1、 幕墙规范的新解读 （ 1 ） 幕墙设计的一般规定赵西安（中国建筑科学研究院 北京 100013） 一、 正确理解和执行规范1. 规范没有涉及的问题怎么办工程技术规范是已有成熟经验的总结，而不是对未来技术发展的展望。规范制定的原则是列入成熟的技术，成熟一条写一条。尚在发展中的新技术、试用中的新技术暂不列入。待应用较广泛、积累较可靠的经验、确有依据之后，再行列入。因此，规范并不限制新技术的应用，规范未列入的内容，只要是规范未禁止采用的，一般可以在工程中应用，在应用中总结经验，使它成熟起来。认为凡是规范未列入的技术不应采用的看法是不妥当的。当然，采用规范没有列入的新技术，应有充分依据，稳妥可靠，并
2、且幕墙公司应承担相应的技术责任。JGJ 133 的新版本与 2001 版本相比较，增加了非花岗岩石材幕墙的规定。 16 年前编制 2001 版本时，内地还没有采用非花岗岩石材做幕墙，没有这方面的经验，也就没有作出相应的规定。但这并没有妨碍它在工程中的应用。正是由于在应用中积累了丰富的经验，技术已经成熟，这次修订时就有条件加以补充。 同样，JGJ 102 的新版本与 JGJ 102-2003 相比，增加了索网玻璃幕墙的内容。 2000年以后，索网在幕墙工程中已大量使用，建成了如新保利大厦这样的超大尺寸的索网；如昆明机场、深圳北站、成都东站这样的超大面积索网，并总结了成套的设计施工技术，所以新版本
3、列入相应的条文。相反，虽然双层通风幕墙已在工程中应用，但是对其技术了解还不充分，使用效果还不肯定，设计技术还有许多不明确之处，因此本次修订没有列入。2. 并不是规范条文都无条件执行规范条文规定的严格性是不同的，应分别掌握，不能一律从严。规范的条文分为强制性条文和一般性条文。强制性条文用黑体字印刷，行文采用“必须” 、 “应” 、 “不得” 、 “严禁”等文字进行最严格的限制，强制性条文必须执行，所作规定必须遵守。一般性条文用宋体字印刷，其严格程度稍作放松。一般性条文用词为“应” 、 “宜” 、 “可” （相应反面词为“不应” 、 “不宜” 、 “可不” ）三个等级，要区别对待。采用“应（不应）
4、 ”等级的规定，正常情况下要执行；采用“宜（不宜） ”的规定，优先采用；采用“可（可不） ”等级的规定，可以灵活掌握，选择采用。认为只要规范条文涉及到的事项都一律按“必须”执行，不得偏离的看法是不妥当的。3. 要以最新规定为准由于各技术规范均在不断修改、更新，而各本规范不可能同时修订、同时颁布，总是轮流先后更替，因此，在规范应用中，采用“以最新版本为准“的原则。在技术规范条文中，凡是引用相应规范时，如果只标明所引用相关标准的编号而无发布年份的，则以最新颁布的版本为准，随相关标准新版本的发表而变更，无须特别说明。4. 超出规范适用范围的幕墙怎么办规范的适用范围不等于该项技术的适用范围。由于规范是
5、成熟技术的总结，只能是归纳总结量大面广、使用较多、技术成熟的经验，所以规范总则中有“本规范适用于”的适用范围的规定。在规范适用范围内的工程，可以采用规范的相应规定进行设计、施工而无需其它专门的措施。反之，超出了适用范围时，除应遵守规范中的有关规定外，尚应采取其它更有效的技术措施，保证幕墙的结构安全和建筑功能满足要求。必要时可以进行技术论证。二、 规范的适用范围1规范的适用范围并不等同于该项技术的适用范围 规范是成熟技术经验的总结，所以只涵盖一定的范围。一项技术可以应用很大的范围，但是只有某一个较小的范围应用广泛，经验丰富，技术成熟。规范就是依照这个成熟范围的技术编制，因而规范的规定也就适用于这
6、一个预定范围，这就是规范的适用范围，并不等于这种技术只能在这范围内使用。当然，超出规范适用范围，仅仅按规范规定进行设计和施工，可能就不能满足要求，往往还需要更多的技术措施，必要时还要进行实验，进行技术论证。因此不能将规范的适用范围理解为该项技术的使用范围，认为超出规范适用范围就不得采用该项技术，这样一来就会产生许多矛盾，也限制了技术的向前发展。2. JGJ 133 规范新版本的适用范围JGJ 133-2001 版本编制于 19961998 年间，是上一个世纪的产物，距今已经 16 年。当时在我国内地幕墙刚刚在发展，高度超过 150m 的铝板幕墙不多，高度超过 100m 的花岗石幕墙只有笔者参与
7、的深圳新时代广场工程（175m， 1997） 。所以原规范总则第 1.0.2条规定规范的适用范围是:1 建筑高度不大于 150m 的民用建筑金属幕墙工程；2 建筑高度不大于 100m 的、设防烈度不大于 8 度的民用建筑幕墙工程。近十多年来内地超过 150m 的铝板幕墙工程大量建成（图 1） ，所以新版规范将金属幕墙的适用范围扩展到全部高度。深圳赛格大厦 358m 广州塔 600m图 1 部分高度 150m 以上的铝板幕墙工程早在 15 年前，深圳新时代广场花岗石幕墙高度已经达到 175m，2000 年广州合银大厦达到 190m，此后高度 100m 以上的石材幕墙大量兴建，目前最高的广州广晟大
