导读:我国玻璃幕墙行业存在的问题分析,随着玻璃幕墙使用时间的推移,所使用的硅酮结构胶发生老化、龟裂、塑性变形、起泡等现象,最终丧失强度和粘接力而失效。
一、玻璃幕墙的光污染问题
1 光污染的定义及危害性
玻璃幕墙的光污染,是指高层建筑的幕墙上采用了涂膜玻璃或镀膜玻璃,当直射日光和天空光照射到玻璃表面时由于玻璃的镜面反射(即正反射)而产生的反射炫光。“光污染”是对于玻璃幕墙所提及的最大的一个问题,中国国家大剧院就因设计之初未考虑穹顶表皮强光反射而引起轩然大波。
玻璃幕墙的反射眩光,对建筑功能和艺术效果、安全生产、人的视力健康和休息均有直接影响。反射光导致的眩光会造成道路安全的隐患,沿街两侧的高层建筑同时采用玻璃幕墙时,由于大面积玻璃出现多次镜面反射,光从多方向射出,造成光的混乱和干扰,给行人和司机造成严重危害。据光学专家研究,镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈,其反射率高达82%~90%,影响人们的正常的居住生活。
2 光污染的解决对策
光污染虽然危害很大,但只要从环境设计、城市规划、建筑材料等方面采取适当措施,综合解决,光污染这个问题完全可以预防和避免。根据《公共建筑节能设计标准》和《玻璃幕墙光学性能》(GB/T18091-2000),我国对玻璃幕墙的设计与设置进行了规定:在城市主干道、立交桥、高架桥两侧的建筑物 20m 以下,其余路段 10m 以下不宜设置玻璃幕墙,如使用玻璃幕墙,应采用反射比不大于 0.16 的低反射玻璃。若反射比高于此值,应控制玻璃幕墙的面积或采用其他材料对建筑立面加以分隔。
城市规划管理部门更要从宏观上对使用玻璃幕墙进行控制,在制订城市主要干道规划时,首先应当制订临街的光环境规划,限制玻璃幕墙的广泛分布和过于集中。对新型玻璃材料的开发和使用,或对现有玻璃加以处理能够减少定向反射光,同时又不增加室内的热效应,是一种最为简捷有效的解决光污染问题的方法。
二、玻璃幕墙的安全性能
玻璃幕墙的安全与可靠性,与抗风、抗震紧密联系,主要包括幕墙的抗风压性能、耐撞击性能、防弹防爆性能等。一直以来,关于玻璃幕墙玻璃自爆、玻璃坠落等问题受到了社会各界的关注,玻璃幕墙被形容为城市上空的“定时炸弹”,引起了国家行政管理部门的重视,对隐框玻璃幕墙下达了一连串加强管理的文件。
1 玻璃问题
1997 年以前已安装的玻璃幕墙,较多采用非安全玻璃幕墙(即浮法玻璃、半钢化玻璃等),这类玻璃在外力或温度应力作用下发生破裂或热炸裂时,呈片状锋利碎片,会对周边人员和财物造成很大危害,必须按照建设部和广州市有关规定更换成安全玻璃,若暂无条件更换成安全玻璃,可对玻璃表面进行贴膜处理,有条件时,可在幕墙底层外围设置一定距离的绿化隔离带,或者构筑一定宽度的围蓬,以遮挡上部坠落物。
2 硅酮结构胶问题
随着玻璃幕墙使用时间的推移,所使用的硅酮结构胶发生老化、龟裂、塑性变形、起泡等现象,最终丧失强度和粘接力而失效。根据《广东省既有幕墙检查实施细则》的有关规定,玻璃幕墙超过使用年限时,应委托有相应资质的专业单位进行检测,经检测结构胶不能满足安全质量要求时,应拆除原有副框及玻璃,作清除处理后重新打胶或补胶,或者将原隐框幕墙改为明框幕墙。
3 扣件固定装置问题
