既有玻璃幕墻安全性能檢測技術發展現狀

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發布者：云南悅江建設工程有限公司發布時間：2019-11-08

玻璃幕墻大約于 20 世紀 80 年代從西方國家傳入我國， 90 年代中期形成高潮，是集建筑美學、建筑功能、建筑節能和建筑結構等多種因素于一體的現代主義新型墻體。目前，北京、上海、廣州、深圳等大中城市相繼建造了大量的玻璃幕墻，調查顯示， 2017 年底，我國己建成了約 10 億平方米的各式建筑幕墻（包括采光屋面），占世界總量的 90 ％以上，其中玻璃幕墻占很大比重。根據現行國家標準 GB 1 6776 一 2005 《建筑用硅酮結構密封膠》和 JGJ 102 一 2003 《玻璃幕墻工程技術規范》的要求，結構膠需提供 10 年的質量保證，然而，中國建筑大規模使用玻璃幕墻到現在己經 20 多年，己遠遠超過結構密封膠的質保期限。近兩年全國各地政府對當地發生的各種建筑玻璃破裂事故非常重視，住建部 2016 年 8 月又一次發布關于加強玻璃幕墻安全防護工作的通知。

1 既有玻璃幕墻安全隱患的原因分析

既有玻璃幕墻是針對己竣工驗收交付使用的建筑玻璃幕墻。我國每年發生的建筑玻璃幕墻墜落造成的安全事故至少上萬起，明顯多于國外發達國家同類事故。經研究分析，大多數安全事故主要是由內應力引起的玻璃自爆和由外部因素引起的玻璃脫落導致。

1 . 1 由內應力引起的玻璃自爆

引起玻璃幕墻自爆的原因有很多種，但其根本原因是玻璃內部應力層內的局部應力集中引起的。大多數情況下，異質相（如硫化鎳、單質硅、氧化鋁等）是造成玻璃自爆的罪魁禍首，如硫化鎳的相變引起 2 ％一 4 ％的體積膨脹，使得玻璃承受巨大的相變張應力；部分雜質的物理力學性能參數與玻璃不匹配，致使玻璃在升溫降溫過程中在顆粒附近產生的張應力等均會引起玻璃內局部應力集中，導致玻璃的自爆。

玻璃在安裝過程中，存在工程質量隱患。比如：玻璃板塊的垂直度，玻璃框架的垂直度、對角線等結構設計是否合理，幕墻構件與結構主體之間節點的連接和接頭處理，預埋件安裝位置偏差是否超出規范要求等都可能給工程造成一定的安全隱患。如果玻璃幕墻的安裝設計不合理，無法承受建筑物內重力，進而可能導致幕墻出現安裝應力集中如擠壓變形或彎曲，超過玻璃的應力極限，最終導致玻璃爆裂而墜落。

1 . 2 由外部因素引起的玻璃脫落

引起玻璃松動主要是外部因素。首先，結構膠是玻璃幕墻結構中重要材料之一，從市場調查情況來看，結構膠失效占玻璃幕墻所有質量問題的 40 ％以上，結構膠的質量不達標，與接觸材料相容性差；長期受到自然環境如風吹、雨淋、紫外線照射、地震等影響，造成膠體老化、失去粘接能力等均會導致幕墻玻璃松動而脫落。玻璃支承結構即固定裝置和框架結構，也會出現結構失效或其它無法預見的缺陷，都可能導致幕墻玻璃的墜落。

2 既有玻璃幕墻安全性能檢測技術發展現狀

既有玻璃幕墻玻璃材料、膠體及其結構構件的安全服役對保障城市公共安全至關重要，通過對玻璃自爆和玻璃脫落的分析，為以后展開進一步的技術研究和實際應用奠定基礎。

2 . 1 玻璃自爆安全性檢測技術

玻璃自爆主要是由異質物和安裝設計不當引起局部應力集中造成的，相較于自爆源的檢查，玻璃應力集中狀態的檢查更具有直接性，因此，玻璃應力集中的檢測對預防玻璃自爆至關重要。

工程中最基本的玻璃外觀檢測手段是依靠經驗的表觀檢查和觸碰檢查，即在良好的自然光或散射光照條件下，觀察玻璃表面是否有缺陷，該方法簡單易行，但只針對缺陷較明顯的情況，人為客觀因素影響較大，且對檢測人員工作經驗有較高要求。

目前，關于玻璃應力測試的方法大多只適合于玻璃出廠前的檢測，常見的主要有四種：干涉色法即簡式偏光儀法、四分之一波片法即讀數偏光儀法、補償式玻璃應力測試法、半影檢偏器法，這些方法能夠檢測的玻璃樣品比較小，需固定檢測儀器而移動玻璃樣品，不適合在線檢測大型的既有玻璃幕墻。近幾年，萬德田等人正在研發一種較新的檢測技術一光彈掃描法，根據透射式光彈原理，利用起偏片和檢偏片兩邊的透射光強差的變化獲取應力條紋圖像，對這些區域進一步放大分析處理可以確定雜質或缺陷的類型、尺寸以及位置。該原理可針對玻璃出廠質量、安裝前或服役中的鋼化玻璃進行檢測，實驗裝置簡單，檢測人員無需進行高空作業，人員以及比較貴重的儀器設備均可在室內進行，降低了人員風險，也節約了檢測成本。此外，劉小根等人通過光彈掃描法可以觀測到真空玻璃支撐物與玻璃支撐點處因應力集中而產生的應力光斑，研究發現隨著真空度的提高，應力光斑直徑也增大，該原理主要針對真空玻璃實際工程的在線檢測，操作簡單，結果直觀可靠。

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