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4密封失效漏水

图5 密封胶收缩开裂

  JGJ102-2003中4.2.4条规定“幕墙在风荷载标准值除以阵风系数(词条“阵风系数”由行业大百科提供)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。

  1.3铝板铝塑板幕墙或屋顶被台风撕裂或剥落(词条“剥落”由行业大百科提供)

  在回访中发现,某广场板屋顶在强台风下出现部分撕裂剥落,但未出现整体脱落,见图6.

图6某广场铝板屋顶出现部分撕裂剥落

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,2014年在强台风下出现整体剥落现象。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。

  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”[2];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。

  1.4拼接玻璃肋支承的全玻幕墙整体塌落或玻璃肋破裂

  回访活动中,发现某商场全玻幕墙采用拼接玻璃肋支撑的设计,在此次超强台风下整体塌落,见图8,该幕墙整体结构损毁,影响较大。

图8某商场全玻幕墙整体塌落

图9某商场全玻幕墙整体塌落局部照片

  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9可见,该项目中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,这种采用拼接的玻璃肋支承的点支式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(词条“截面”由行业大百科提供)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,采用拼接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。

  1.5单元式玻璃幕墙整体坠落

  回访活动中,某高层玻璃幕墙项目出现单元式幕墙(词条“单元式幕墙”由行业大百科提供)整体坠落,现场堪查拍照,见图10。

 

图10某大厦单元式玻璃幕墙整体坠落

  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,再通过五金件将铝副框与建筑主体连接,五金件承受整块幕墙重量,而结构胶承受玻璃的自重和风荷载。该项目中整块幕墙脱落,说明五金件连接与结构受力失效,是幕墙坠落主要原因,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,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。

  1.6开启扇坠落

  回访活动中,发现许多工程出现开启扇坠落现象,见图11,图12,图13。

图11某大楼开启扇坠落后的情况

图12玻璃与结构胶粘接情况

图13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。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或锁闭不牢所致。图13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、总结与问题

  通过对多次强台风后回访、百余座项目的实地调研,考察与分析了台风对幕墙结构安全的影响,总结结论与指导建议如下:

  2.1 在强台风下,绝大多数幕墙工程未见明显损坏,主体结构未见损坏,能经受住强台风的严峻考验。总体来说,在强台风下绝大多数幕墙是安全的。

  2.2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;如本文1.2所述,耐候密封胶存在质量问题导致幕墙密封失效漏水,后果同样非常严重。因此,在台风多发地区一定要选用有品牌有质量保证的密封胶产品。

  2.3 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,在设计、选材方面留足安全余量。

  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,采用拼接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,确保幕墙结构安装牢固,结构胶注胶饱满防止粘接失效情况的发生。

  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。

  2.4减少其他可能影响幕墙安全的因素。多数幕墙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。调研活动中发现,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。

  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,材料、设计、施工整个系统与环节都应当引起足够的重视。

  前年“莫兰蒂”台风对福建造成的损害历历在目,全国幕墙业界各类讨论及技术分析,对当前门窗幕墙行业及相应安全材料的应用科学研究。今年,建筑门窗幕墙再次接受更强的台风“山竹”的侵袭,全面的安全组织保障、得力的措施,过硬的建筑项目质量,有力的维护,建筑门窗幕墙人在“山竹”期间不眠不休的付出,台风再强、强不过齐心协力的门窗幕墙人,台风再强、毁坏不了高质量、严要求、扎实负责的门窗和幕墙。

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