所有的玻璃幕墙都依赖扣件固定装置固定在建筑物上,但扣件固定装置无法预见的瑕疵可能会导致严重的结构问题。氢脆变是金属生产过程中由于吸收了氢后所造成的金属延展性降低的现象,高强螺栓等在接触氢后可能在大风、地震等外力作用下,未达到其屈服强度就失效了。固定装置失效的另一个原因是长期受到风荷载造成螺栓松动,一旦螺栓失去作用,幕墙玻璃受风等作用坠落就成了不可避免的问题。因此,必须对扣件固定进行必要的检验,检验合格后才能安装使用。
4 玻璃幕墙优良的抗震性能问题
2008 年发生的 5.12 四川大地震,根据建筑物受损情况统计,造成大约 650 万间房屋倒塌,2300 多万间房屋损坏。从都江堰市城建局的统计中得知:这次地震灾难中,都江堰市的玻璃幕墙工程相对完好,玻璃无一掉落或破损,并未出现人们担心的“玻璃雨”现象!1995 年日本阪神大地震、1999 年台湾集集大地震,震中烈度都在 11 度左右,砌体填充墙、常规玻璃窗大量破坏,玻璃幕墙却很少有震害的报告,震后大多保存完好。
硅酮结构胶和硅酮耐候密封胶,是保证玻璃幕墙优良抗震性能的关键材料。硅酮结构胶不但能将幕墙玻璃面板牢固持久地粘结在铝框料上,而且在建筑物震动严重变形时,能够被拉伸或压缩 20%以上而不被损坏。幕墙面板之间,采用硅酮耐候密封胶填充,硅酮耐候密封胶具有极佳的弹性,能够被拉伸 60%或压缩 20%以上,完全能够承受幕墙板块间的位移,对幕墙起到了很好的缓冲、保护作用。因此,幕墙在平面内可以承受 1/100 的大变形,甚至当主体结构侧移达到 1/60 时,幕墙也不会破坏。而砌体填充墙在 1/1000 位移时开裂,1/300 位移时破坏,即使在小地震下也会产生破损。
三、建筑节能问题
建筑节能65%由建筑围护系统承担。在外围护结构中,作为现代建筑一大特色的玻璃幕墙,在建筑节能方面也存在诸多问题,比如选择玻璃不当,致使夏季透过玻璃的太阳能是其他材料墙体的数倍;选用的密封胶豁结效果差,胶缝施工不到位,胶条密封不严,结构变形产生裂缝,导致冷、热风渗透情况严重;所用的型材、保温隔热材料、填充材料不合理,节点做法不正确,构件间未有效设置垫片,使得室内热能损失量大。
专家指出,我们可以从下面几方面改进以减少玻璃幕墙的建筑耗能:
1用材方面
采用热反射LOW一E玻璃、中空玻璃等。这些玻璃在国内早有生产,只是价格较贵,所以以前在玻璃幕墙工程中较少使用,如采用热反射玻璃与透明玻璃组成的中空玻璃比一块砖厚的砖墙保暖性能还好。使用铝塑复合材料、隔热型材做幕墙的横梁和立柱。在采用隔热铝型材时,如采用穿条工艺生产,其隔热材料应使用PUR材料。另外给已有的幕墙玻璃贴膜也能有效降低能耗,现在市场上的隔热安全膜能节能15%以上。
2构造方面
采用百叶、格栅、遮阳板等遮阳设施,可以最大限度地减少阳光的直接照射、避免室内过热,从而达到更好的隔热节能作用。遮阳百叶有水平百叶和垂直百叶,分手控、电动及可调节百叶系统。根据建筑风格及需求,可选用不同形式、控制方式的遮阳系统。
3形式方面
采用由内外两层玻璃幕墙组成的通风式幕墙,可以使内层幕墙的温度接近室内温度,减小温差,它比传统的幕墙采暖时节约能源42%~52%,制冷时节约能源38%~60%。由此延伸出来的智能幕墙,在智能化建筑的基础上对建筑配套技术(暖、热、光、电)适度控制,通过计算机有效调节室内空气、温度和光线,其建筑能耗只相当于传统幕墙的30%。光电幕墙可以通过一定的技术将太阳能转化为电能而为人们所使用,从而达到节能的目的。
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