8、厦为280m，广州银行大厦为 260m（图 2） 。100m 以上的石材幕墙已经积累了丰富的工程经验，不存在不可克服的技术难点，所以将新规范对花岗岩石材幕墙的适用范围扩展到全部高度。由于非花岗岩石材材性较差，安全方面的问题要有更多的考虑，所以新的 JGJ 133规范规定高度大于 100m 的石材幕墙应采用花岗石面板深圳新时代广场 175m 广晟大厦 280m 北京银泰中心 250m图 2 部分高度超过 100m 的石材幕墙工程至于抗震设防的石材幕墙的适用范围，新 JGJ 133 规范仍维持 6、7 、8 度。振动台试验和 2008 年汶川地震表明，石材幕墙是可以抵抗 9 度地震的（图 3） 。
9、但是我国内地 9 度设防的地区很少，9 度地区采用石材幕墙的经验也很少，所以这次修订没有扩大适用范围到 9 度。都江堰防火研究所，9 度 绵阳办公楼，9 度 汉旺钟塔 14 时 28 分，10 度图 3 2008 年 5 月 12 日汶川地震，9 度和 10 度区石材幕墙完好因此 9 度设防的石材幕墙是可以建造的，但是已经超出了 JGJ 133 规范的适用范围，必须进行技术论证，采取必要的加强措施。2004 年，9 度设防的四川省凉山州第一人民医院门急诊大楼石材幕墙工程开建，为此专门进行了研究，采用花岗岩面板并加背贴玻璃纤维布，背栓连接，采用高强度结构胶 SS921、SS922 和高延伸性密封
10、胶 SS911（图 4） 。图 4 凉山州第一人民医院 图 5 9 度设防石材幕墙和玻璃幕墙的技术咨询报告3. JGJ 102 新版本的适用范围JGJ 102-2003 第 1.0.2 条规定了其适用范围是非抗震设计和抗震设防烈度为6、7 、 8 度抗震设计的民用建筑玻璃幕墙。涵盖了全部高度，涵盖了全国绝大部分地区，适用范围已经非常广泛。此前，9 度设防的玻璃幕墙，其设计和施工可以通过技术论证，采取加强措施解决。四川省凉山州第一人民医院的 9 度设防玻璃幕墙就是通过技术论证解决的，论证报告中对此作出了说明（图 6） 。图 6 四川凉山州第一人民医院 9 度设防玻璃幕墙的论证说明图 7 深圳平安
11、金融 645m，在建 图 8 武汉国际金融中心 606m，在建 图 9 上海中心 632m， 在建 近年来，我国内地超高层建筑玻璃幕墙工程大量兴建，建成、在建和设计中 500m以上的工程达 26 座，全部采用玻璃幕墙（图 7图 9） 。因此，JGJ 102 规范新版本适用范围涵盖全部玻璃幕墙。三、 结构设计使用年限目前，只有结构设计对使用年限有明确的规定。主体结构的设计使用年限一般工程为 50 年，特殊工程为 100 年。幕墙是维护结构，是可以拆换的结构，所以其结构设计使用年限不低于 25 年。就是说，在 25 年内，面板、支承结构、连接部件都不应产生安全问题。作为结构构件的面板材料（玻璃、石
12、材、金属板） 、直接支承面板结构的铝型材和钢型材、钢连接件的有效寿命至少超过 25 年，可以满足设计使用年限要求。硅酮结构密封胶的实际寿命也不止 25 年，过去厂家出具结构胶 10 年保证书只是例行的商业操作。目前国内主要硅酮胶厂家已可以出具 25 年保证书。因此，幕墙结构设计使用年限为不小于 25年是适当的，国内外幕墙工程的经验证明也是可以办得到的。预埋件属于不容易更换的部件，其设计使用年限应按 50 年考虑。大跨度支承钢结构的工作特点和结构构造和主体结构基本相同，其设计使用年限宜按主体结构考虑。在一些公共建筑的幕墙系统中，构成比较复杂，既有面板和直接支承面板的一级结构，又有支承一级结构的二
13、级结构（图 10） 。原则上面板和直接支承面板的一级结构，设计使用年限应不小于 25 年；支承一级结构的较大的二级结构设计使用年限应与主体结构相同。图 10 一级结构（面板和横梁、立柱，白色）和二级结构（钢框架和钢桁架，深色）结构设计使用年限只是设计幕墙的时候，决定各种设计参数取值和构造措施选择的标准，并不是幕墙结构的实际使用年限。从一般情况来看，实际使用年限会高于设计使用年限。 至于建筑功能和幕墙外观的使用年限，目前尚没有一致的说法。某些业主要求幕墙保用 50 年甚至更长，目前尚无确切依据。尤其是建筑外观和水密、气密功能，能否维持 50 年以上，没有太多的工程实践。四、 幕墙设计的标准1.
