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幕墻中空玻璃外片玻璃墜落原因分析

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2018/10/17     瀏覽次數:    


  1.前言


  中空玻璃在建筑幕墻上的使用量很大,玻璃幕墻中空玻璃外片玻璃墜落現象時有發生,已有傷害人身的事故發生,嚴重危及人身安全。

  玻璃幕墻中空玻璃外片玻璃墜落現象主要存在于隱框、半隱框玻璃幕墻的固定、開啟部分或明框玻璃幕墻的開啟部分,特別當大風天氣或陰雨天過后,玻璃墜落現象比較嚴重。在幕墻質量事故的鑒定中通過分析發現造成外片玻璃墜落的原因主要有三個方面:中空玻璃二道密封膠的相容性問題、中空玻璃二道密封膠采用非硅酮結構密封膠問題如聚硫膠和硅酮建筑密封膠及中空玻璃二道密封膠注膠寬度問題,下面分別就上述三方面問題進行分析。

  2.中空玻璃二道密封膠的相容性

  GB/T11944-2002作為中空玻璃產品標準,規定了中空玻璃用密封膠應滿足“中空玻璃用彈性密封膠”JC/T486的要求,在JC/T486附錄A中僅說明“建筑用硅酮結構密封膠”標準GB16776附錄規定的相容性試驗方法可用來確定中空玻璃二道密封膠與另一材料是否相容,但JC/T486又在前言中說明本附錄A僅為提示性附錄,并未列為強制性條款。這為中空玻璃生產廠家逃避試驗留下了借口,為隱框、半隱框幕墻用中空玻璃質量安全埋下了隱患。

  在建筑幕墻相關標準及規范中對應用于建筑幕墻上的硅酮結構密封膠有著明確的規定和要求,如在“建筑幕墻”標準GB/T21086-2007第5.3.3.1條中規定了硅酮結構密封膠、硅酮密封膠同相粘結的幕墻基材、飾面板、附件和其它材料應具有相容性,隨批單元件切割粘結性達到合格要求;在“玻璃幕墻工程技術規范”JGJ102-2003第3.4.3條規定:中空玻璃應采用雙道密封,一道密封應采用丁基熱熔密封膠,隱框、半隱框及點支撐玻璃幕墻用中空玻璃的二道密封膠應采用硅酮結構密封膠;強制性條款第3.6.2條還規定:硅酮結構密封膠使用前,應經國家認可的檢測機構進行與其相接觸材料的相容性和剝離粘結性試驗。這是由于硅酮結構密封膠是建筑幕墻工程中的關鍵材料,它連接著板材與金屬構架,在幕墻的使用過程中,承受著風荷載及玻璃的自重荷載,直接關系到建筑幕墻結構的耐久性及安全性。因此,如果起著結構連接作用的硅酮結構密封膠不做相容性試驗就直接施工,必然使建筑幕墻留下嚴重的安全隱患。

  在隱框、半隱框及點支撐玻璃幕墻中,中空玻璃用二道密封膠連接著中空玻璃的內、外片,承受著外片玻璃所受風荷載及玻璃的自重荷載,關系到中空玻璃的使用耐久性及安全性。

  如果中空玻璃二道密封膠同與其接觸的材料不相容,將會導致密封膠的粘結強度的下降或完全喪失,留下很大的安全隱患。因此,幕墻用中空玻璃二道密封膠應按照GB/T16776要求,在使用前進行與其相接觸材料的相容性試驗,相容性試驗合格后,才能進行中空玻璃的生產加工。中國建筑玻璃與工業玻璃協會制定的“中空玻璃生產規程”HBZ/T001-2007于2007年7月1日發布實施,其第1.3.2、1.3.3、1.3.5、1.3.7條對幕墻用中空玻璃二道密封膠采用硅酮結構密封膠使用前須進行與其相接觸材料相容性試驗也提出了明確規定。

