建筑幕墙安全节能的改进措施研究探讨

赵进

摘 要：建筑幕墙是指已经交付使用的各类幕墙结构，由于受到多方面因素的影响，既有建筑幕墙往往存在着安全隐患。所以，必须根据实际情况采取相应的整改技术方案，以提高建筑幕墙的质量，使其发挥正常的功能。本文主要就建筑幕墙安全节能的改进措施进行了具体的研究，以供广大同仁交流探讨。

关键词：建筑幕墙；安全隐患；节能；改进措施

引 言：建筑外墙保温和节能是我国建筑行业研究的重要课题之一。由于我国能源较为短缺，所以，必须要针对不同地域的环境特点来制定外幕墙保温和节能方案，以提高我国建筑的节能水平。

1 建筑幕墙的安全隐患及改进措施

1.1 玻璃问题

1.1.1 采用非安全玻璃

（1） 存在的隱患

在我国最初引进幕墙的建筑技术时，我国所有竣工的幕墙有一大部分是利用单层玻璃或双层玻璃等非安全玻璃作为面板。这种幕墙因为其原料选择不当致使该幕墙物理性能偏低，当该幕墙长期裸露于自然环境中，极易发生破碎或出现裂纹。该幕墙破碎碎片呈不规则片状，如若飞溅出去，则会对周围财物及人员造成严重危害。

（2） 技术措施

在建筑幕墙的施工时期，相关管理职能单位应严格遵从相关的工作规范来进行施工，利用安全型材质作为幕墙玻璃的面板。特别是在繁华市区内的公共幕墙玻璃或者施工现场处于人车密集路段的情况，则更需要严格控制建筑施工的过程，以此避免对周边人员造成危害。针对不同类型的建筑幕墙和不同结果形式的幕墙应该有不同的施工方式与方法，另外，要依据不同的幕墙高度、不同的环境以及不同层次的业主等具体情况进行设计具体施工方案。普通的施工流程为：

○1 首先要设计墙幕的外立面，要根据幕墙的具体情况结合国家相关规范来决定更换具有何种参数与属性的玻璃；

○2 对图纸进行备案工作；

○3应选择具有良好施工资质且可严格遵循施工要求来完成施工的企业单位；

○4要求工作人员对各项材质做相容性测验，在更换玻璃之前，工作人员应严格参照相关规范对原有幕墙做出引爆处理或者热浸处理，彻底解除玻璃自爆的可能。

1.1.2 幕墙钢化玻璃自爆问题

（1） 存在的隐患

钢化玻璃往往会出现自爆现象，如果表面应力越大，钢化的程度越深，自爆发生的概率也就越大。目前规定钢化玻璃表面应力应该不小于90N/m2，这样规定的目的是降低自爆的危害。钢化玻璃在自爆之前没有任何征兆，与出厂时间也没有任何关系，尽管发生自爆的概率在3%以下，但是自爆后呈小颗粒状，往往会造成很大的危害。

（2） 整改技术措施

方案一：对处于人流密集地段的钢化玻璃进行更换，更换为夹胶钢化玻璃或者超白钢化玻璃，这样能够避免对人群造成伤害。

方案二：对钢化玻璃的表面进行贴膜处理。

方案三：在幕墙的底层周围，不设置吸引人的设施，比如站位、露天餐饮、娱乐场所等。室外停车位应该和墙根保持一定的距离，设置一定宽度的围篷栏板或者玻璃雨篷。在幕墙底层设置绿化隔离带或者水池景观，并且标明安全警示区。

1.1.3 玻璃损伤或者破裂

不管是有框或者是无框幕墙，如果玻璃出现损伤或者破裂，必须立即拆除并及时更换。一些用户往往不知道玻璃损伤或者破裂对整个幕墙所带来的影响，他们认为玻璃发生部分损坏对整个幕墙没有多大影响。事实上，玻璃对整个幕墙的性能和结构的安全稳定都有着重要的影响。因此，必须拆除并及时更换玻璃。如果出现多块玻璃破碎或者某一部位经常发生破碎现象，需要认真分析其原因，有针对性的采取加固措施，以消除隐患，保证安全。