14、三阶段设计非抗震设计的幕墙，在正常工作条件下应保持良好的性能。抗震设计的幕墙，应按三个阶段的不同标准进行设计：1） 在小于设防烈度 1.5 度的小震作用下，结构处于弹性状态，幕墙各种功能保 持完好，能正常使用。在这个阶段进行内力和变形计算。2） 在设防烈度的中震作用下，结构处于弹塑性状态，幕墙平面内侧移达到弹性位移的 3 倍，幕墙可能有局部损坏，但经过修理可以继续使用。3） 在高于设防烈度 1.0 度的大震作用下，幕墙面板有可能破损，幕墙可能不能继续使用。但是幕墙的骨架不应坠落。2008 年 5 月 12 日四川汶川地震和 2010 年月日青海玉树地震表明：按 7 度设防的幕墙经受了 9 度地
15、震的考验。震害调查表明：我国的幕墙规范经受了地震的考验，按照规范进行设计施工的幕墙工程，达到了设防烈度下保持完好或基本完好的要求，甚至在超烈度的强震下，也还能保持完整（图 11、图 12） 。图 11 绵阳（9 度） 图 12 都江堰（9 度） 2. 平面内变形试验进行幕墙的四性试验时，平面内变形试验就应按上述原则进行。到设计弹性变形值时，幕墙试件应保持完好，气密、水密性能满足设计要求，幕墙试件正常工作。幕墙设计达到小震完好的目标。到设计弹性变形值的 3 倍时，幕墙试件基本完好，面板和连接没有明显破损，密封性能可能有局部失效，经修理后还可以继续进行试验。幕墙设计达到中震可修的目标。有些业主和监
16、理要求到设计弹性变形的 3 倍时，还要保持气密水密性能完好无损，这就超出了抗震设计 3 阶段中关于第 2 阶段中震可修的规定，属于超规范的过高要求。3结构密封胶的计算根据结构设计的统一标准，结构的内力位移计算是对小震、对弹性状态进行的。这一规定，同样适用于结构密封胶的设计计算。结构密封胶的宽度计算是对风力、小震地震力和面板自重进行的。地震力按规范给出的小震地震力取用。结构密封胶的厚度是针对风力下的变形、小震下的弹性变形和温度变形进行计算的。风力作用下和地震作用下的变形应取弹性变形的设计值，最多取用到规范规定的弹性变形限值。按照中震可修的标准，允许密封胶有局部破损，并不要求结构密封胶在中震时完好
17、无损，所以要求按弹性变形的 3 倍来设计结构密封胶的厚度是不合理的。五、 尺 寸1. 尺寸的含义在幕墙相关的条文中常常用到的尺寸的数值，如板厚、截面尺寸等，计算公式中更少不了尺寸的符号，这些尺寸在规范中除特别标明者外，均指的是公称尺寸，也就是设计的、标准的尺寸。规定有允许偏差的尺寸，其实际尺寸应在规定的最大极限尺寸和最小极限尺寸的范围内。如复合铝板面板厚度规定为 0.5mm，而国家标准规定铝板厚度允许偏差为正负 0.02mm，则意味着厚度在 0.48mm0.52mm 范围内的产品均属合格品。允许有正负偏差出现的尺寸，实际量测时，正常状态下会是正偏差和负偏差均有机会出现，不会全部是负偏差的尺寸。
18、当然，在某些特殊生产工艺要求情况下，可能在某些批次产品上出现负偏差较多的情况。例如铝型材生产过程中，模具因磨耗而开口部分越来越宽，使得铝型材壁厚越来越厚，所以制作挤压模具时开口尺寸有意偏小一点，使用过程中开口会逐渐扩大。所以初期批次的铝型材壁厚负偏差较多，以后批次则逐渐趋于正常分布。一般情况下，规定有正负偏差时，不应故意生产和使用全部为负偏差尺寸的产品。有些工程的铝板板厚现场检验，大部分或者全部测量值均为负偏差，但在允许偏差范围内。这些铝板虽然仍可认为是合格产品，但是属于“打擦边球” ，不宜提倡。2尺寸和实测尺寸如上所述，幕墙规范中的尺寸，除明确规定为实测尺寸者以外，均指的是标准的、公称的、设
