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行业动态

幕墙中空玻璃外片玻璃坠落原因分析

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018/10/17     浏览次数:    


  1.前言


  中空玻璃在建筑幕墙上的使用量很大,玻璃幕墙中空玻璃外片玻璃坠落现象时有发生,已有伤害人身的事故发生,严重危及人身安全。

  玻璃幕墙中空玻璃外片玻璃坠落现象主要存在于隐框、半隐框玻璃幕墙的固定、开启部分或明框玻璃幕墙的开启部分,特别当大风天气或阴雨天过后,玻璃坠落现象比较严重。在幕墙质量事故的鉴定中通过分析发现造成外片玻璃坠落的原因主要有三个方面:中空玻璃二道密封胶的相容性问题、中空玻璃二道密封胶采用非硅酮结构密封胶问题如聚硫胶和硅酮建筑密封胶及中空玻璃二道密封胶注胶宽度问题,下面分别就上述三方面问题进行分析。

  2.中空玻璃二道密封胶的相容性

  GB/T11944-2002作为中空玻璃产品标准,规定了中空玻璃用密封胶应满足“中空玻璃用弹性密封胶”JC/T486的要求,在JC/T486附录A中仅说明“建筑用硅酮结构密封胶”标准GB16776附录规定的相容性试验方法可用来确定中空玻璃二道密封胶与另一材料是否相容,但JC/T486又在前言中说明本附录A仅为提示性附录,并未列为强制性条款。这为中空玻璃生产厂家逃避试验留下了借口,为隐框、半隐框幕墙用中空玻璃质量安全埋下了隐患。

  在建筑幕墙相关标准及规范中对应用于建筑幕墙上的硅酮结构密封胶有着明确的规定和要求,如在“建筑幕墙”标准GB/T21086-2007第5.3.3.1条中规定了硅酮结构密封胶、硅酮密封胶同相粘结的幕墙基材、饰面板、附件和其它材料应具有相容性,随批单元件切割粘结性达到合格要求;在“玻璃幕墙工程技术规范”JGJ102-2003第3.4.3条规定:中空玻璃应采用双道密封,一道密封应采用丁基热熔密封胶,隐框、半隐框及点支撑玻璃幕墙用中空玻璃的二道密封胶应采用硅酮结构密封胶;强制性条款第3.6.2条还规定:硅酮结构密封胶使用前,应经国家认可的检测机构进行与其相接触材料的相容性和剥离粘结性试验。这是由于硅酮结构密封胶是建筑幕墙工程中的关键材料,它连接着板材与金属构架,在幕墙的使用过程中,承受着风荷载及玻璃的自重荷载,直接关系到建筑幕墙结构的耐久性及安全性。因此,如果起着结构连接作用的硅酮结构密封胶不做相容性试验就直接施工,必然使建筑幕墙留下严重的安全隐患。

  在隐框、半隐框及点支撑玻璃幕墙中,中空玻璃用二道密封胶连接着中空玻璃的内、外片,承受着外片玻璃所受风荷载及玻璃的自重荷载,关系到中空玻璃的使用耐久性及安全性。

  如果中空玻璃二道密封胶同与其接触的材料不相容,将会导致密封胶的粘结强度的下降或完全丧失,留下很大的安全隐患。因此,幕墙用中空玻璃二道密封胶应按照GB/T16776要求,在使用前进行与其相接触材料的相容性试验,相容性试验合格后,才能进行中空玻璃的生产加工。中国建筑玻璃与工业玻璃协会制定的“中空玻璃生产规程”HBZ/T001-2007于2007年7月1日发布实施,其第1.3.2、1.3.3、1.3.5、1.3.7条对幕墙用中空玻璃二道密封胶采用硅酮结构密封胶使用前须进行与其相接触材料相容性试验也提出了明确规定。

  目前,根据对已鉴定的幕墙质量事故及我们已进行的硅酮结构密封胶相容性试验统计,中空玻璃生产企业在制作加工幕墙用中空玻璃时,很少做二道密封胶相容性试验,这是造成中空玻璃外片玻璃脱落的主要原因之一。

  3.二道密封胶采用非硅酮结构密封胶

  JGJ102-2003“玻璃幕墙工程技术规范”第3.4.3条规定:中空玻璃应采用双道密封,一道密封应采用丁基热熔密封胶,隐框、半隐框及点支撑玻璃幕墙用中空玻璃的二道密封胶应采用硅酮结构密封胶,明框玻璃幕墙用中空玻璃的二道密封胶宜采用聚硫类中空玻璃密封胶,也可采用硅酮密封胶。

  由于隐框、半隐框及点支撑玻璃幕墙用中空玻璃二道密封胶承受着外片玻璃所受的风荷载及自重荷载作用,要求密封胶的粘结强度较高。虽然硅酮胶和聚硫胶的粘结强度均较高,但由于聚硫密封胶耐紫外线性能较差,并与幕墙用硅酮密封胶相容性较差,因此,隐框、半隐框及点支撑玻璃幕墙等承受荷载作用的中空玻璃,其二道密封胶必须采用硅酮结构密封胶。

  由于大部分中空玻璃生产企业对中空玻璃在建幕墙及其它方面用途时的能性指标要求不是非常清楚或明白,另外幕墙施工企业在定做中空玻璃时不能就所定做的中空玻璃二道密封胶的特殊性向中空玻璃生产企业提出,这样生产企业采用聚硫密封胶或硅酮建筑密封胶也是造成中空玻璃外片玻璃脱落的主要原因之一。

  另外,在明框玻璃幕墙中,固定板块中空玻璃二道密封胶可以采用聚硫密封胶,但很多人忽视了开启部分,这是因为明框玻璃幕墙开启部分是按隐框结构设计的。这一点往往被大多数幕墙企业所忽视,开启部分中空玻璃二道密封胶未采用硅酮结构密封胶,造成明框玻璃幕墙开启部分中空玻璃外片坠落现象严重。