1.2 五金件问题

1.2.1 存在的隐患

主要包括五金件超出了使用年限，使用不当而引发的问题，比如锈蚀、变形、卡死、损坏等等，引发开启扇支承安全不足，甚至发生脱落现象，存在着很大的安全隐患。

1.2.2 整改技术措施

可以采取的措施包括以下几点：首先，查清楚损坏的原因，熟悉有关的联结件情况，如果是联结件出现问题，则应该采取相应的措施，对其进行加固。其次，对于使用功能一样的五金件，应该保证其品牌、规格、材质是一样的。最后，在对五金件进行检查和更换的时候，应该包括周边的密封件。此外，新安装的五金件在材质和规格上应该满足国家和行业的最新标准规范。

1.3 结构胶、耐候胶、密封胶问题

1.3.1 存在的隐患

当幕墙的使用年限较长，往往由于人为原因或者环境污染而使相应的胶类失去作用，从而导致幕墙结构发生变形现象，面板出现松动，使得幕墙的气密性、水密性、隔声效果、保温效果大大降低。

1.3.2 整改技术措施

由有资质的检测机构，根据相关的规范和要求，进行样板检测和室外淋水试验检测。此外，还应该对幕墙关键部位的胶体进行抽样检验，如果不合格则应该出新或者改造。

方案一：将原有副框和玻璃面板拆除，然后清除上面的杂质和污染物，并重新进行补胶或者打胶。需要注意的是，施工单位必须具有相应的资质，重新打胶应该在清洁的环境下进行，以保证打胶和补胶的效果。此外，在进行打胶之前，还应该试验和检测玻璃、胶、铝材等的相容性、污染性和粘结性。

方案二：对外立面进行重新设计，根据最新的标准和规范进行出新改造。适宜的作业温度是在4℃至38℃之间，对于结霜的表面、潮湿的表面、有油脂的表面、有溶剂的表面，不适宜进行打胶施工。胶缝的宽度和高度应该满足设计的要求，并保证质量。结构胶、耐候胶的的表干时间大约为六十分钟，稳定胶结大约需要21天时间，施工的时候应该对这些因素进行全面考虑。

2 外幕墙建筑保温节能问题及改善策略

2.1 外幕墙建筑保温节能问题

（1） 外墙龙骨根部包裹不完全，造成冷热桥效应

龙骨主要为角钢，外幕墙龙骨一般是直接焊接在墙体预埋件上，由于角钢槽内施工时极其不便，普通的保温措施无法包裹到该部位，同时钢材与保温材料热胀冷缩的系数不同，引发缝隙的扩大，缩减了保温层的使用寿命，造成冷热桥。

（2） 外幕墙与保温层之间的“烟囱”效应

外幕墙与保温层之间的“烟囱”效应，极易降低保温寿命，且对于消防安全极为不利。

（3） 外幕墙与外门窗连接处易形成“风洞”

在设计时外幕墙与外门窗连接处保温隔热考虑不充分，极易在缝隙处形成冷热桥，甚至透过缝隙形成“风洞”，导致保温隔热性能的降低。

2.2 提高外幕墙的保温性能的策略

2.2.1 材料选择是建筑节能的关键

（1） 透明型

影响透光型幕墙的能耗主要取决于玻璃的选择及型材的选择两个方面。

1）玻璃的选择

①光感变色玻璃

在无色透明普通玻璃中加入卤化银成分，也有在玻璃夹层中加入感光化合物，在有太阳光照射时候时，随着光线的增强玻璃会逐渐变暗，在停止照射或者光照减弱时玻璃又逐渐恢复原来的颜色。

②热反射镀膜玻璃

在无色透明平板玻璃上镀一层金属及金属氧化物或有机物薄膜，以达到反射太阳光及辐射热的目的。热反射镀膜玻璃有良好的控光性和隔热性，对太阳辐射热反射率可达30%，远远高于普通平板玻璃的7%-8%，可以有效减少进入室内的热量，这种特点使其具备良好的节约能耗的性能。

