深圳市既有建筑幕墻現狀調查與問題分析

常銀昌，何小軍，汪四新，敖海良，湯伊雯

（1.深圳市建研檢測有限公司，廣東 深圳 518049；2.深圳市建筑科學研究院股份有限公司，廣東 深圳 518049；3.深圳市房屋安全和工程質量檢測鑒定中心，廣東 深圳 518000）

0 引言

幕墻以其美觀、輕盈等優點，自 1983 年起在我國建筑領域開始迅速發展，應用于高層建筑、大跨度建筑、公共建筑，成為現代高層建筑主要外圍護形式。建筑幕墻已成為現代建筑的重要標志。歷經近 30 多年的發展，現我國已成為世界第一幕墻生產大國和使用大國，并正在逐步邁向世界一流的幕墻強國。據估計，我國既有幕墻約有 16 億 m2［1］，存量巨大，主要分布在國內主要大中城市，特別以一線城市居多。深圳作為一線城市，既有幕墻數量也極為龐大。

在行業不斷發展、技術不斷提升的同時，也帶來不少安全質量隱患，因偶發幕墻玻璃自爆或者面板脫落等造成的損物、傷人事件，在社會上引起高度關注。住房和城鄉建設部在 2006 年下發了《既有建筑幕墻安全維護管理辦法》（建質〔2006〕291 號）的通知，對既有建筑幕墻使用過程中的安全維護等提出相應要求。此后又兩次發布玻璃幕墻安全排查防護通知：《關于組織開展全國既有玻璃幕墻安全排查工作的通知》（建質 〔2012〕29 號）、《關于加強玻璃幕墻安全防護工作的通知》（建標〔2015〕38 號）。2007 年，廣東省建設廳發布了《廣東省建設廳既有建筑幕墻安全維護管理實施細則》（粵建管字〔2007〕122 號），要求對既有建筑幕墻進行定期檢查和安全性鑒定。

1 深圳市既有建筑幕墻管理現狀

1.1 技術標準

為進一步加強全市既有建筑幕墻的安全管理，及時發現常見、多發的安全隱患，有效預防和控制既有建筑幕墻的“常見病”“多發病”，推動深圳市既有建筑幕墻的安全檢查和維護工作，2016 年 9 月，深圳市住房和建設局印發了《深圳市既有建筑幕墻安全檢查技術導則（試行）》。2017 年 12 月將其提升為地方標準：SJG 43－2017《深圳市既有建筑幕墻安全檢查技術標準》。經過 5 年使用與總結，2022 年將標準進行修訂，發布了 SJG 43－2022《既有建筑幕墻安全檢查技術標準》。

幕墻安全檢查技術標準規定了三種類型的安全檢查：例行安全檢查、定期安全檢查和專項定期安全檢查。

例行安全檢查主要由業主或物業公司自行檢查，每 6 個月檢查一次，對建筑幕墻的外露缺陷、破損和危及安全的異常現象進行檢查。檢查完畢后需要將檢查結果上傳深圳市既有建筑幕墻信息化管理平臺。檢查時發現有不合格項時需要及時進行維護維修，若通過常規維修仍無法使不合格項達到合格的結果，應委托專業機構作進一步的檢查。

定期安全檢查由專業機構進行檢查，每 5 年進行一次，包括安全維護檔案資料檢查和現場檢查。現場檢查項目分為幕墻面板、室外構件、開啟窗、受力構件、連接構造、功能性構造，并對檢查結果評定等級。

專項定期安全檢查主要是針對隱框玻璃幕墻和拉索式幕墻，對結構膠和拉索進行專項檢查，確保幕墻安全可靠。

深圳市住房和建設局還發布了 SJG 112－2022《既有建筑幕墻安全性鑒定技術標準》（見圖1），并正在組織力量編制幕墻設計、施工等方面的地方標準，技術管理水平正逐步提高。

圖1 深圳市既有建筑幕墻安全檢查技術標準

1.2 管理規定

為推動幕墻安全檢查技術標準的執行，深圳市發布了《深圳市房屋安全管理辦法》《深圳市既有建筑幕墻安全維護和管理辦法》等（見圖2）。規定房屋安全責任人應按規定對建筑幕墻進行安全檢查、鑒定，對存在安全隱患的建筑幕墻采取安全防護、維修等措施，并保存建筑幕墻安全管理資料。并制定了罰則，對違反管理辦法的行為進行處罰。

圖2 深圳市關于既有建筑幕墻的部分管理法規

1.3 信息化管理平臺

為了實現建筑幕墻安全常態化、可視化管理，深圳市采用無人機傾斜攝影+三維實景建模+模型輕量化及單體化+loT+BIM+GIS+CIM 等技術，建設了一個可視可控可預警的深圳市幕墻信息管理平臺（見圖3），平臺支持幕墻多責任主體協同使用，共同按權限職責對幕墻安全進行管理。目前平臺實現了以下幾點。

