一级结构工程师：幕墙玻璃的安全选用（2）

  半钢化玻璃热处理类似于钢化玻璃，但钢化程度低，控制其表面应力不大于69N/mm.半钢化玻璃不属于目前定义的“安全玻璃”。

  半钢化玻璃表面应力低，所以不存在自爆的，危险，不受外界影响时，它决不会自行爆炸，所以从这个意义来说，它比钢化玻璃要安全。即使，在外力作用下破碎，由于周边有胶缝和槽口，放射形的裂缝所形成的碎块也不会轻易坠落。可以有时间进行拆除、更换。半钢化玻璃表面较为平-整，映像畸变小，较为美观。

  由于半钢化玻璃有上述优点，所以在港澳和国外的玻璃幕墙中已经有很长的应用历史，目前不少工程仍在应用。国内在1990~2000年期间，不少工程采用半钢化玻璃，至今情况良好。1996年建成的广州市长大厦，中空玻璃的外片采用比利时6mm金黄色镀膜半钢化玻璃，内片采用南玻6mm浮法玻璃；1997年建成的广东省公安指挥中心高110m，采用美国6mm银灰色镀膜单片半钢化玻璃；1999年建成的青岛光大银行为半钢化中空玻璃，外片为6mm美国产银灰镀膜玻璃。上述笔者经手的几个工程，至今十年过去，并未发生玻璃破碎的安全事故。

  上世纪九十年代建成的北京新东安市场采光顶，采用半钢化夹胶（本体绿玻璃加白玻），至今未发现有自行破碎的板块。半钢化玻璃相对而言，安全性是较高的。

  莫斯科俄罗斯联邦大厦屋面高度达341m，为欧洲的最高建筑，由美国设计， 中建公司总承包，沈阳远大承担玻璃幕墙工程。考虑到工程位于万里之外，一旦玻璃自爆，来更换、维修成本极为昂贵，因此决定本工程全部采用半钢化玻璃。其中透光部分为夹层中空（6mm+1.14PVB+6mm）+16Ar+8mm，三片玻璃均为半钢化；不透光部分为8mm蓝天白云彩釉印花单片玻璃，也是半钢化。

  目前在建的广州电视塔为世界最高的独立塔。总高度620 m，幕墙高度430m，幕墙总面积3.2万平方米，由超过5000块的三角形板块组成，采用双夹层中空：（8ra m+1.52SGP+8mmLow.E）+12A+（8mm+1.52SGP+8mm）。塔身上、下粗，中部收小，外形为双曲抛物面。考虑到玻璃类型多，高空更换玻璃极为困难，全部玻璃采用半钢化。

  广州另一个在建工程广州珠江新城西塔，为高度432m的综合性大楼，立面双向弯曲。比较过钢化玻璃和半钢化玻璃两个方案。高空更换玻璃极为困难，防止自爆是大家首要考虑，经过论证决定采用（8mm+1.52PVB+8mm）+12A+10mm夹层中空玻璃，三片玻璃均为半钢化。

  单片钢化玻璃虽然称为安全玻璃，但它有两个致命缺陷，使它不宜在承重玻璃结构中采用：

  全玻幕墙的承重玻璃肋（玻璃柱）、采光顶的玻璃梁都是面玻璃的支承结构，一旦玻璃梁、柱发生自爆、飞散，面板失去支持，幕墙或采光顶就会垮塌，导致非常严重的后果。北京就发生过由于玻璃肋自爆导致大堂全玻幕墙垮塌的事故。

  玻璃梁，肋等宜采用夹层玻璃。点支承时宜采用钢化夹层玻璃；经计算支承点应力许可时，也可以用半钢化夹层玻璃。如果全玻幕墙高度大于8m，采用夹层玻璃有困难时，宁愿采用浮法玻璃肋。浮法玻璃肋虽然不是安全玻璃，不能确保绝对安全，但至少不会突然自爆。而且它即使在外部因素作用下破裂时，也不会突然飞散消失，它会破碎后位于原地，临时支撑一下面板，以便抢修，不至于发生面板倒塌的重大事故。

  这些部位不采用单片钢化玻璃的原因是防自爆，防飞散，防人员坠落。目前不少公共建筑栏板还在用单片钢化玻璃，这种栏板也发生过多起自爆后伤人的事件。当栏板不能不用单片钢化玻璃时，其厚度不应小于10mm，而且随时检查，一旦自爆，要及时修理更换。