  目前,根據對已鑒定的幕墻質量事故及我們已進行的硅酮結構密封膠相容性試驗統計,中空玻璃生產企業在制作加工幕墻用中空玻璃時,很少做二道密封膠相容性試驗,這是造成中空玻璃外片玻璃脫落的主要原因之一。

  3.二道密封膠采用非硅酮結構密封膠

  JGJ102-2003“玻璃幕墻工程技術規范”第3.4.3條規定:中空玻璃應采用雙道密封,一道密封應采用丁基熱熔密封膠,隱框、半隱框及點支撐玻璃幕墻用中空玻璃的二道密封膠應采用硅酮結構密封膠,明框玻璃幕墻用中空玻璃的二道密封膠宜采用聚硫類中空玻璃密封膠,也可采用硅酮密封膠。

  由于隱框、半隱框及點支撐玻璃幕墻用中空玻璃二道密封膠承受著外片玻璃所受的風荷載及自重荷載作用,要求密封膠的粘結強度較高。雖然硅酮膠和聚硫膠的粘結強度均較高,但由于聚硫密封膠耐紫外線性能較差,并與幕墻用硅酮密封膠相容性較差,因此,隱框、半隱框及點支撐玻璃幕墻等承受荷載作用的中空玻璃,其二道密封膠必須采用硅酮結構密封膠。

  由于大部分中空玻璃生產企業對中空玻璃在建幕墻及其它方面用途時的能性指標要求不是非常清楚或明白,另外幕墻施工企業在定做中空玻璃時不能就所定做的中空玻璃二道密封膠的特殊性向中空玻璃生產企業提出,這樣生產企業采用聚硫密封膠或硅酮建筑密封膠也是造成中空玻璃外片玻璃脫落的主要原因之一。

  另外,在明框玻璃幕墻中,固定板塊中空玻璃二道密封膠可以采用聚硫密封膠,但很多人忽視了開啟部分,這是因為明框玻璃幕墻開啟部分是按隱框結構設計的。這一點往往被大多數幕墻企業所忽視,開啟部分中空玻璃二道密封膠未采用硅酮結構密封膠,造成明框玻璃幕墻開啟部分中空玻璃外片墜落現象嚴重。

  4.中空玻璃二道密封膠注膠寬度

  GB/T11944-2002“中空玻璃”第5.2.4條規定:雙道密封外層密封膠注膠寬度為5~7㎜,特殊規格或有特殊要求的產品由供需雙方商定。在JGJ102-2003“玻璃幕墻工程技術規范”中第5.6條規定了硅酮結構密封膠應根據不同的受力情況進行承載力極限狀態驗算,粘結寬度及粘結厚度應分別應通過計算確定且結構膠的粘結寬度不應小于7㎜,粘結厚度不小于6㎜。JGJ/T139“玻璃幕墻工程質量檢驗標準”第2.4.12條規定了中空玻璃二道硅酮結構密封膠膠層寬度應符合結構計算要求。

  JGJ102-2003“玻璃幕墻工程技術規范”是玻璃幕墻設計、計算的基本依據,它規定了隱框、半隱框玻璃幕墻中承受荷載的硅酮結構密封膠的寬度和厚度應通過計算來確定,并規定了最小寬度和厚度。應用于隱框、半隱框玻璃幕墻上的中空玻璃,其二道硅酮結構密封膠承受著風荷載和地震荷載及自重荷載,同樣也應根據中空玻璃所受荷載情況計算注膠寬度和厚度。在“中空玻璃生產規程”HBZ/T001-2007中第1.3.4條也規定了硅酮結構膠的注膠寬度、厚度應符合設計要求,且寬度不得小于7㎜,厚度不得小于6㎜,其對中空玻璃注膠寬度與厚度的要求與JGJ102-2003相一致。

