既有建筑幕墻安全性檢測技術的應用研究

摘""要：隨著使用年限的增加，既有建筑幕墻會存在爆裂、脫落等安全隱患，選擇合適的安全性檢測技術，有助于及時發現安全隱患并采取應對措施，從而保證幕墻結構的安全性。結合某建筑實例，探究安全性檢測技術在該高層建筑幕墻改造中的應用。檢測結果表明，該建筑幕墻玻璃存在爆裂和脫落風險，采取粘貼安全膜的處理方式，對延長既有建筑幕墻的使用壽命以及保證幕墻的使用安全有積極幫助。

關鍵詞：建筑幕墻""安全性檢測""硅酮結構膠""玻璃安全膜

中圖分類號：TU74

Application"of"Safety"Testing"Technology"for"Existing"Building"Curtain"Walls

HU"Naidong1""ZHAO"Wei2""SHI"Weibin2""ZHANG"Zi'ao1

1.Jianke"Environmental"Energy"Technology"Co.，"Ltd.，"Beijing，"100020"China;"2.CABR"Testing"Center"Co.，"Ltd.，"Beijing，"100020"China

Abstract："As"the"service"life"of"existing"building"curtain"walls"increases，"there"may"be"safety"hazards"such"as"bursting"and"falling"off."Choosing"appropriate"safety"testing"technologies"can"help"identify"safety"hazardsnbsp;in"a"timely"manner"and"take"corresponding"measures"to"ensure"the"safety"of"the"curtain"wall"structure."This"article"explores"the"application"of"safety"testing"technology"in"the"renovation"of"curtain"walls"in"a"high-rise"building"based"on"an"example"of"a"certain"building."The"test"results"indicate"that"there"is"a"risk"of"bursting"and"falling"off"of"the"curtain"wall"glass"in"the"building."Adopting"the"method"of"pasting"safety"film"is"positively"helpful"in"extending"the"service"life"of"the"existing"building"curtain"wall"and"ensuring"its"safety.

Key"Words："Building"curtain"wall;"Safety"testing;"Silicone"structural"adhesive;"Glass"safety"film

幕墻具有綠色環保、節約能源、提升建筑品質等諸多優勢，在現代高層及超高層建筑中有著廣泛應用。但是由于材料老化、施工質量、氣候環境等因素的影響，既有建筑幕墻存在不同程度的安全隱患，輕則出現結構膠老化、密封效果變差進而導致雨水滲漏，嚴重時還會發生鋼化玻璃自爆與面板脫落等情況，開展既有建筑幕墻的安全性檢測至關重要。例如：《上海市建筑玻璃幕墻管理辦法》中明確規定：對于存在面板、連接構件等出現異常變形、脫落、爆裂現象的，或者是超過設計使用年限但需要繼續使用的，業主應當委托具有相關資質的機構進行安全性鑒定。合理應用安全性檢測技術對指導建筑安全維護工作開展以及提高既有建筑幕墻的使用性能有積極幫助。

1""建筑幕墻的安全性檢測

1.1""幕墻玻璃的檢測

建筑幕墻玻璃在受到光照、風力、地震作用以及日常使用工況等多種因素的影響下，隨著使用年限的增加其材料強度會出現不同程度的衰減，大約每10年衰減5%左右。隨著幕墻玻璃強度的降低，發生爆裂的概率會相應的升高，從而帶來安全隱患。幕墻玻璃的安全性檢測可通過強度計算方式進行，現階段比較常用的是彈性薄板大撓度計算理論，同時配合有限元分析方法，提高檢測結果的精確性，適用于單片玻璃、中空玻璃、夾層玻璃等。

1.2""硅酮結構密封膠的檢測

在既有建筑玻璃幕墻中大量使用了硅酮結構密封膠，既可以用于定位件與金屬框架之間的連接，也可用于玻璃與金屬框架之間的固定和密封。硅酮結構密封膠在長時間受到陽光紫外線的照射以及風力作用、雨水侵蝕、高低溫影響后，會出現不同程度的材料老化，表現為膠體的硬度增加、強度降低，固定效果和密封性能也會受到影響，增加了幕墻玻璃脫落以及幕墻漏水等問題的發生率。因此，對于既有建筑幕墻開展安全性檢測時，必須要重點檢查硅酮結構密封膠[1]。

常用的檢測方法是邵氏硬度檢測，將邵氏硬度計置于壓足表面，然后施加一定的作用力，直到壓足表面與試樣表面完全貼合，此時測量壓針尖端相對壓足平面的伸出長度L，如圖1所示。

