关于防弹玻璃幕墙设计思路的探索

佟克龙

(中建八局第二建设有限公司，山东济南　250014)



关于防弹玻璃幕墙设计思路的探索

佟克龙

(中建八局第二建设有限公司，山东济南250014)

摘要:基于建筑防弹的安全功能，依据相关规范提出了防弹玻璃幕墙设计的具体做法，并辅以相应的节点图构造做法进行了详细说明，总结了在防弹幕墙设计中应当注意的问题，以方便在今后工程中应用。

关键词:防弹幕墙，防弹玻璃幕墙，幕墙设计

0　引言

近年来，恐怖袭击事件在全世界范围内不断发生，莫斯科剧院人质事件、美国“911恐怖袭击事件”就是其典型的事件。恐怖事件给人们生命财产造成极大的破坏。根据有关统计资料显示，在恐怖事件中玻璃的散落和碎片的飞溅是人受到伤害的主因，采用防弹玻璃则可以减少75%的伤害程度［1］。有些建筑如国家会议中心、国际展览馆、博物馆、金融机构、别墅等对幕墙有一定的防弹等级要求。因此为了保障社会利益，最大限度地减少突发情况发生时造成的损失，在玻璃幕墙的设计和施工中掌握防弹幕墙设计及施工技术，给业主提供最安全幕墙将是非常重要的。因此在注重玻璃幕墙传统设计技术的同时，将防弹、防爆的安全功能引入到当今幕墙设计及施工理念中是我们迫切需要掌握并付诸实践的一项重要技术。为此在设计施工中对此进行了深入研究并在具体工程中得以应用。

1　防弹幕墙概念

建筑幕墙是由面板与支承结构体系(支承装置与支承结构)组成的、可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙［5］。防弹玻璃幕墙(Bullet-proof glass curtain wall)由防弹玻璃与防弹支承结构体系(支承装置与支承结构)组成。无论明框玻璃幕墙还是隐框玻璃幕墙，玻璃与玻璃之间都留有缝隙，子弹有可能从玻璃缝隙穿入室内，因此幕墙框架材料必须能够阻挡子弹穿入，起到保护作用。

2　防弹玻璃幕墙设计

幕墙框架与幕墙玻璃都应具备防弹功能，二者共同起到防弹作用。防弹玻璃厚度18 mm～40 mm，根据防弹要求选用单夹层或双夹层玻璃。防弹玻璃幕墙龙骨如采用铝合金龙骨时，玻璃缝处需采用防弹装甲钢板(采用图1，图2的设计)。并且根据防弹要求经过计算确定玻璃及其钢板厚度。

2．1防弹玻璃幕墙节点

2．1．1明框防弹玻璃幕墙

明框防弹玻璃幕墙的压板采用防弹装甲钢板材质，与防弹玻璃组成整体的防弹玻璃幕墙体系，确保具有防弹功能(见图1)。

图1　明框防弹玻璃幕墙节点

2．1．2隐框防弹玻璃幕墙

隐框防弹玻璃幕墙采用幕墙型腔构造措施，并在型腔内部增设防弹装甲钢板材质，与防弹玻璃组成整体的防弹玻璃幕墙体系，

目前在美国及欧盟等一些发达国家对防弹玻璃幕墙的相应设计规范和验收标准已经比较完善。我国关于防弹幕墙的对应规范和标准还很单一不全面，防弹幕墙设计可参考防弹玻璃［3］和防弹复合玻璃［4］等相关的规范标准。防弹玻璃幕墙无论是明框还是隐框其框架必须采用装甲钢板，这样既保证结构安全又可以阻挡子弹穿入。框架玻璃幕墙防弹区域没有特殊要求时其防弹高度为建筑层高。防弹玻璃幕墙节点可采用图1，图2进行设计，既可以降低造价又能确保幕墙整体安全。确保具有防弹功能(如图2所示)。

图2　隐框防弹玻璃幕墙节点

2．2防弹幕墙材料

防弹玻璃的防弹基本原理是它能将子弹的冲击动能转化为玻璃的弹性势能和碎片的表面能。防弹玻璃是应由符合国家相应规范的玻璃材料和满足相应技术条件的夹层材料采用特殊工艺复合而成。其夹层材料在没有特殊要求下，一般采用聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯材质。

防弹复合玻璃一般有以下三层结构:冲击层、缓冲层、承受层。

1)冲击层:其遭受冲击而破裂使弹头变形或破坏弹头，大大减慢弹头的速度，冲击采用高强度的钢化玻璃;2)缓冲层:缓冲层一般采用聚乙烯醇缩丁醛，冲击强度大，在玻璃破碎后仍能粘结在一起而不发生脱落。能有效地防止枪弹射击;3)承受层:承受层也是常用高强度钢化玻璃或有机玻璃，要求具有较高的强度、抗冲击能力和抗震性，并具有一定的韧性。利用其遭受冲击而破裂，从而起到第二次安全防护作用。防弹复合玻璃分为L类防弹玻璃、M类防弹玻璃、H类防弹玻璃三种，并应满足GB 17840—1999技术要求［3］。

