中空玻璃外片坠落原因及应对措施分析

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外片坠落是隐框玻璃幕墙及开启扇典型事故之一,那么中空玻璃外片坠落原因有哪些,该如何应对?本期聊聊这个话题,不妥之处敬请指正!

1、外片坠落现象

某工程采用6+9A+5中空镀膜玻璃,据物业方介绍,自2004年竣工后共20多处开启扇存在中空玻璃外片脱落现象,典型现场见下图。

经检查,该中空玻璃边部为粘结界面破坏,边部镀膜层未进行除膜处理,底部无金属托条。

多个工程表明,中空玻璃外片坠落原因主要有二道密封胶选用不当、结构胶粘结尺寸过小、边部密封失效、底部无托条等。

2、二道密封胶选用不当

某隐框幕墙中空玻璃外片坠落,掠过行人头顶后砸坏一辆汽车;检测结果表明,该中空玻璃二道密封胶为聚硫胶。

中空玻璃边部密封有单道和双道之分,单道密封一般为复合密封胶条,双道密封中一道为丁基胶,二道为硅酮胶或聚硫胶。

JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》要求玻璃幕墙中空玻璃采用双道密封,隐框、半隐框及点支承玻璃幕墙中空玻璃二道密封胶应采用硅酮结构胶;明框玻璃幕墙中空玻璃二道密封胶宜采用聚硫胶或硅酮结构胶。

玻璃幕墙或开启扇采用隐框构造时,中空玻璃外片与内片靠硅酮结构胶粘结,见下图。

早期一些玻璃幕墙,由于对规范不了解、理解不到位或沟通协调问题,部分聚硫胶中空玻璃错误用于隐框开启扇,出现外片脱落事故。

可知,玻璃幕墙或开启扇为隐框构造时,二道密封胶应为硅酮结构胶,而不应为聚硫胶。

3、结构胶粘结尺寸不足

隐框幕墙中空玻璃外片靠结构胶与内片粘结,外片风荷载通过结构胶向内侧传递,这就需要对二道密封胶承载能力进行设计计算。

JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》中给出了硅酮结构胶设计方法,主要针对中空玻璃与框间硅酮结构胶,而中空玻璃内外片间硅酮结构胶设计常被忽略。

某工程2006年竣工,开启扇采用6+6A+5隐框中空玻璃构造,尺寸1.5m×2m,外片脱胶坠落;查阅资料发现,风荷载标准值为2kPa,无结构胶尺寸和位移能力设计文件。

经复核,该幕墙中空玻璃结构胶在自重荷载作用下粘结宽度应大于9.4mm,在风荷载作用下粘结宽度应大于10.5mm;实际结构胶粘结宽度仅5mm,承载能力严重不足。

该幕墙中空玻璃结构胶粘结厚度为6mm,按北京地区玻璃温度-15℃~70℃变化验算,变位能力大于4%时变形应力小于强度设计值,因工程文件缺失而无法判断是否符合设计要求。

可见,除对中空玻璃和框间结构胶进行设计计算外,还要对中空玻璃内外片间结构胶进行设计计算,计算其宽度、厚度和变位能力。

4、边部密封失效

密封失效也会引起中空玻璃外片脱落,中空玻璃密封失效原因有使用充油胶、打胶质量差、边部未除膜或除膜不彻底、结构胶老化等。

充油胶指充白油密封胶,白油挥发导致硅酮结构胶出现脆化、开裂,白油与丁基胶接触溶解丁基胶等,水汽进入导致中空玻璃失效。

中空玻璃丁基胶主要起水汽密封作用,部分中空玻璃厂家采用手工打胶工艺,出现丁基胶断续现象,成为水汽进入中空玻璃通道。

在打二道密封胶时,部分镀膜玻璃边部未除膜或除膜不彻底,因结构胶与金属膜层相容性差,使得粘结强度不足或失效。

硅酮结构胶长期暴露于室外,受雨水、光照等侵蚀,性能老化导致承载及变位能力下降。

这就要求我们应确保硅酮结构胶质量、打胶质量和边部粘结面质量,避免充油胶、边部未除膜或除膜不彻底、打胶质量不稳定等问题。

5、底部无托条

硅酮结构胶承受短期荷载时强度设计值为0.2 N/mm2,承受永久荷载时强度设计值为0.01 N/mm2,相差20倍,因此不宜承受永久荷载。

JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》规定,隐框或横向半隐框玻璃幕墙,每块玻璃下端宜设置两个铝合金或不锈钢托条,托条应能承受该分格玻璃的重力荷载作用。

工程检查实践表明,这一要求常被忽略,典型隐框开启扇底部无托条设计见下图。

这种情况下,中空玻璃内外片间、中空玻璃与框间硅酮结构胶长期承受重力荷载,存在外片坠落、整体坠落的安全隐患。

玻璃幕墙和开启扇为隐框构造时,底部应有可靠托条,避免中空玻璃内外片间、中空玻璃与框间硅酮结构胶长期承受重力荷载作用。

6、结论

外片坠落是隐框玻璃幕墙及开启扇典型事故之一,原因有二道密封胶选用不当、结构胶粘结尺寸不足、边部密封失效、底部无托条等。

玻璃幕墙或开启扇为隐框构造时,二道密封胶应为硅酮结构胶,而不应是聚硫胶。

除对中空玻璃和框间结构胶进行设计计算外,还要对中空玻璃内外片间结构胶进行设计计算,计算其宽度、厚度和变位能力。

应确保硅酮结构胶质量、打胶质量和边部粘结面质量,避免充油胶、边部未除膜或除膜不彻底、打胶质量不稳定等问题。

玻璃幕墙和开启扇为隐框构造时,底部应有可靠托条,避免中空玻璃内外片间、中空玻璃与框间硅酮结构胶长期承受重力荷载作用。

参考文献:

[1]马启元.隐框幕墙中空玻璃脱胶坠落事故分析[J].门窗,2011.02

[2]孙文迁,齐雅欣,商云霞,黄楠.幕墙中空玻璃外片玻璃坠落原因分析[J].新型建筑材料,2008.9

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