19、计的尺寸。实测尺寸是现场量测的尺寸，必定与理论的尺寸有差别，差别在允许偏差范围内就是合格产品，应予验收。北京电视中心大楼和北京数码出版大厦幕墙工程在工程验收时都遇到过麻烦。JGJ 102 和 JGJ 133 规范都明确规定立柱铝型材截面壁厚不应小于 2.5mm，而以此规定为依据的验收规范 GB 50210 在编制时，将对应条文中的“ 壁厚”改为“实测壁厚” 。 “壁厚”是指公称尺寸，按国家标准是允许有 0.15mm 的公差的，壁厚为 2.35mm2.65mm 的铝型材都是合格品，应予验收；改为“实测壁厚”后，2.35mm2.49mm 壁厚的铝型材就变为不合格品,不能验收。为此只能召开专家论证会
20、，确认 JGJ 102 和 JGJ 133 规范原条文的含义，否决了“实测壁厚”的不合理规定，两个幕墙工程才得以顺利通过验收。JGJ 102 和 JGJ 133 规范新版本保持了结构设计规范的行业习惯和原版本的规定，明确规定尺寸就是设计的标准尺寸，并在编制说明中加以说明。幕墙规范的新解读 （ 2 ）幕墙的建筑设计 赵西安（中国建筑科学研究院 北京 100013） 一、 开启扇1. 合理选用开启方式，控制开启扇的尺寸开启部分不应采用平开窗，外开平开窗的窗扇受风力和自重作用容易掉落，安全性差。不管外平开还是内平开都难以控制其开启程度，一旦打开就形成一个大洞口，容易出现人员安全问题，而且打开后的一个
21、个黑洞，好象破碎后的玻璃，影响立面美观。推拉窗密封性能较差，在风雨交加时很容易从边缝向室内冒水，开启后的问题和平推窗相同，存在安全隐患，也影响幕墙的外观。目前应用最广泛的开启方式是上悬窗，其各项性能综合比较占明显优势。为保证开启扇本身的安全和室内人员的安全，上悬窗的开启角度不应大于 30 度，下边缘的开启最大距离不应超过 300mm（图 1） 。图 1 上悬窗开启角度过大（左） 、开启距离过大（右）开启扇的面积不能太大，以便于室内人员能手动开启。特别是采用中空玻璃、夹胶玻璃和夹胶中空玻璃时，重量将是单片玻璃的 24 倍，使得人力难以推动。而且自重过大会使五金件受力过大，也不安全。通常两片玻璃的
22、开启扇面积不宜超过 1.5m2，夹胶中空玻璃开启扇的面积不宜大于 1.0m2。2. 平推窗上悬窗虽然应用普遍，也是通常幕墙设计的首选，但是上悬窗只靠上挂点的挂钩支承，如果设计有缺陷，施工有偏差，就很容易发生挂钩脱离，开启扇整片坠落的事故。上悬窗坠落在许多工程中都曾发生过。 平推开启扇完全由多个金属窗撑支承，可以平行向外推出（图 2） 。图 2 平推窗平推开启扇有多个连接点，同时失效的机会很小，不容易发生窗扇坠落的危险。平推窗的开启距离一般为 200mm。3. 上悬挂钩的安全问题要防止上悬挂钩脱出，主要是两项措施：挂钩要足够的入槽深度；要有防止挂钩脱出的限位装置。图 3 的节点构造符合上述要求。
23、图 3 合理的挂钩设计反之，入槽深度浅，不设限位装置，都会带来开启扇掉下的危险（图 4） 。图 4 不安全的挂钩设计二、 局部构造设计1. 雨棚的坡度与幕墙相连的玻璃雨棚应有足够的坡度，以排除雨水，防止污物在玻璃板上沉积，影响美观。水平放置的玻璃面板在自重和雨水作用下会向下凹陷，其允许挠度为短边长度的 1 / 60，为排除积水，雨棚的坡度不能小于 3% ，最好更大一些。有些图纸上标注 1% 或 2% 的坡度是不正确的，会产生污垢沉积。2. 伸缩缝、沉降缝、防震缝当幕墙为抗震设计时，伸缩缝和沉降缝都会按照防震缝的要求设计，以下都称为防震缝。幕墙在主体结构的防震缝部位应有构造措施，防止主体结构两侧
24、相对位移时幕墙被损坏。在 2008 年汶川大地震中建筑幕墙表现良好，基本上没有发生明显的震害，但是个别工程因为防震缝部位没有采取相应措施，两侧幕墙相碰造成玻璃板块破损。幕墙面板在防震缝位置应留出与主体结构防震缝大体相同的宽度，然后用风琴橡胶板、金属滑移板等宽度可伸缩的材料封闭（图 5） 。上海浦东机场 广州高德中心广州白云国际会议中心 图 5 防震缝的处理一般情况下，面板不应跨越主体结构的防震缝。在不得不跨越时应采取防止面板破坏的构造措施。图 6 为首都机场三号航站楼，玻璃板块跨越防震缝，为此采取以下措施：1 跨越板块两侧设置风琴板，将跨越板块与两侧主要部分分离；2 跨越板块由单独钢梁承托，钢