圖3 深圳市既有建筑幕墻信息化管理平臺

1）對建筑基本信息、幕墻信息和幕墻狀態信息的采集、分類及歸檔管理。

2）對幕墻管理相關責任單位、檢測鑒定單位及相關人員信息管理。

3）對幕墻檢查、維修和改建進度的全過程跟蹤。

4）與智慧城市等其他系統實現數據共享，實現智慧城市幕墻的智慧管控。

2 深圳市既有建筑幕墻存量

根據系統統計結果，截止 2022 年 6 月底，深圳市既有幕墻建筑總棟數為 6 204 棟（見表1），既有幕墻分布較多的行政區主要有福田、南山、寶安、龍崗等區。既有建筑幕墻總面積約 5 673 萬 m2，其中主要以玻璃幕墻為主，玻璃幕墻面積占比約為 70.5 %。

表1 深圳市既有建筑幕墻存量統計表

3 既有建筑幕墻的問題與分析

3.1 幕墻安全檢查中發現的安全隱患

深圳市既有建筑幕墻安全檢查技術標準發布后，各行政區即組織力量對既有建筑幕墻進行全面安全排查，排查主要依據技術標準中的例行安全檢查要求進行外觀檢查。對各區檢查情況進行統計，約有 30 % 既有建筑幕墻存在不同程度的安全隱患。對安全隱患進行統計，隱患主要集中在幕墻面板和開啟扇，兩類隱患占比＞80 %（見圖4）。幕墻面板的主要問題是面板破裂、缺失等問題，開啟扇的主要問題為把手、風撐、鉸鏈等五金件的損壞、缺失等。由于排查主要以外觀檢查為主，因此發現的問題也主要是面板和開啟扇等表面性的問題。下面結合幕墻檢測鑒定時發現的問題，對幕墻問題進行分析總結。

圖4 既有建筑幕墻安全隱患統計圖

3.2 幕墻建造時期帶來的原始缺陷

3.2.1 設計有漏洞

開啟扇是幕墻安全問題高發處，除了因為開啟扇是活動部件經常活動外，更主要的原因是設計階段開啟扇的安全性即遠低于幕墻其他主要構件。支承框架、面板等幕墻主要構件承載力計算按可靠性設計方法，既考慮荷載分項系數又考慮抗力分項系數（或材料分項系數），總安全系數為 1.55～3.0［2，3］。但開啟扇卻沒有可靠性設計方法，存在漏洞。開啟扇的鎖閉系統是抵抗風荷載作用的重要部件，滑撐（或稱鉸鏈）等五金件是承擔開啟扇自重的重要部件，都沒有相應的可靠性設計方法。實際工程中一般采用抗風壓試驗確定開啟扇是否滿足使用要求，2020 年以前的抗風壓試驗僅要求加載至風荷載標準值［4］，既沒有考慮荷載分項系數也沒有考慮抗力分項系數（或材料分項系數），理論上其總安全系數為 1.0，即沒有任何安全儲備，因此開啟扇的安全性遠低于支承框架、面板等主要構件，形成安全凹地。實際工程中，因為施工質量難以保證，開啟扇的實際安全系數更低，2018 年“山竹”臺風期間，深圳地區實測風速換算的風壓僅為設計基本風壓的 75 % 左右［5，6］，即實際風力尚未達到設計值，但卻造成了大量幕墻開啟扇被吹落的現象，表明這些開啟扇的實際安全系數遠低于 1.0。2020 年以后的試驗方法將試驗風壓增大到風荷載設計值［7］，其安全性依然比幕墻的其他構件低。作為活動部分的開啟扇，其安全性理應更高才對，但實際上在設計階段其安全性已經遠低于其他構件，再疊加施工因素和使用階段的疲勞與磨損，其實際安全性更低，因此幕墻的安全事故多發生在開啟扇。建議規范制定部門和設計單位未來在修訂規范或進行設計時能夠重視起開啟扇的安全性。

3.2.2 施工不合規

施工質量及采用材料不合規，也是導致幕墻安全隱患的主要原因，主要表現如下。

1）錨固支座偏位、焊接質量差、連接件搭接不足等，2018 年“山竹”臺風時深圳即發生了一起因支座連接件搭接不足而導致一幕墻單元板塊整體脫落的嚴重事故。

2）連接螺栓、螺釘未按設計要求采用不銹鋼材質，連接螺釘間距過大等，會導致螺栓、螺釘銹蝕、斷裂甚至被拔出，嚴重時會導致幕墻板塊整體脫落，金屬板幕墻面板脫落大多是因為連接螺釘問題導致的。

3）開啟扇五金件不符合規范要求、安裝不牢、錯位、鎖點鎖座搭接不足等，是造成開啟扇墜落事故的另一個主要原因。

4）石材幕墻面板開槽、注膠、掛件安裝等施工質量差，致使面板連接存在缺陷，這是導致石材面板開裂、脫落的主要原因。

3.2.3 原材料問題

近年來玻璃自爆事故頻發。自爆是鋼化玻璃特有的現象，主要是由玻璃內部的局部應力集中所導致的［8］，而應力集中主要是因為玻璃材料中含有的硫化鎳雜質在溫度變化時發生相變體積膨脹導致的。由于當前工程中普遍采用低價中標的原則，但卻缺乏有效的檢測手段，玻璃原材料質量呈下降趨勢，近年來玻璃自爆事件呈逐漸增多的趨勢，幕墻排查時發現的面板破損很大一部分就是玻璃自爆引起的。

