安全選用幕墻玻璃

李 鵬 郝玉霞

一、玻璃的材料本質(zhì)特征

玻璃是非常脆性的材料,所以不可能有絕對安全的玻璃。在建筑中采用玻璃就必然存有一定的風(fēng)險(xiǎn)。安全玻璃只是一個(gè)人為的名稱,一般是指對人身傷害風(fēng)險(xiǎn)相對較小的玻璃(通常指鋼化玻璃和夾層玻璃)。由于沒有絕對安全的玻璃,玻璃的安全只能是相對而言,籠統(tǒng)規(guī)定幕墻一定要用安全玻璃不一定恰當(dāng)。而應(yīng)根據(jù)具體情況而定,幕墻某些部位采用單片鋼化玻璃反而更危險(xiǎn);某些情況下幕墻全部采用夾層玻璃就會成為火災(zāi)時(shí)的牢籠。

二、鋼化玻璃

(一)近年來鋼化玻璃引發(fā)幕墻事故頻發(fā)

由于各方面的原因,近幾年玻璃幕墻成了鋼化玻璃的一統(tǒng)天下,“凡是幕墻玻璃一律鋼化”成了一切的主流,上世紀(jì)八九十年代廣泛采用的半鋼化玻璃退出歷史舞臺。似乎鋼化萬能,從此“天下無事”了。

然而近年來鋼化玻璃事故頻發(fā),產(chǎn)生許多人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失的事實(shí)卻無情地否定了“鋼化就是安全”的觀點(diǎn)。被稱為非安全玻璃的半鋼化玻璃不出事故,號稱安全玻璃的鋼化玻璃卻頻頻出問題的事實(shí),不能不引起人們的反思。

(二)鋼化玻璃自爆無可避免

自爆是鋼化玻璃的特性,無可避免,這是業(yè)內(nèi)人士的共識。為了降低自爆率,只能是優(yōu)選玻璃原片和進(jìn)行二次熱處理。即使如此,1‰的自爆率已經(jīng)是極限,無法再降了。1‰～2‰的自爆率已屬優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,這就意味著一個(gè)工程爆個(gè)幾塊、十幾塊是完全正常的現(xiàn)象,大家不會覺得奇怪。自爆的玻璃必須更換,但更換的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過玻璃本身,在超高層幕墻和異形幕墻中進(jìn)行更換,更是困難和危險(xiǎn)。何況一旦發(fā)生自爆,就意味著今后還可能有類似事件發(fā)生,何時(shí)、何處卻不得而知,使人們失去安全感。

(三)公共建筑要慎用鋼化玻璃

幾年來事實(shí)已經(jīng)表明:鋼化玻璃作為“安全玻璃”用于人流密集的公共建筑中,存在很大的安全隱患,使業(yè)主和來客,都處于不安全的感覺中。因?yàn)椴恢谑裁磿r(shí)候,不知是哪塊玻璃就會突然自爆,下來一陣玻璃冰雹,傷人毀物。所以,在人流密集的公共建筑中,不得不采用單片鋼化玻璃時(shí),一定要慎重對待,采取必要的安全措施。

(四)降低鋼化玻璃的表面應(yīng)力

鋼化玻璃表面應(yīng)力越大,鋼化程度越深,越容易發(fā)生自爆?，F(xiàn)在規(guī)定鋼化玻璃表面應(yīng)力不小于90N/mm2,其目的在于減小碎玻璃尺寸大小,從而降低傷害的危險(xiǎn)程度。但高應(yīng)力伴隨高自爆率,應(yīng)力大于90N/mm2,自爆危險(xiǎn)性大大增加。而實(shí)際上,只要爆炸,危險(xiǎn)性就已經(jīng)存在了,玻璃渣大一點(diǎn)小一點(diǎn)已不起決定作用?，F(xiàn)行玻璃標(biāo)準(zhǔn)回避了這個(gè)問題。表面應(yīng)力大于90N/mm2的玻璃是鋼化玻璃,符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn);表面應(yīng)力小于69N/mm2的玻璃是半鋼化玻璃,也符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)?？墒潜砻鎽?yīng)力為69N/mm2～90N/mm2的玻璃,卻什么也不是,不允許使用。其實(shí)應(yīng)力低于90N/mm2的玻璃自爆率較低,危險(xiǎn)性較小,有什么不好呢?至于這些玻璃叫什么不是重要問題,也可以叫“準(zhǔn)鋼化玻璃”,只要實(shí)際上對安全有好處就可以了,可以放手讓大家使用,在使用中進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

三、半鋼化玻璃

(一)半鋼化玻璃的特點(diǎn)