25、梁两端用滑动支承与防震缝两侧的桁架分别连接。图 6 首都机场第三航站楼玻璃跨越防震缝3. 玻璃面板与主体结构或装饰间的间隙幕墙玻璃面板常常要伸入到主体结构中或装饰层中，为保证玻璃面板在荷载或温度作用下有自由弯曲和伸缩的余地，玻璃表面与邻近结构或装饰表面间应有足够的距离。通常这个距离不小于 6mm。如果玻璃邻近空隙太小，加之密封胶硬化的话，玻璃变形受限，就容易发生破裂（图 7） 。北京国谊宾馆 厦门某酒店 图 7 玻璃入槽宽度太小导致玻璃开裂 三、 板缝的形式和板缝的宽度1. 优先采用注胶板缝注胶板缝不容易漏水，密封可靠，目前大量采用，已有成熟的经验。密封胶还是第二道防线，如果石材破碎，可以防止
26、碎块坠落。所以 JGJ 133 规范新版本规定，100m 以上高度的石材幕墙应采用注胶板缝，非花岗石幕墙应采用注胶板缝。建筑设计应优先采用注胶板缝。如果建筑师希望突出板缝的立体感，也可以采用凹入式深胶缝，将将建筑密封胶的表面凹进石材表面 5mm10mm。2. 开放式板缝建筑师采用开放式板缝主要是建筑艺术上突出板缝立体感的要求，另外也希望减少胶缝积灰，保持幕墙表面的清洁美观。为留出面板温度伸缩的空间，开放式板缝的宽度不宜小于 10mm。面板后方应设置防水层，通常多采用铝板或涂层钢板。如果在板缝中设置防水胶条，也可以起防水的作用，不再设防水层（图 8） 。图 8 用胶条防水 图 9 板缝宽度太小3
27、. 密封胶缝的宽度建筑密封胶缝的最小宽度要考虑以下因素： 面板的温度变形；胶缝宽厚比的要求；注胶嘴能伸入缝内注胶；面板尺寸偏差和安装位置偏差。有些建筑师和业主要求石材幕墙的板缝宽度 5mm，甚至细到 2mm，这是不合理的。这么细的缝，施工稍有偏差就变为无缝。不仅无法满足温度变形的要求，而且小于 6mm是无法进行注胶的（图 9） 。对于玻璃、金属板这样的光滑表面材料，胶缝设计要求胶缝宽度不小于胶缝厚度的2 倍。所以通常胶缝宽度不小于 10mm。对于石材等粗糙多孔表面，胶缝设计要求胶缝宽度不小于胶缝厚度，考虑到石板加工安装偏差较大，板缝宽度不应小于 8mm。四、 防火设计近年来，已建和在建的幕墙工
28、程频频发生火灾。仅 2009 年 2 月 9 日电视文化中心发生空前大火后，2 月 20 日广州富力城、 4 月 6 日北京新的中国科技馆、 4 月 19 日南京 50层中环大厦相继因电焊引燃聚苯保温板发生大火；到 2010 年 11 月上海静安教师公寓大火造成近百人伤亡；2011 年春节沈阳万鑫大酒店大火烧了十个小时。幕墙的防火设计再一次引起我们的重视。1. 合理选用幕墙材料 （1） 聚氨酯板和聚苯板的可燃性要认真重视聚氨酯板和聚苯板是目前正在推广的高效节能保温材料,尤其是挤塑聚苯板以其良好的热工性能和施工方便的优势, 已在幕墙工程中广泛使用。但是其可燃性，甚至可向四周引火扩大火灾范围的危险
29、性并未引起重视。甚至以加入阻燃剂为由说聚苯板已经是难燃材料，符合幕墙规范要求等等，对设计人员产生误导。实际上，这两种材料用打火机就能点燃，不要说电焊火花溅上了。一旦有火源，它们 80 度就会软化，温度再高就着火、融化，冒出熊熊火焰和浓浓的黑烟，带着火苗的滴熔物滴到那里就烧到那里。板上很快烧出大洞，火焰沿洞边迅速向外扩展，象导火索一样将火灾引向四面八方。这些保温板甚至在金属板的内部封闭的条件下都可以不断扩大燃烧范围，极难扑灭。2005 年南京青少年科技活动中心金属屋面板下面大面积保温聚苯板燃烧，只见冒烟不见火焰，不知往哪边浇水。2008 年 7 月和 11 月，济南奥体中心体育馆两次屋面大火也出