L值越大，說明試樣的邵氏硬度越低，表明硅酮結構密封膠的性能越好。該檢測方法具有操作簡便、結果直觀的特點，可從既有建筑上采集硅酮結構密封膠作為試樣進行檢測，從而評估材料的壽命和性能。將檢測結果對照《建筑用硅酮結構密封膠（GB"16776—2016）》中的相關規定，對于未能達到標準的，必須要及時更換幕墻硅酮結構密封膠。

從既有建筑幕墻結構組成來看，決定硅酮結構密封膠使用安全的主要因素是粘結面的質量，在開展硅酮結構密封膠的評估時可采取表面觀察與定性檢測兩種方式。表面觀察是觀看硅酮結構密封膠有無褪色、變色，或者是化學析出物；檢查幕墻玻璃與硅酮結構密封膠之間的黏結面是否出現明顯空隙或者彩虹現象；定量檢測是通過集中力加載的方式，獲取位移傳感器與力傳感器的參數，經過計算機軟件分析后可以定量檢測硅酮結構密封膠黏結面的質量。

1.3""主要受力框架的檢測

在建筑幕墻結構中，受力框架的穩定性和承載力也是影響幕墻結構安全的主要因素。在開展主要受力框架的安全性檢測時，對于其中的隱蔽部位可選擇綜合內窺技術，直觀、方便地檢查隱蔽結構是否有生銹、開裂、變形等問題。對于主要受力框架可選擇結構計算復核方式，挑選主要受力框架各類型板塊中較為不利的典型板塊進行復核，判斷其實際承受荷載是否在允許范圍之內，如果在則框架結構安全，反之需要進行加固[2]。對于幕墻主要受力框架與外墻主體結構的連接部位，由于多數情況下是借助于墻體預埋件進行連接，因此應當重點對預埋件（如膨脹螺絲、化學錨栓等）的穩定性進行評估。

2""安全性檢測技術在既有建筑幕墻改造中的應用

2.1""建筑概況

某高層建筑占地面積4.41萬m2，由4棟建筑組成，其中C、D兩棟建筑為2期工程，建筑外立面采用點支式幕墻和雙層玻璃幕墻。C棟建筑高度54.6"m，地上13層；D棟建筑高度46.8"m，地上11層。C棟建筑的北立面和D棟建筑的東立面靠近主干道，C棟建筑的東立面臨近商業區，一旦幕墻發生安全事故將會造成嚴重后果，因此要重點開展安全性檢測。

2.2""安全性鑒定檢測內容

參考相關規定和本建筑的結構特點，對幕墻的以下內容進行安全性檢測：（1）檢查建筑外立面上所有與幕墻相連的構件，觀察有無變形、生銹、側彎等情況；（2）檢查構件與連接件的材質、膜層厚度等是否符合要求；（3）檢查構件的最小截面尺寸、細長比、最小板材厚度，以及連接件的最小尺寸、最小嵌入深度等各項參數是否符合要求；（4）檢測與幕墻安全性相關構件與連接件的材料力學性能。

2.3""抽樣檢測方案

本次目前安全性檢測中，將C棟北立面與東立面，D棟的東立面的幕墻作為檢測對象。其中，C棟北立面包含兩個檢測單元，幕墻型式為點式幕墻，支承方式為單拉索支撐，面板材料為玻璃面板，整個北立面的幕墻面積為2"460+2"850=5"310"m2；C棟東立面包含3個檢測單元，幕墻型式為雙層幕墻，支承方式為單元式支撐，面板材料為玻璃面板，整個北立面的幕墻面積為1"300+1"300+3"200=5"800"m2；D棟東立面包含1個檢測單元，幕墻形式、面板材料等與C棟東立面相同，幕墻面積為4"800"m2。

2.4""安全風險情況

經過檢查該建筑幕墻的構件和連接件總體穩定，但是玻璃面板存在爆裂和脫落風險。為避免玻璃面板爆裂、脫落造成人員傷亡和財產損失，需要進行安全改造。根據相關規定，對于安裝非安全玻璃的既有建筑，或者是防止鋼化玻璃破裂脫落時，可以選擇貼安全膜的方式[3]。同時，在使用建筑玻璃膜時要采取必要的安全設計、隔熱設計。在材料壽命方面，室內貼膜的使用年限不得超過10年，室外貼膜的使用年限不得超過5年。