L类防弹玻璃为:能够阻挡弹头穿过，受冲击玻璃背面的飞溅物不应穿透测试卡的防弹玻璃。

M类防弹玻璃为:能够阻挡弹头穿过，受冲击玻璃背面的飞溅物，但是飞溅物不应嵌入测试卡上的防弹玻璃。

H类防弹玻璃为:能够阻挡弹头穿过，背部玻璃表面光滑，整体平整，弹伤深度不大于5 mm。

防弹玻璃防弹能力要符合表1要求。

表1　防弹玻璃防弹能力

3　工程实例

3．1南宁国际会展中心防弹玻璃幕墙

本工程位于广西壮族自治区首府南宁市发展迅速的青秀区中心地带，是东盟博览会常驻会址，由广西华蓝建筑设计研究院设计。会展中心建筑设计别具匠心，构思巧妙，依山就势而建，显得气势恢弘。由会议、展览和大型宴会厅三部分组成，装饰格调高雅，环境舒适，是各种国内、国际会议，商务洽谈和学术报告举办的理想之地。其会客会议中心经常举行高规格会议，要求其玻璃幕墙必须具备防弹功能的防弹玻璃幕墙。根据业主及当地的公安部门要求采用FJ79-H防弹玻璃(防79式7．62 mm狙击步枪)。防弹玻璃厚度根据防弹要求计算选用22．28 mm防弹复合玻璃。防弹玻璃幕墙龙骨为钢龙骨，龙骨连接为焊接。玻璃缝处据防弹要求确定采用6 mm厚装甲钢板(22SiMn2TiB)与防弹玻璃组成整体的防弹玻璃幕墙体系，确保具有整体防弹功能。能确保因意外步枪袭击而对室内人身及财产安全起到保护作用。防弹玻璃幕墙局部分格图如图3所示。

图3　南宁会展防弹玻璃幕墙局部分格图

3．2南宁国际会展中心防弹玻璃幕墙设计

1)南宁会展中心的明框玻璃幕墙的竖框采用大装饰框，其通过压板与主框连接固定，而铝压板不具备防弹功能。幕墙的压板无法采用防弹装甲钢板材质，只能通过铝合金垫框设置型腔安置防弹装甲钢板与防弹玻璃组成整体的防弹玻璃幕墙体系，确保具有防弹功能(如图4所示)。

图4　南宁会展防弹玻璃幕墙竖框节点图

2)南宁会展中心的明框玻璃幕墙的横框同样通过铝合金垫框设置型腔安置防弹装甲钢板与防弹玻璃组成整体的防弹玻璃幕墙体系，确保具有防弹功能(如图5所示)。

图5　南宁会展防弹玻璃幕墙横框节点图

3)南宁国际会展中心防弹玻璃幕墙，考虑到通风换气的要求，在幕墙立面设置上悬电动开启窗。其防弹原理也是通过铝合金垫框设置型腔安置防弹装甲钢板与防弹玻璃组成整体的防弹玻璃幕墙体系，确保具有防弹功能(如图5所示)。

按照以上设计成整体的防弹玻璃幕墙体系，确保南宁会展中心幕墙工程具有整体防弹功能。能够确保人身及财产安全受到保护。

4　结语

通常而言，防弹玻璃幕墙的防护效果与玻璃厚度、夹层厚度及其防弹钢板厚度成正比。由于防弹玻璃幕墙与人类的生命财产安全息息相关，因此在做此类幕墙设计时一定要结合实践并且要依相应的爆炸实验数据，根据相应的规范计算来确定防弹钢板及其防弹玻璃的厚度。设计过程中要按照国家的规范，进行防弹能力实验，实验结果一定满足表1的要求，以确保人的生命安全万无一失。

随着人们对生活品质要求的不断提高，在建筑美学方面占据了得天独厚优势的防弹玻璃幕墙在装修设计上得到了越来越广泛的应用。只有通过技术创新、科学管理才能在激烈的市场竞争环境中保持领先，需要我们在未来的发展中不断突破、不断创新，实现高品质幕墙，为此类行业做出自己绵薄之力。文章中表达不妥不周之处，敬请各位同行和专家批评指正。

参考文献:

［1］邓涛，周明安．重要建筑物防爆炸恐怖袭击的研究［J］．国防科技大学学报，2012(8):32．

［2］DGJ 08—56—2012，建筑幕墙工程技术规范［S］．

［3］GB 17840—1999，防弹玻璃［S］．

［4］GA 165—1997，防弹复合玻璃［S］．

［5］JGJ 102—2003，玻璃幕墙工程技术规范［S］．

［6］GB/T 21086—2007，建筑幕墙［S］．

［7］张芹．建筑幕墙［M］．北京:中国建筑工业出版社，2008．

On design for bullet-proof glass curtain walls

Tong Kelong
(China Construction Eighth Engineering Division，the Second Construction Co．，Ltd，Jinan 250014，China)

Abstract:Based on safety function of building bullet-proof，according to the relevant specification proposed the bullet-proof glass curtain wall design，the specific method and supplemented by the corresponding node graph construction practices in detail，summarizes the problems that should be paid attention in bullet-proof curtain wall design，to facilitate in the future in engineering application．

Key words:bullet-proof curtain wall，bullet-proof glass curtain wall，curtain wall design

作者简介:佟克龙(1983-)，男，助理工程师

收稿日期:2015-10-27

文章编号:1009-6825(2016)01-0030-03

中图分类号:TU201

文献标识码:A