  采光顶用单片钢化玻璃还是夹层玻璃目前存在争议，原因是这两种玻璃用在采光顶上，都不能够确保绝对安全。单片钢化玻璃会自爆，飞散，伤人毁物；但钢化夹层玻璃自爆后会发生挠曲，会整体落下，也很危险，两种类型的事故国内都发生过。

  两种玻璃都不理想，只有在两者之中求其危险较轻者。5m高度以下能够使用单片钢化玻璃。其它情况下还是用夹层玻璃为好。为防止夹层玻璃整体落下，玻璃分格不宜大于1.6m~1.6m；玻璃入槽深度不宜小于22mm.对于框支承玻璃，宜优先选用浮法玻璃和半钢化玻璃制成的夹层玻璃，因为能免除自爆更换玻璃的麻烦，而且它们破裂后成大块碎片，具有一定的剩余承载力和剩余刚度，不会轻易下垂、拔出、落下，相对较为安全。

  由于对“幕墙要用安全玻璃”的内含理解不全面，有些工程整座房屋的幕墙全部采用夹层玻璃。夹层玻璃不怕强力冲击，碎而不破，不会飞散，可以称作安全玻璃，但如果整座建筑的外墙都采用夹层玻璃，又没有设置足够的疏散通道和自动消防设施，一旦火灾就会出现门窗封死，逃生无门的危险局面。

  特别是主要是依靠外部消防的公共场所和低层办公、住宅建筑，如果全部采用夹层玻璃，若发生火灾，消防人没办法击碎玻璃进行抢救，里面受困人没办法破窗逃生，安全玻璃就变成了安全大患。因此，这些建筑的幕墙必须部分采用单片玻璃作为紧急出口，并做出明显标记。

  点支承玻璃在支承点（包括钢爪支承和夹板支承）会产生很大的局部应力，浮法玻璃强度低，难以承受，宜采用强度高的钢化玻璃及其制品。第一先考虑采用钢化夹层玻璃和钢化中空夹层玻璃。当然，经过计算，如果支承点的应力较小，选用半钢化夹层玻璃更为有利。

  中空玻璃中的夹层玻璃宜放在室内侧。采用点支承单片钢化玻璃同样要注意其自爆问题。

  1.有透光要求的层间的水平防火墙（高800mm）和楼层中防火墙左右两侧的透明竖向防火墙（左右各宽1.0m）。

  防火铯钾玻璃可以有1.0小时～2.5小时的耐火性能，而铝型材熔点低，耐火性能差，不能作为防火玻璃的支承结构，防火玻璃通常由钢结构支承，必要时钢结构还附加防火被覆。深圳电视中心透镜型白玻外幕墙，为取得全透明的效果，其层间防烟封堵就不用岩棉，代之以8mm厚的铯钾防火玻璃。北京电视中心中央有一个3lmm~36 m，高近200m的大天井，由于防火安全的要求，周边用防火玻璃墙包封，大天井成为独立的防火分区。在建的广州西塔（高430m）也有一个三角形的连层大天井，其中一部分也要采用防火玻璃包封。

  目前工程中大量玻璃破碎，有因玻璃自爆，有因气温变化，真正受到强风、地震作用而损坏的并不多。大量破损都是能够最终靠设计和施工措施来减少的。

  1.玻璃支承点太多。由于建筑要求玻璃大面积，采用六点、八点或四点、六点再加一对边支承。这样多的支承点受力不均匀，很容易使玻璃开裂。

  2.支承处约束过强，点支承头无 作者：赵西安铰，玻璃入槽卡得太紧，玻璃板转动困难。

  3.板缝太小，玻璃膨胀后顶死。笔者最近在西藏林芝看到一一个办公楼的单玻隐框幕墙，30％以上的玻璃碎裂，许多裂缝平行于板缝，玻璃被挤压向外拱起。这由于板缝宽度不到8mm，西藏日夜温差大，白天阳光下玻璃膨胀，板缝窄，嵌缝胶又硬化，玻璃平面内变形受限，只有外拱破裂。

  1.边缘处理。有些玻璃未细磨边，未倒棱；甚至有些玻璃根本就没有磨边，崩边、崩角也不处理，这就易发生自爆或破裂。

  2.强迫安装。玻璃钢化后不平，多点支座也不找平，高高低低，装不上硬装，安装初应力太大，造成玻璃大量自爆或破裂。

  3.安装玻璃的金属槽太窄，混凝士、花岗岩表面紧靠玻璃表面，玻璃变形受限。

  没有绝对意义的安全玻璃，使用玻璃都有一定风险。能够最终靠合理选用玻璃类型，加上必要的设计和施工措施，来实现玻璃最大限度的使用安全。

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