3.3 物業運維管理問題

通過幕墻排查發現，很多幕墻都缺少維護，包括幕墻破損修復、埋件銹蝕等。從積灰程度可判斷很多開啟扇的五金件缺失、損壞已經多年，但卻一直沒有得到維修，很多幕墻面板已經破損或缺失很久也沒有及時更換，這種缺少維護、帶有損傷的幕墻在惡劣天氣甚至日常使用中發生脫落的概率會更高。

深圳市已經通過制定檢查技術標準、管理辦法、行政處罰等方式督促房屋安全責任人重視幕墻的日常檢查與維護，并要求將檢查結果和維護記錄上傳幕墻信息化管理平臺。

缺少管理的另一個表現是幕墻檔案資料缺失嚴重。調查顯示，19 % 的建筑幕墻無任何圖紙資料，57 %的建筑幕墻圖紙殘缺不全，只有 24 % 的建筑幕墻有齊全的圖紙。圖紙資料缺失會給后續的安全檢查、維護維修帶來很大困難。

缺少維護的原因除了不重視外，另一個原因是很多幕墻建筑存在多產權或產權不明確的情況，造成即使發現幕墻存在安全隱患，物業卻難以籌措資金進行維修。

3.4 幕墻超期服役的問題

幕墻設計工作年限一般為 25 年，深圳已經有大量幕墻工作年限超過 25 年，如何解決超期服役的幕墻的安全問題已經成為影響城市建筑安全的關鍵問題。一般認為應該通過檢測鑒定來確定其安全性，但鑒定安全后還能用多久，以及多長時間需要再次檢測鑒定？檢測鑒定發現的安全隱患如何處理等問題仍有待解決。特別對于隱框玻璃幕墻，是采用硅酮結構膠將玻璃粘接在幕墻的支承構件上，因此硅酮結構膠的力學性能和耐老化性能對隱框玻璃幕墻的安全性能有重要影響。硅酮結構膠是一種高分子材料，國外最早于 20 世紀 70年代初開始采用硅酮結構膠制作安裝隱框玻璃幕墻，至今已近半個世紀，雖然具有非常好的耐老化性能，但其真正的使用壽命極限，到目前為止，世界范圍內尚未有準確的答案。

3.5 如何定義幕墻的問題

在進行幕墻調查時，什么是幕墻的問題屢屢被提起，很多業主和物業公司常常以“這不是幕墻，是窗戶”為由拒絕執行幕墻相關檢查、維護的管理規定。

相關規范［9，10］對幕墻的定義為“由面板與支承結構體系組成，具有規定的承載能力、變形能力和適應主體結構位移能力，不分擔主體結構所受作用的建筑外圍護墻體結構或裝飾性結構”。有人據此認為可通過“面板”“支承結構”“變形能力”等特征來區分是否為幕墻。但玻璃窗與幕墻一樣具有面板和支承結構，很多玻璃窗也具備適應主體結構位移的變形能力，2008 年汶川地震強震區未倒建筑中不少玻璃窗仍保存完好，難道就要把這部分玻璃窗認定為幕墻？顯然不合理。相反，有些不規范的幕墻所有節點都采用焊接連接，實際并不具備變形能力，甚至承載力都不能滿足要求，難道這些不合格的幕墻就不是幕墻，不進行監管？顯然更不合理。

一種流行的觀點認為玻璃幕墻本質上就是立面尺寸比較大的玻璃窗。趙西安［11］、陸津龍［12］等將 1851 年英國倫敦工業博覽會水晶宮（Crystal Palace）作為第一個采用玻璃幕墻的建筑，就是因為該建筑的玻璃面積規模較大。但多大規模的玻璃窗應該被認定為玻璃幕墻，目前尚未見有文獻報道。

特別是近年來，一方面，隨著技術的日益進步，幕墻材料和施工工藝都有很大的發展，另一方面，幕墻管理的精細化和信息化的要求越來越高，因此，明確清晰地對幕墻進行定義，有利于正確有效地開展幕墻安全性管理工作。建議相關標準在進行修訂時能進一步明確幕墻的定義。

4 結語

深圳市通過制定既有建筑幕墻安全檢查技術標準、管理規定等，幕墻安全管理水平正在逐步提高，但由于早期幕墻技術標準、設計水平、施工質量及后續使用維護不力等問題，既有建筑幕墻的安全隱患難以在短時間內徹底消除，幕墻安全管理將是一個長期工作。一方面需要對新建幕墻技術標準進行提升，對幕墻的設計、施工質量進行規范，從源頭上提升品質，另一方面，要通過信息化手段，精準地加強對既有幕墻的日常安全檢查、維護維修管理，同時多責任主體聯動，才可能徹底消除城市上空的安全隱患，保障廣大人民的生命財產安全。Q