  4.中空玻璃二道密封胶注胶宽度

  GB/T11944-2002“中空玻璃”第5.2.4条规定:双道密封外层密封胶注胶宽度为5~7㎜,特殊规格或有特殊要求的产品由供需双方商定。在JGJ102-2003“玻璃幕墙工程技术规范”中第5.6条规定了硅酮结构密封胶应根据不同的受力情况进行承载力极限状态验算,粘结宽度及粘结厚度应分别应通过计算确定且结构胶的粘结宽度不应小于7㎜,粘结厚度不小于6㎜。JGJ/T139“玻璃幕墙工程质量检验标准”第2.4.12条规定了中空玻璃二道硅酮结构密封胶胶层宽度应符合结构计算要求。

  JGJ102-2003“玻璃幕墙工程技术规范”是玻璃幕墙设计、计算的基本依据,它规定了隐框、半隐框玻璃幕墙中承受荷载的硅酮结构密封胶的宽度和厚度应通过计算来确定,并规定了最小宽度和厚度。应用于隐框、半隐框玻璃幕墙上的中空玻璃,其二道硅酮结构密封胶承受着风荷载和地震荷载及自重荷载,同样也应根据中空玻璃所受荷载情况计算注胶宽度和厚度。在“中空玻璃生产规程”HBZ/T001-2007中第1.3.4条也规定了硅酮结构胶的注胶宽度、厚度应符合设计要求,且宽度不得小于7㎜,厚度不得小于6㎜,其对中空玻璃注胶宽度与厚度的要求与JGJ102-2003相一致。

  若中空玻璃生产企业仅按GB/T11944第5.2.4条规定的外层密封胶注胶宽度为5~7㎜进行注胶,从GB/T11944图1中可以看出,自铝间隔条外端至

  玻璃外沿的注胶宽度为2.5~3㎜,因此,中空玻璃两片玻璃之间的实际有效注胶宽度小于5~7㎜。下面以某工程为例进行说明。(仅取与本文有关部分)

  风荷载标准值:WK=1.308KN/㎡;抗震8度:αmax=0.16;

  玻璃选用:宽×高=990×1545㎜,外片钢化,6+(9)+6㎜;

  外片玻璃自重:GAK=25.6×6/1000=0.154 KN/㎡;

  中空玻璃外片玻璃风荷载标准值:WK1=1.1×

  1.308×63/(63+63

  )=0.719 KN/㎡;

  外片玻璃水平地震作用标准值:qek1=5×αmax×GAK÷2=0.123 KN/㎡;

  硅酮结构密封胶在风荷载和地震荷载作用下的

  极限强度设计值:f1=0.2N/㎜2

  ;

  硅酮结构密封胶在永久荷载作用下的极限强度

  设计值:f2=0.01N/㎜2

  ;

  风荷载和地震荷载作用下,中空玻璃二道密封胶注胶宽度计算值:

  Cs1=(1.4×WK1+0.5×1.3×qek1)×a/(2000×f1)=2.69㎜;

  在玻璃永久荷载作用下,中空玻璃二道密封胶注胶宽度计算值:Cs2=25.6×6×(990×1545)/(2000×(990+1545)×f2)=4.64㎜;

  从Cs1=2.69㎜和CS2=4.64㎜可知,实际注胶宽度应大于4.64㎜即至少取5㎜,这已达到按GB/T11944要求的注胶宽度的上限。考虑JGJ102第5.6.1条要求的注胶宽度不得小于7㎜,硅酮结构胶粘结宽度宜大于厚度,但不宜大于厚度的2倍,则二道硅酮密封胶注胶宽度宜大于9㎜,取10㎜或以上为宜。

  但在中空玻璃的实际生产中,二道硅酮结构密

  封胶注胶宽度很少进行计算后注胶。幕墙设计单位忽视中空玻璃二道硅酮密封胶注胶宽度的结构计算是主因。从上面计算分析中可以看出,如果隐框、半隐框玻璃幕墙用中空玻璃二道硅酮密封胶注胶宽度仅按GB/T11944要求的5~7㎜进行注胶,则使用时中空玻璃二道硅酮结构密封胶处于长时间超极限受力状态,随着时间的推移必定造成中空玻璃外片玻璃的坠落。5.结语

  目前,很大一部分中空玻璃生产企业、幕墙施工企业及施工监理部门不了解建筑幕墙相关标准对中空玻璃及硅酮结构密封胶的特殊要求,中空玻璃生产企业及幕墙施工企业忽视了隐框、半隐框及点支撑玻璃幕墙用中空玻璃二道密封胶同相接触材料相容性试验的重要性,幕墙设计单位缺少对隐框、半隐框璃幕墙用中空玻璃二道硅酮结构密封胶注胶宽度的结构计算是造成隐框、半隐框玻璃幕墙中空玻璃外片玻璃坠落的主要原因。

  希望幕墙设计、施工、质检及中空玻璃生产单位共同重视中空玻璃的质量问题,为玻璃幕墙质量安全消除隐患。

  参考文献:

  [1]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003,中国建筑工业出版社,2003。

  [2]《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005中国标准出版社出版发行,2005。

  [3]《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001国家建筑材料工业局标准化研究所出版社,2001

  [4]《玻璃幕墙工程质量验收规范》JGJ/T139-2001,中国建筑工业出版社,2002。

  [5]《建筑幕墙》GB/T21086-2007,中国标准出版社出版发行,2008。

  [6]《中空玻璃生产规程》HBZ/T001-2007中国建筑玻璃与工业玻璃协会标准


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