30、现相同的情况，每次都烧掉几百甚至几千平方米的金属屋面。聚苯板的易燃性从彩钢板房最近连续发生大火灾也得到另一个角度的验证，仅 2009年 3 月就有中央美院、上海国金大厦和重庆某工地三次聚苯板彩钢板房大火灾，每次大火都把板材烧个精光，只留下弯弯扭扭的钢骨架。电视文化中心近十万平方米的金属屋面采用了挤塑聚苯板作为保温材料，引出了这次空前大火，灾情惨烈，大家深以为教训。许多工程都改变设计，改用别的材料。大连贝壳博物馆屋面采用岩棉；上海世博会中国馆改用钢板包封压缩岩棉。如果幕墙不得不采用这些保温板，就必须在施工中采取严格的防火措施。（2）传统保温材料不要一概否定岩棉、玻璃棉等传统保温材料已经应用多年，
31、积累了丰富的经验。实践表明它们用于保温节能还是有效的。当然，相对于聚苯板、聚氨酯板这些新材料，保温性能、施工环保和保护工人健康方面都存在缺陷，但是它们不着火，是难燃材料，用起来安心。为改善其性能，应在岩棉、玻璃棉外面用铝箔或薄钢板加以包封成板块状，不仅便于铺设，保护施工人员，而且可以防止保温棉、防火棉受潮、水湿，保持其保温和防火能力。国家大剧院、世博中国馆等工程仍然采用岩棉保温，新建筑用老材料是经过充分考虑的决策。（3） 铝塑板的火灾要引起注意聚乙烯芯材的铝塑板近年来多次发生火灾，因为聚乙烯 80 度失去黏着力，随即燃烧、冒烟、熔滴，更高温度下裂解为可燃气体。上海一座 20 层大楼 2008
32、年发生火灾，30 分钟内铝塑板一楼烧到 20 楼；同年哈尔滨 23 层经纬大酒店铝塑板幕墙大火 ,再联想2006 年 乌鲁木齐城市大酒店铝塑板幕墙大火,不能不令人担心铝塑板幕墙的火灾安全性。由于容易发生火灾，我国幕墙公司在哈萨克承包的工程已被哈萨克政府通令停止使用铝塑板。作为铝板幕墙的面板,应优先采用单层铝板和蜂窝铝板.,2. 防火分区之间的防火设计多层建筑的每一个楼层是一个防火分区；同一个楼层面积大于 2000 平方米时，要用防火墙划分为若干个面积不大于 2000 平方米的防火分区。这些防火分区之间的部位要有相应的防火设施。（1）层间不燃烧墙体楼层之间在楼板边缘应有高度不小于 800 毫米的
33、不燃烧墙体，防止下一楼层的火焰卷入上一个楼层。可以计入这个高度的有：不燃烧的实体墙（混凝土墙、砖墙等） ；位于楼板边缘的混凝土梁板、有防火保护的钢梁和组合楼板；由防火材料组成的防火墙（如硅镁防火板夹 120 毫米厚的防火岩棉等） ；单片防火铯钾玻璃及其制成的中空玻璃、夹层玻璃。（2） 防火墙左右侧的不燃烧墙体防火分区之间的防火墙到了楼板边缘，其左右两侧各 1.0 米范围内必须为不燃烧墙体。实体墙、由不燃烧材料组成的墙体、单片防火玻璃及其制品等均可计入其宽度。深圳证券交易中心交易大厅的防火分区处防火墙两侧的处理，是在中空玻璃幕墙平面外，采用单片防火玻璃在防火墙左右两侧各 1.5 米单独设置不燃烧
34、墙体。（3）楼层间的隔烟层为了防止下部楼层的烟雾穿过幕墙与楼板间的空隙进入上部楼层，两个楼层间幕墙与楼板间的空隙应设一道或两道防烟隔断。隔烟层可以采用多种材料，如防火岩棉、防火板、单片防火玻璃等。最常用的做法是100 毫米厚的防火岩棉用 1.5mm 镀锌钢板承托。如果保温材料采用挤塑聚苯板等可燃烧材料，隔烟层要穿过保温材料，直达铝型材。否则一旦发生火灾，保温板首先被烧掉，隔烟防火岩棉与玻璃之间就出现空档，隔烟层将失去作用。 有些部门要求用防烟材料填满窗下幕墙板后面的全部空隙,这是不对的。规范要求 100毫米厚的隔烟材料“充填密实” ，没有要求“全部塞满” 。塞满后容易产生冷凝水，降低充填材料的
35、保温或防火性能；前面是玻璃板时，在阳光透射下会积聚热量，使玻璃板因温度升高而破裂。即使是做保温，也应离开玻璃板 30mm50mm。（4） 实体墙上的隔烟措施铝板幕墙和石材幕墙后面往往是实体墙，实体墙一般是不透烟的。所以除可按一般幕墙做层间隔烟层外，也可以不设层间隔烟而做门窗洞口周边隔烟。最近公布的消防规定有除了门窗洞口封堵外，层间还要照样做隔烟层的要求，由于这些规定经常变动，设计时就按最新规定执行。（5） 楼层防火单元间的玻璃防火隔断楼层上防火单元间通常用防火墙分隔。当建筑设计要求防火隔断为透明时，可采用玻璃防火隔断。图 11 为广西南宁国际会议展览中心的玻璃防火隔断。图 11 南宁国际会展中
