安全选用幕墙玻璃

李 鹏 郝玉霞

一、玻璃的材料本质特征

玻璃是非常脆性的材料,所以不可能有绝对安全的玻璃。在建筑中采用玻璃就必然存有一定的风险。安全玻璃只是一个人为的名称,一般是指对人身伤害风险相对较小的玻璃(通常指钢化玻璃和夹层玻璃)。由于没有绝对安全的玻璃,玻璃的安全只能是相对而言,笼统规定幕墙一定要用安全玻璃不一定恰当。而应根据具体情况而定,幕墙某些部位采用单片钢化玻璃反而更危险;某些情况下幕墙全部采用夹层玻璃就会成为火灾时的牢笼。

二、钢化玻璃

(一)近年来钢化玻璃引发幕墙事故频发

由于各方面的原因,近几年玻璃幕墙成了钢化玻璃的一统天下,“凡是幕墙玻璃一律钢化”成了一切的主流,上世纪八九十年代广泛采用的半钢化玻璃退出历史舞台。似乎钢化万能,从此“天下无事”了。

然而近年来钢化玻璃事故频发,产生许多人身伤害和财产损失的事实却无情地否定了“钢化就是安全”的观点。被称为非安全玻璃的半钢化玻璃不出事故,号称安全玻璃的钢化玻璃却频频出问题的事实,不能不引起人们的反思。

(二)钢化玻璃自爆无可避免

自爆是钢化玻璃的特性,无可避免,这是业内人士的共识。为了降低自爆率,只能是优选玻璃原片和进行二次热处理。即使如此,1‰的自爆率已经是极限,无法再降了。1‰～2‰的自爆率已属优质产品,这就意味着一个工程爆个几块、十几块是完全正常的现象,大家不会觉得奇怪。自爆的玻璃必须更换,但更换的费用远远超过玻璃本身,在超高层幕墙和异形幕墙中进行更换,更是困难和危险。何况一旦发生自爆,就意味着今后还可能有类似事件发生,何时、何处却不得而知,使人们失去安全感。

(三)公共建筑要慎用钢化玻璃

几年来事实已经表明:钢化玻璃作为“安全玻璃”用于人流密集的公共建筑中,存在很大的安全隐患,使业主和来客,都处于不安全的感觉中。因为不知在什么时候,不知是哪块玻璃就会突然自爆,下来一阵玻璃冰雹,伤人毁物。所以,在人流密集的公共建筑中,不得不采用单片钢化玻璃时,一定要慎重对待,采取必要的安全措施。

(四)降低钢化玻璃的表面应力

钢化玻璃表面应力越大,钢化程度越深,越容易发生自爆。现在规定钢化玻璃表面应力不小于90N/mm2,其目的在于减小碎玻璃尺寸大小,从而降低伤害的危险程度。但高应力伴随高自爆率,应力大于90N/mm2,自爆危险性大大增加。而实际上,只要爆炸,危险性就已经存在了,玻璃渣大一点小一点已不起决定作用。现行玻璃标准回避了这个问题。表面应力大于90N/mm2的玻璃是钢化玻璃,符合现行标准;表面应力小于69N/mm2的玻璃是半钢化玻璃,也符合现行标准。可是表面应力为69N/mm2～90N/mm2的玻璃,却什么也不是,不允许使用。其实应力低于90N/mm2的玻璃自爆率较低,危险性较小,有什么不好呢?至于这些玻璃叫什么不是重要问题,也可以叫“准钢化玻璃”,只要实际上对安全有好处就可以了,可以放手让大家使用,在使用中进一步总结经验。

三、半钢化玻璃

(一)半钢化玻璃的特点

半钢化玻璃表面应力低,所以不存在自爆的危险,不受外界影响时,它决不会自行爆炸,所以从这个意义来说,它比钢化玻璃要安全。即使在外力作用下破碎,由于周边有胶缝和槽口,放射形的裂缝所形成的碎块也不会轻易坠落。

(二)半钢化玻璃已有长期应用的经验

由于半钢化玻璃有上述优点,目前不少工程仍在应用。国内在1998—2007年期间,不少工程采用半钢化玻璃,至今情况良好。半钢化玻璃相对而言,安全性是较高的。

四、承重玻璃结构采用单片钢化玻璃要慎重

单片钢化玻璃虽然称为安全玻璃,但它有两个致命缺陷,使它不宜在承重玻璃结构中采用:

1.无外部原因的自爆;

2.自爆后飞散,瞬间全部丧失承载力或产生人、物的坠落危险。

(一)承重玻璃梁、玻璃柱

全玻幕墙的承重玻璃肋(玻璃柱)、采光顶的玻璃梁都是面玻璃的支承结构,一旦玻璃梁、柱发生自爆、飞散,面板失去支持,幕墙或采光顶就会垮塌,造成严重的后果。玻璃梁、肋等宜采用夹层玻璃。点支承时宜采用钢化夹层玻璃;经计算支承点应力许可时,也可以用半钢化夹层玻璃。

(二)玻璃楼梯踏板、玻璃栏板

这些部位不采用单片钢化玻璃的原因是防自爆,防飞散,防人员坠落。目前不少公共建筑栏板还在用单片钢化玻璃,这种栏板也发生过多起自爆后伤人的事件。当栏板不能不用单片钢化玻璃时,其厚度不应小于10mm,而且随时检查,一旦自爆,要及时修理更换。

五、点支承玻璃

点支承玻璃在支承点(包括钢爪支承和夹板支承)会产生很大的局部应力,浮法玻璃强度低,难以承受,宜采用强度高的钢化玻璃及其制品。优先考虑采用钢化夹层玻璃和钢化中空夹层玻璃。当然,经过计算,如果支承点的应力较小,选用半钢化夹层玻璃更为有利。

中空玻璃中的夹层玻璃宜放在室内侧。采用点支承单片钢化玻璃同样要注意其自爆问题。

六、采取设计施工措施,减少玻璃破裂

目前工程中大量玻璃破碎,有因玻璃自爆,有因温度变化,真正受到强风、地震作用而损坏的并不多。大量破损都是可以通过设计和施工措施来减少的。

(一)设计方面原因

1.玻璃支承点太多。由于建筑要求玻璃大面积,采用六点、八点或四点、六点再加一对边支承。这样多的支承点受力不均匀,很容易使玻璃开裂。

2.支承处约束过强,点支承头无铰,玻璃入槽卡得太紧,玻璃板转动困难。

3.板缝太小,玻璃膨胀后顶死。

(二)施工方面原因

1.边缘处理。有些玻璃未细磨边,未倒棱;甚至有些玻璃根本没有磨边,崩边、崩角也不处理,这就容易发生自爆或破裂。

2.强迫安装。玻璃钢化后不平,多点支座也不找平,高高低低,装不上硬装,安装初应力太大,造成玻璃大量自爆或破裂。

3.安装玻璃的金属槽太窄,混凝土、花岗岩表面紧靠玻璃表面,玻璃变形受限。

4.玻璃垫片太薄,有些甚至只有2mm,玻璃一膨胀就顶死槽底。

5.填缝胶不合格,硬化无弹性。

七、结论

没有绝对意义的安全玻璃,使用玻璃都有一定风险。可以通过合理选用玻璃类型,加上必要的设计和施工措施,来实现玻璃最大限度的使用安全,使人们在享受美的同时保护好自己生命。

(编辑/穆杨)