③低辐射镀膜玻璃

这就是我们近年来在幕墙行业使用较多的Low-E玻璃，Low-E玻璃具备在吸收大量红外线辐射热能的同时又可保持良好的可见光透射率的双重特性。使用这种玻璃面材的玻璃幕墙，冬季幕墙可以将室内的热辐射反射回室内，减少室内热量损失，降低采暖能耗；夏季幕墙又可将室外的热辐射反射出去，减少室内制冷负荷，节能的效果非常显著。

④中空玻璃

在普通浮法玻璃、钢化玻璃、热反射镀膜玻璃、低辐射镀膜玻璃等类型的两层或多层玻璃间用金属间隔框（分子筛）隔开，内部充入干燥空气、惰性气体或抽成真空，并采用密封胶密封。

（2） 不透明型

影响不透明型幕墙的能耗主要包括以下几个方面：

1）不透明幕墙的保温形式

不透明幕墙的保温形式一般可分为内保温与外保温两种。内保温由于将保温材料安装于砌块墙内，将混凝土梁、柱暴露于冷空气中形成冷桥，大大折减了建筑本身的保温效果。同时冷桥部位容易出现结露现象，所以在工程中并不建议采取此保温形式。外保温由于安装在砌块墙以外，不但避免了梁、柱的桥效应，而且對于楼体结构本身因为温度的变化而产生的不利因素也起到了重要的防护作用。但现在工程中一般都将保温材料直接附着在楼体表面。这种施工方式对于楼体的保温非常的不利。应当在保温材料与结构之间留有50mm以上的空气层。并尽量防止空气层内的气体流动。这样将对保温效果起到积极的促进作用。

2）保温材料的选择

幕墙保温材料的选择直接决定着幕墙的保温效果。材料的选择包括材料的种类及材料的厚度两个方面。保温材料传热阻=保温材料层的厚度/保温材料层的导热系数。常用的幕墙保温材料矿物棉、挤塑板、酚醛泡沫板等几种。

2.2.2 铝型材的选择

现在工程中所选用的形成多为断热桥型节能型材。断热桥一般分为穿条式及浇注式两种

（1）穿条式

穿条式是通过开齿、穿条、滚压工序，将条形隔热材料穿入铝合金型材穿条槽内，并使之被铝合金型材牢固咬合的复合方式。穿条式断热方式工艺简单，便于安装。

（2）浇注式

浇注式是指把液态隔热材料注入铝合金型材浇注槽内并固化，切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使之断开金属连接，通过隔热材料将铝合金型材断开的两部分结合在一起的复合方式。其隔热性能优越，但由于工艺复杂，成本较高，所以在国内未能普及使用。

2.2.3 面材的选择

不透明幕墙的面材多为天然石材、金属板材、人造板材等。由于上述材料的导热系数较高，且厚度较小，对于建筑保温的作用很小。

2.2.4 面材接缝的处理方式

面材接缝的处理方式一般分为开放式及密封式两种。

（1）开放式

由于板材与板材间留有一定的缝隙（一般为8-12mm）。板材内部的空气与外界冷空气直接联通，面材与保温材料间的空气层失去保温作用，在这种情况下应考虑加厚保温材料的传热阻。

（2）密封式

由于板材与板材间利用密封材料密封，板材内部的空气层与外界冷空气被隔离开来，空气层由此成为保温层。对于建筑保温起到了有效的促进作用。如果在收边位置能做到有效的密封，尽量限制空气层中的空气流动，尽管此空气层不能和中空玻璃内的空气层相提并论，但对于建筑保温也能起到不可忽视的作用。因此建议对于面材与主体结构的收口要做细致的处理。尽量避免空气流动及热量的传导，收边位置也要做保温处理。

3 结束语

在当今社会，建筑节能势在必行。因此，就需要我们在实际工作中，根据幕墙存在的安全隐患与节能问题，采取相应的整改技术方案，以提高建筑幕墙的质量，使其发挥正常的功能，解决建筑能源耗费问题。

参考文献：

[1]邓锦振.既有建筑幕墙的安全隐患及整改技术方案[J].建筑技术，2011（10）.

[2]方浩.建筑幕墙设计中的几个问题[J].中国高新技术企业，2008（11）.

[3]班广生.建筑幕墙技术发展探讨[J].新型建筑材料，2005（03）.