36、心玻璃防火墙玻璃防火隔断面板应采用铯钾单片防火玻璃及其制品。支承框架采用防火处理后的钢结构，并用防火密封胶密封。防火隔断与主体结构的后连接不应采用化学螺栓，应采用后切底机械锚栓。3. 防止火势蔓延的措施（1） 内庭的防火设计 内庭跨越许多楼层，形成巨大的室内空间，拔火作用明显，很容易将一个楼层的火焰引向其他楼层，使火灾迅速蔓延扩大。所以内庭周边必须形成一道防火墙。 一种做法是将内庭周边的建筑墙体按防火墙设计，采用不燃性墙体材料，防火门窗。火灾时关闭门窗后内庭的火焰不会向楼层室内蔓延。电视文化中心的内庭，就采用了这种防火设计，可惜这次火灾时尚在装修，防火门窗还没全部装上，火灾中没能起隔断火灾的作
37、用。另一种做法是单独设置玻璃防火隔断。整个内庭由防火墙包封。北京电视中心、上海金茂大厦和广州珠江新城西塔等工程都采用这种防火措施。（2） 阻断危险的竖向孔道电视文化中心金属幕墙的钛锌面板均作成竖向肋形线条，尺寸为 500mmX500mm，这就在保温板上排满了 160 米高的通风管，保温板燃烧时源源不断提供充足的新鲜空气，助长了火势，使保温材料在锌板下有足够氧气充分燃烧，火灾不断扩大（图 22） 。当建筑设计存在这类危险的竖向通风孔道时，应每隔若干楼层予以封堵。深圳证卷交易中心大厦的柱子，外包夹胶玻璃面板，玻璃与混凝土之间有 70mm 的空隙，高达240m，火灾时会形成通风管道，所以每 10 层
38、用防火玻璃封堵一次。（3） 可燃保温材料应划分防火分区这次电视文化中心保温层燃烧面积达十万平方米，无法控制，造成巨大的损失。其中一个原因是为了节能，消除冷桥，让保温连续铺设。这样一来，一旦起火，就火烧连营七百里，不可收拾。先前也有过南京科技中心、济南奥体中心金属屋面保温大面积火灾的教训。目前在建的工程许多保温面积达 20 万30 万平方米，如果连续铺设，一旦发生火灾，势必无限蔓延。因此，采用可燃性保温材料时，应划分面积不超过 2000 平方米的防火分区，分区的边界应采用不燃材料予以阻隔。一旦某一分区着火，火势也局限在个别分区内，不至于无限制到处蔓延，造成重大损失。 4. 扩大钢结构在幕墙中的应
39、用 铝的熔点约为 700 度，锌的熔点约为 400 度，都远低于钢的熔点 1450 度。这次电视文化中心火灾后，现场可见钛锌板和保温层全部烧失，惟有钢骨架和钢板虽然变形扭曲，但依然在位。许多幕墙火灾都出现过 20 分钟铝骨架熔化，面板失去支撑而掉下的现象。防火玻璃必须采用钢骨架，已经成为公认的做法。铝板幕墙和石材幕墙采用型钢骨架也越来越多。一般玻璃幕墙则仍然以铝型材为主，但是大型公共建筑的玻璃幕墙和玻璃采光顶已普遍采用钢结构支承。近年来冷成型薄壁型钢开始在玻璃幕墙中应用，并且相当成功。幕墙专用薄钢型材外观上已可与铝型材比美，壁厚也做到了 1.5mm2.5mm，断面形式多样，可以满足各种玻璃幕墙
40、和玻璃采光顶的要求( 图 12)。图 12 幕墙用冷成型薄壁型钢断面 图 13 北京奔驰汽车公司办公楼目前许多高档玻璃幕墙工程采用了薄钢型材。图 13 为北京奔驰汽车公司。5 不要让建筑变成火的牢笼没有绝对安全的玻璃，用玻璃就会有一定的风险。问题是合理使用，求得最大的安全。有些文件把钢化玻璃和夹层玻璃定义为安全玻璃，其实是不妥当的。玻璃梁、玻璃柱和玻璃地板用单片钢化玻璃就极其危险。同样，夹层玻璃打不穿、不飞散，可谓安全。但是如果用得不当，就非常危险。在建筑的超高层部分，消防只能靠自身的内部消防系统，既不能靠外部水源灌救，室内人员也不可能破窗逃命。这种情况下幕墙全部采用夹层玻璃并不影响消防的安全