  若中空玻璃生產企業僅按GB/T11944第5.2.4條規定的外層密封膠注膠寬度為5~7㎜進行注膠,從GB/T11944圖1中可以看出,自鋁間隔條外端至

  玻璃外沿的注膠寬度為2.5~3㎜,因此,中空玻璃兩片玻璃之間的實際有效注膠寬度小于5~7㎜。下面以某工程為例進行說明。(僅取與本文有關部分)

  風荷載標準值:WK=1.308KN/㎡;抗震8度:αmax=0.16;

  玻璃選用:寬×高=990×1545㎜,外片鋼化,6+(9)+6㎜;

  外片玻璃自重:GAK=25.6×6/1000=0.154 KN/㎡;

  中空玻璃外片玻璃風荷載標準值:WK1=1.1×

  1.308×63/(63+63

  )=0.719 KN/㎡;

  外片玻璃水平地震作用標準值:qek1=5×αmax×GAK÷2=0.123 KN/㎡;

  硅酮結構密封膠在風荷載和地震荷載作用下的

  極限強度設計值:f1=0.2N/㎜2

  ;

  硅酮結構密封膠在永久荷載作用下的極限強度

  設計值:f2=0.01N/㎜2

  ;

  風荷載和地震荷載作用下,中空玻璃二道密封膠注膠寬度計算值:

  Cs1=(1.4×WK1+0.5×1.3×qek1)×a/(2000×f1)=2.69㎜;

  在玻璃永久荷載作用下,中空玻璃二道密封膠注膠寬度計算值:Cs2=25.6×6×(990×1545)/(2000×(990+1545)×f2)=4.64㎜;

  從Cs1=2.69㎜和CS2=4.64㎜可知,實際注膠寬度應大于4.64㎜即至少取5㎜,這已達到按GB/T11944要求的注膠寬度的上限。考慮JGJ102第5.6.1條要求的注膠寬度不得小于7㎜,硅酮結構膠粘結寬度宜大于厚度,但不宜大于厚度的2倍,則二道硅酮密封膠注膠寬度宜大于9㎜,取10㎜或以上為宜。

  但在中空玻璃的實際生產中,二道硅酮結構密

  封膠注膠寬度很少進行計算后注膠。幕墻設計單位忽視中空玻璃二道硅酮密封膠注膠寬度的結構計算是主因。從上面計算分析中可以看出,如果隱框、半隱框玻璃幕墻用中空玻璃二道硅酮密封膠注膠寬度僅按GB/T11944要求的5~7㎜進行注膠,則使用時中空玻璃二道硅酮結構密封膠處于長時間超極限受力狀態,隨著時間的推移必定造成中空玻璃外片玻璃的墜落。5.結語

  目前,很大一部分中空玻璃生產企業、幕墻施工企業及施工監理部門不了解建筑幕墻相關標準對中空玻璃及硅酮結構密封膠的特殊要求,中空玻璃生產企業及幕墻施工企業忽視了隱框、半隱框及點支撐玻璃幕墻用中空玻璃二道密封膠同相接觸材料相容性試驗的重要性,幕墻設計單位缺少對隱框、半隱框璃幕墻用中空玻璃二道硅酮結構密封膠注膠寬度的結構計算是造成隱框、半隱框玻璃幕墻中空玻璃外片玻璃墜落的主要原因。

  希望幕墻設計、施工、質檢及中空玻璃生產單位共同重視中空玻璃的質量問題,為玻璃幕墻質量安全消除隱患。

  參考文獻:

  [1]《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003,中國建筑工業出版社,2003。

  [2]《建筑用硅酮結構密封膠》GB16776-2005中國標準出版社出版發行,2005。

  [3]《中空玻璃用彈性密封膠》JC/T486-2001國家建筑材料工業局標準化研究所出版社,2001

  [4]《玻璃幕墻工程質量驗收規范》JGJ/T139-2001,中國建筑工業出版社,2002。

  [5]《建筑幕墻》GB/T21086-2007,中國標準出版社出版發行,2008。

  [6]《中空玻璃生產規程》HBZ/T001-2007中國建筑玻璃與工業玻璃協會標準


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