2.5""貼膜安全改造

2.5.1""安全設計

在確定粘貼安全膜進行玻璃面板加固的方案后，結合建筑特點和安全要求，分別從材料參數、安裝方式、強度驗證3個方面進行了安全設計，具體如下。

（1）本次安全改造所用安全貼膜的厚度至少要達到0.05"mm，實際選用最小厚度和安全膜的使用面積，可參考《建筑玻璃膜應用技術規程（JGJ/T"351—2015）》中的相關規定。另外，由于該建筑屬于高層建筑，在選用安全膜時還要考慮風壓的影響。

（2）粘貼玻璃安全膜時，采用滿粘方式，提高加固和保護效果。在玻璃安全膜與框支撐構件之間要打入硅酮結構密封膠，直邊的膠水厚度不得小于3"mm、寬度不得小于6"mm；拐角的膠水厚度不得小于5"mm、寬度不得小于10"mm。

（3）高層建筑幕墻外貼安全膜時，必須開展殘余抗風壓強度試驗驗證，并且要求殘余抗風壓強度必須大于0.4倍的圍護結構風壓設計標準值，最小為1"kPa。

2.5.2""施工流程及技術要點

玻璃安全膜的施工流程如圖2所示。

在施工準備階段，施工人員首先進行材料檢查，要求使用的安全膜必須符合國家技術標準，有供應單位提供的合格證書。同時，檢查幕墻玻璃的牢固性并做好玻璃表面和溝縫的灰塵、油膜等雜質的清理，對于局部松動的玻璃要使用密封膠進行密封加固。施工人員使用卷尺現場測量幕墻玻璃的尺寸，然后在安全膜上量出相應的長度和寬度并做好標記[4]。使用專業的刀具裁切安全膜，保證貼膜后與四周密封材料的最大間隙不超過2"mm。本項目中粘貼安全膜采用“濕貼法”，在保證玻璃清潔并且環境溫度適合的情況下，將潤滑液倒在噴壺中，均勻噴涂在需要加固處理的幕墻玻璃表面。做好定位后，將裁剪好的安全膜平鋪在幕墻玻璃表面，檢查定位是否精準，如果有偏差需要進行微調，保證安全膜與玻璃邊緣對齊。然后使用橡膠輥按照從中間向兩側的防線進行刮壓，將安全膜下方的氣泡擠出，提高安全膜與幕墻玻璃的貼合效果[5]。刮壓時注意用力均勻，避免用力過大導致安全膜損壞。對于安全膜的寬幅小于玻璃邊長的情況，需要將兩張安全膜拼接成整體，搭接寬度控制在10～15"mm之間。完成安全膜的粘貼后進行至少3"d的養護，期間不得移動貼膜玻璃；在貼膜后的1周內不得使用清水沖洗貼膜玻璃。

3""結語

建筑幕墻在提升建筑外立面美觀性以及提高建筑保溫隔熱性能、降低建筑能耗的同時，也面臨著構件與連接件彎曲變形，硅酮結構密封膠老化開裂，以及幕墻玻璃爆裂與脫落等各種安全隱患。尤其是對于建成使用5年以上的建筑幕墻，受到材料老化等因素的影響安全問題更加突出。開展安全性檢測是評估既有建筑幕墻可靠性，以及及時發現幕墻安全隱患的有效方法。在遵照國家相關規定開展檢測的基礎上，還要針對既有建筑幕墻的玻璃、硅酮密封膠等不同材料，采取相應的檢測方法。最后，根據安全性檢測結果對玻璃爆裂、構件銹蝕與變形等常見的安全問題展開及時、妥善的處理，并在處理結束后再次開展安全風險評估，確保安全隱患得到妥善處置，維護既有建筑幕墻的使用安全。

參考文獻

[1]賀雄英，譚卡，簡超.既有幕墻安全性檢測與可靠性評估技術的研究進展[J].中國建筑裝飾裝修，2023（11）：151-153.

[2]袁文薇，章建高，郭狄炯，等.既有建筑大型玻璃幕墻安全監測平臺建設概述[J].新型工業化，2022（10）：313-316.

[3]馬福棟，張東波，王卓琳.既有建筑外墻外保溫系統應用現狀與脫落風險研究進展[J].結構工程師，2023（4）：200-213.

[4]譚川龍，王子龍.蘇州既有建筑幕墻現狀研究及安全管理對策[J].江西建材，2022（12）：86-87.

[5]王勤，李志黎.動態法在既有石材幕墻安全性檢測中的應用[J].四川建筑科學研究，2023（15）：56-61.