安全選用幕墻玻璃

李 鵬 郝玉霞

一、玻璃的材料本質特征

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險。安全玻璃只是一個人為的名稱,一般是指對人身傷害風險相對較小的玻璃(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,籠統規定幕墻一定要用安全玻璃不一定恰當。而應根據具體情況而定,幕墻某些部位采用單片鋼化玻璃反而更危險;某些情況下幕墻全部采用夾層玻璃就會成為火災時的牢籠。

二、鋼化玻璃

(一)近年來鋼化玻璃引發幕墻事故頻發

由于各方面的原因,近幾年玻璃幕墻成了鋼化玻璃的一統天下,“凡是幕墻玻璃一律鋼化”成了一切的主流,上世紀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,產生許多人身傷害和財產損失的事實卻無情地否定了“鋼化就是安全”的觀點。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,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,這是業內人士的共識。為了降低自爆率,只能是優選玻璃原片和進行二次熱處理。即使如此,1‰的自爆率已經是極限,無法再降了。1‰～2‰的自爆率已屬優質產品,這就意味著一個工程爆個幾塊、十幾塊是完全正常的現象,大家不會覺得奇怪。自爆的玻璃必須更換,但更換的費用遠遠超過玻璃本身,在超高層幕墻和異形幕墻中進行更換,更是困難和危險。何況一旦發生自爆,就意味著今后還可能有類似事件發生,何時、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

幾年來事實已經表明: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,使業主和來客,都處于不安全的感覺中。因為不知在什么時候,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,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力

鋼化玻璃表面應力越大,鋼化程度越深,越容易發生自爆?，F在規定鋼化玻璃表面應力不小于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程度。但高應力伴隨高自爆率,應力大于90N/mm2,自爆危險性大大增加。而實際上,只要爆炸,危險性就已經存在了,玻璃渣大一點小一點已不起決定作用?，F行玻璃標準回避了這個問題。表面應力大于90N/mm2的玻璃是鋼化玻璃,符合現行標準;表面應力小于69N/mm2的玻璃是半鋼化玻璃,也符合現行標準?？墒潜砻鎽?9N/mm2～90N/mm2的玻璃,卻什么也不是,不允許使用。其實應力低于90N/mm2的玻璃自爆率較低,危險性較小,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“準鋼化玻璃”,只要實際上對安全有好處就可以了,可以放手讓大家使用,在使用中進一步總結經驗。

三、半鋼化玻璃

(一)半鋼化玻璃的特點

半鋼化玻璃表面應力低,所以不存在自爆的危險,不受外界影響時,它決不會自行爆炸,所以從這個意義來說,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用的經驗

由于半鋼化玻璃有上述優點,目前不少工程仍在應用。國內在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、承重玻璃結構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,但它有兩個致命缺陷,使它不宜在承重玻璃結構中采用:

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生人、物的墜落危險。

(一)承重玻璃梁、玻璃柱

全玻幕墻的承重玻璃肋(玻璃柱)、采光頂的玻璃梁都是面玻璃的支承結構,一旦玻璃梁、柱發生自爆、飛散,面板失去支持,幕墻或采光頂就會垮塌,造成嚴重的后果。玻璃梁、肋等宜采用夾層玻璃。點支承時宜采用鋼化夾層玻璃;經計算支承點應力許可時,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,這種欄板也發生過多起自爆后傷人的事件。當欄板不能不用單片鋼化玻璃時,其厚度不應小于10mm,而且隨時檢查,一旦自爆,要及時修理更換。

五、點支承玻璃

點支承玻璃在支承點(包括鋼爪支承和夾板支承)會產生很大的局部應力,浮法玻璃強度低,難以承受,宜采用強度高的鋼化玻璃及其制品。優先考慮采用鋼化夾層玻璃和鋼化中空夾層玻璃。當然,經過計算,如果支承點的應力較小,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側。采用點支承單片鋼化玻璃同樣要注意其自爆問題。

六、采取設計施工措施,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,真正受到強風、地震作用而損壞的并不多。大量破損都是可以通過設計和施工措施來減少的。

(一)設計方面原因

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

2.支承處約束過強,點支承頭無鉸,玻璃入槽卡得太緊,玻璃板轉動困難。

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,這就容易發生自爆或破裂。

2.強迫安裝。玻璃鋼化后不平,多點支座也不找平,高高低低,裝不上硬裝,安裝初應力太大,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、結論

沒有絕對意義的安全玻璃,使用玻璃都有一定風險?？梢酝ㄟ^合理選用玻璃類型,加上必要的設計和施工措施,來實現玻璃最大限度的使用安全,使人們在享受美的同時保護好自己生命。

(編輯/穆楊)