浅析玻璃幕墙的优缺点

浅析玻璃幕墙的优缺点摘要：随着我国经济的高速发展，以高强、轻质为特点的建筑幕墙广泛应用于高层建筑和大型公共类建筑上，玻璃幕墙更是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，在幕墙行业中有着至关重要的地位，本文剖析了玻璃幕墙优缺点，提出了避免安全隐患的措施。关键词：玻璃幕墙，优点，安全隐患1.玻璃幕墙的优点1.1重量轻玻璃幕墙的自重一般为60kg/m2，比普通混凝土、轻质混凝土、普通粘土砖、空心砖、花岗岩石材板等制成的幕墙都轻，钢筋混凝土的自重为520kg/m2，加气混凝土自重为120~160kg/m2，粘土砖的自重为408kg/m2，是玻璃幕墙的2~10倍。假设一栋高度400m，宽度30m的超高层建筑，采用玻璃幕墙取代传统混凝土、砖等材料，可减轻建筑物外墙自重约5倍多，建筑物外墙重量的减轻，一方面可以在相同地基条件下提高建筑物的高度，另一方面，可以减少建筑物建设过程材料的运输量和运输成本，解决了建筑的工程成本。1.2提高建筑物的抗震性能玻璃幕墙比混凝土、砖等重量轻，同时由于悬挂结构、浮动节点、层间变位适应性好等，使建筑外围护系统抵抗地震的性能十分优越。采用玻璃幕墙可以提高建筑物的安全性能，加强建筑的防灾性能。1.3实现建筑工业化采用玻璃幕墙的建筑的施工和现场安装能够实现简约化、快速化和文明化。玻璃幕墙90%的加工可在工厂内完成，单元板片的标准化程度可达80%~90%，预制品的加工质量和精度高；现场人工操作工作量少，劳动生产率高，施工过程受气候条件影响小；安装过程不需要脚手架，工地文明清洁简约，建造用工少工期短，实现了建筑的工业化。1.4原材料可循环再生利用玻璃幕墙的主要材料是钢结构、铝合金、玻璃等建筑材料。钢、铝合金框架和玻璃板片均属于可回炉再生循环利用的绿色建材，每平方米幕墙使用玻璃约40kg，铝合金型材约20kg，假设一栋超高层建筑的玻璃幕墙为10万m2，则使用约4000t玻璃和2000t铝合金材料。这一大宗建筑材料的回收、再生、循环，是一个不可忽略的绿色建材的发展问题。1.5玻璃是唯一高透明、视野好的建筑材料建筑外围护的一个基本功能，是满足使用者通透、采光、视野的要求，只有玻璃才能达到这一人性化的要求。2.玻璃幕墙的缺点2.1环保方面在阳光充足的季节，太阳光照射玻璃幕墙会引起发射光，引发光污染，对周围环境会产生负面的影响。2.2安全方面由于各种原因致使玻璃碎裂脱落，发生安全事故。玻璃幕墙脱落的主要原因有3点。2.2.1玻璃破碎引起玻璃破碎的原因很多，其中最重要的是杂质NiS和热应力造成的。（1）NiS造成NiS是玻璃生产过程中不可避免的有害杂质，NiS本身对玻璃并无任何损害，只是当含NiS的幕墙玻璃安装后，由于外界温度升高，导致NiS体积产生微小的变化，使玻璃内部产生微小的裂缝，这些裂缝透过钢化玻璃的张力层后将内部的能量释放出来，造成玻璃破碎。此安全隐患的解决办法一是从源头着手，在玻璃生产过程中减少含Ni材料与玻璃原材料的接触；其次是对玻璃安装后进行监测，国外已有以照相方式检测NiS杂质是否存在的技术；再次是将单片钢化玻璃、钢化中空玻璃换成夹层玻璃，这样即使发生玻璃破碎，碎片会粘附于胶片上，不至于脱落造成伤害。（2）热应力造成热应力是造成幕墙玻璃碎裂的一个重要原因。玻璃受热的原因很多，但最重要的热源是太阳光。当太阳光照射在玻璃表面时，玻璃会受热膨胀，如果玻璃受热均匀则玻璃边部和中央部分同时均匀膨胀，但如果边部和内部受热不均匀，在玻璃内部会产生拉应力，但玻璃边部有破痕或微小裂纹时，这些瑕疵很容易受到热应力的影响，随着温差的增大，热应力导致裂痕逐步加大最后导致玻璃破碎。此安全隐患的坚决办法之一是此安全隐患的坚决办法之一是对玻璃边部进行精加工处理，采用细磨边或者抛光边等以减少微小裂纹的存在；其次是将玻璃进行钢化处理以增强玻璃抵抗温度变化的能力；再次是玻璃在加工、搬运、安装的过程中，对玻璃进行适当的保护，注意不要将玻璃边缘与其他坚硬物体碰撞、摩擦，严格遵守操作规程，尤其是在安装过程中，如果框架不合适（太小或扭曲变形），切记不能用钳子夹掉玻璃边角，而是要矫正框架，使之适应玻璃的大小。2.2.2结构胶失效玻璃幕墙因为长期受到自然环境的不利因素，如风吹、日晒、雨淋、紫外线照射、地震等的影响，必须有耐候性、耐久性、耐腐蚀性，而作为玻璃与支撑结构的粘结材料的结构胶是硬性其上述性能的决定材料。在北京、上海等最早使用玻璃幕墙的城市，幕墙玻璃脱落时间时有发生，如何测定某一块玻璃结构胶是否失效非常困难。避免因结构胶失效导致的玻璃脱落的解决办法首先是限制隐框玻璃幕墙的使用，对已过质量保证期的玻璃幕墙进行防护，如在玻璃幕墙周围设立围栏、绿化带、吊挂幕布以防脱落的玻璃伤及行人或过往车辆；其次是尽量采用明框、半隐框玻璃幕墙，即使结构胶失效，由于框架的支撑和约束，玻璃脱落的几率会大大降低。2.2.3支撑结构失效（1）框架结构失效在玻璃幕墙中用来支撑玻璃的框架结构往往是玻璃幕墙的薄弱环节，如果最初框架系统设计不合理，框架结构无法承受建筑物内中立，进而出现变形，最终也会导致玻璃破碎。这一隐患需要在设计过程中进行规避，设计时进行框架结构的抗疲劳实验，根据其抗疲劳能力再设计相应的幕墙玻璃，防止框架长期超负荷运转。（2）扣件固定装置失效所有的玻璃幕墙都依赖扣件固定装置将幕墙组合在一起并固定在建筑物上。但是扣件固定装置无法预见的瑕疵可能导致严重的结构问题，甚至导致幕墙玻璃的脱落。解决这一隐患的方法是在安装玻璃幕墙前，对扣件固定装置进行必要的检验，合格后才能在现场安装使用；对于固定螺栓松动造成的玻璃脱落，在施工中可采用特殊锁扣的螺母将螺栓锁住，防止螺栓滑落失效，或者使用特定的垫圈保证螺栓紧固后不会脱落。3.结语建筑的美观和高度离不开玻璃幕墙，但玻璃幕墙在使用过程中，对于包括玻璃和结构胶的原材料的选择、支撑结构的材料选择，施工的过程控制及后续的维护都需要严格遵守规范的要求，才能够扬长避短，发挥玻璃幕墙的优点避免其缺点，降低玻璃幕墙的安全隐患。