半鋼化玻璃表面應(yīng)力低,所以不存在自爆的危險(xiǎn),不受外界影響時(shí),它決不會自行爆炸,所以從這個(gè)意義來說,它比鋼化玻璃要安全。即使在外力作用下破碎,由于周邊有膠縫和槽口,放射形的裂縫所形成的碎塊也不會輕易墜落。

(二)半鋼化玻璃已有長期應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)

由于半鋼化玻璃有上述優(yōu)點(diǎn),目前不少工程仍在應(yīng)用。國內(nèi)在1998—2007年期間,不少工程采用半鋼化玻璃,至今情況良好。半鋼化玻璃相對而言,安全性是較高的。

四、承重玻璃結(jié)構(gòu)采用單片鋼化玻璃要慎重

單片鋼化玻璃雖然稱為安全玻璃,但它有兩個(gè)致命缺陷,使它不宜在承重玻璃結(jié)構(gòu)中采用:

1.無外部原因的自爆;

2.自爆后飛散,瞬間全部喪失承載力或產(chǎn)生人、物的墜落危險(xiǎn)。

(一)承重玻璃梁、玻璃柱

全玻幕墻的承重玻璃肋(玻璃柱)、采光頂?shù)牟ＡЯ憾际敲娌ＡУ闹С薪Y(jié)構(gòu),一旦玻璃梁、柱發(fā)生自爆、飛散,面板失去支持,幕墻或采光頂就會垮塌,造成嚴(yán)重的后果。玻璃梁、肋等宜采用夾層玻璃。點(diǎn)支承時(shí)宜采用鋼化夾層玻璃;經(jīng)計(jì)算支承點(diǎn)應(yīng)力許可時(shí),也可以用半鋼化夾層玻璃。

(二)玻璃樓梯踏板、玻璃欄板

這些部位不采用單片鋼化玻璃的原因是防自爆,防飛散,防人員墜落。目前不少公共建筑欄板還在用單片鋼化玻璃,這種欄板也發(fā)生過多起自爆后傷人的事件。當(dāng)欄板不能不用單片鋼化玻璃時(shí),其厚度不應(yīng)小于10mm,而且隨時(shí)檢查,一旦自爆,要及時(shí)修理更換。

五、點(diǎn)支承玻璃

點(diǎn)支承玻璃在支承點(diǎn)(包括鋼爪支承和夾板支承)會產(chǎn)生很大的局部應(yīng)力,浮法玻璃強(qiáng)度低,難以承受,宜采用強(qiáng)度高的鋼化玻璃及其制品。優(yōu)先考慮采用鋼化夾層玻璃和鋼化中空夾層玻璃。當(dāng)然,經(jīng)過計(jì)算,如果支承點(diǎn)的應(yīng)力較小,選用半鋼化夾層玻璃更為有利。

中空玻璃中的夾層玻璃宜放在室內(nèi)側(cè)。采用點(diǎn)支承單片鋼化玻璃同樣要注意其自爆問題。

六、采取設(shè)計(jì)施工措施,減少玻璃破裂

目前工程中大量玻璃破碎,有因玻璃自爆,有因溫度變化,真正受到強(qiáng)風(fēng)、地震作用而損壞的并不多。大量破損都是可以通過設(shè)計(jì)和施工措施來減少的。

(一)設(shè)計(jì)方面原因

1.玻璃支承點(diǎn)太多。由于建筑要求玻璃大面積,采用六點(diǎn)、八點(diǎn)或四點(diǎn)、六點(diǎn)再加一對邊支承。這樣多的支承點(diǎn)受力不均勻,很容易使玻璃開裂。

2.支承處約束過強(qiáng),點(diǎn)支承頭無鉸,玻璃入槽卡得太緊,玻璃板轉(zhuǎn)動困難。

3.板縫太小,玻璃膨脹后頂死。

(二)施工方面原因

1.邊緣處理。有些玻璃未細(xì)磨邊,未倒棱;甚至有些玻璃根本沒有磨邊,崩邊、崩角也不處理,這就容易發(fā)生自爆或破裂。

2.強(qiáng)迫安裝。玻璃鋼化后不平,多點(diǎn)支座也不找平,高高低低,裝不上硬裝,安裝初應(yīng)力太大,造成玻璃大量自爆或破裂。

3.安裝玻璃的金屬槽太窄,混凝土、花崗巖表面緊靠玻璃表面,玻璃變形受限。

4.玻璃墊片太薄,有些甚至只有2mm,玻璃一膨脹就頂死槽底。

5.填縫膠不合格,硬化無彈性。

七、結(jié)論

沒有絕對意義的安全玻璃,使用玻璃都有一定風(fēng)險(xiǎn)?？梢酝ㄟ^合理選用玻璃類型,加上必要的設(shè)計(jì)和施工措施,來實(shí)現(xiàn)玻璃最大限度的使用安全,使人們在享受美的同時(shí)保護(hù)好自己生命。

(編輯/穆楊)