41、性，因而是可以的。但是在低层部分和裙房，以及大量的公共建筑，有些没有设置内部消防系统，外部救援和破窗逃生是重要的求生手段；即使有内部消防设施，多一条生路就可以更多人获救。 如果全部采用所谓安全玻璃的夹层玻璃，无疑就断了这条生路，使建筑成为火的牢笼。一旦起火，外无救援之通道，内无逃生的洞口，非常危险。这并不是杞人忧天，2004 年北京京民大厦火灾，被困的人员就是从打破的窗口逃生的 ，如果这些玻璃都是夹层玻璃，打不破，砸不烂，那将会出现多么可怕的结果！2005 年，北京华贸中心电焊作业引燃保温材料，发生火灾，烟雾太大，无法救火，最后打破幕墙玻璃，排除浓烟才救熄了大火。2011 年，新西兰基督城地震
42、，玻璃幕墙表现良好，没有破碎。幸好采用了单片钢化玻璃，能让室内人员砸碎玻璃逃生。如果这幕墙全部是夹层玻璃那就麻烦了。所以幕墙采用夹层玻璃面板时，应当留出救援口，并作出明显标记。救援口可以采用单片玻璃，也可以做成开启窗。火灾教育了我们，使我们在幕墙设计中更加重视防火问题。JGJ 102 规范和 JGJ 133 规范的新版本对幕墙的防火性能和防火构造提出了更高的要求，作出了更严格的规定。幕墙设计和施工中，要合理选用防火的材料，按规范要求作好各部位的防火构造设计，尽力避免出现薄弱环节和安全漏洞，提高幕墙抵抗火灾的能力，并在万一发生火灾时也能尽量减少人员伤亡和财产损失。幕墙规范的新解读 （3）玻璃面板
43、的设计赵西安 （中国建筑科学研究院 北京 100013） 一、 防止玻璃面板整片坠落玻璃幕墙玻璃面板整片落下，近年来屡有发生，而且有些案例还造成人员受伤。为防止这样的事故发生，玻璃面板设计和施工时必须充分注意，采取可靠的预防措施。1. 中空玻璃二道密封胶（1） 明框幕墙的中空玻璃明框中空玻璃有金属框承受风力、地震力和玻璃自重，二道密封胶不受力，可以使用聚硫胶（图 1） ，以提高中空玻璃的密封性能。图 1 明框中空玻璃的二道密封胶可用聚硫胶（2） 隐框、半隐框和全玻幕墙的中空玻璃隐框、半隐框中空玻璃和全玻幕墙面板的中空玻璃，所承受的风力、地震力、自重都要通过二道密封胶来传递到支承结构上去，因此必
44、须使用硅酮结构胶（图 2） 。图 2 隐框幕墙的二道密封胶要承受外力，必须使用硅酮结构密封胶（3） 点支承玻璃幕墙的中空玻璃钢爪、夹板支承的点支玻璃，虽然在支承点处有支承头或钢夹板夹持，但在离开支点较远的部位，二道密封胶也要部分受力，也要采用硅酮密封胶作为中空玻璃的二道密封（图 3） 。图 3 点支承中空玻璃的二道密封胶也应采用硅酮结构密封胶（4） 二道密封胶的宽度 采用硅酮结构密封胶作为受力的二道密封胶时，其宽度要由受力计算来决定。 有些玻璃深加工厂家随便决定二道密封胶的宽度，或者取个 5 mm，这是很不安全的。风力有大小，玻璃的尺寸不相同，胶缝受力也不相同。二道密封胶的宽度要由隐框、半隐框
45、中空玻璃的荷载、尺寸，通过计算决定。并且不得小于 7 mm。二道密封胶宽度要留余地胶缝应能承受外片玻璃的自重；当两片玻璃厚度相等时，胶缝应能承受总风力的 60 %。（5） 随便用聚硫胶代替硅酮结构胶惹大祸2011 年 7 月 9 日，杭州庆春大厦发生中空玻璃外片整片落下重伤行人案。当天上午，杭州庆春大厦 21 楼掉下一块玻璃，经查明是活动扇中空玻璃的外玻璃。这是业主自行更改幕墙闯下的大祸。 业主自行决定将部分固定玻璃板块改为开启窗，交由非专业门窗厂施工。隐框开启扇中空玻璃二道密封胶居然采用聚硫胶，粘结不良，外片玻璃整片滑落。胶与中空铝框接触面光滑、潮湿，没有可靠的粘接。现场观察发现在21 层的
46、一个开启扇，只剩一层内玻璃，非常干净，显然外玻璃刚掉。环绕内玻璃的一圈胶，表面光滑，没有粘牢外玻璃。二道密封胶用手抠出成粉状。早上九时，两位少女上班经过，外片玻璃落下，切断一位少女小腿，送往上海抢救，由于伤势过重，只得截肢。钢化玻璃落地后粉碎，手术中从她身体中取出大量的钢化玻璃碎片。19 岁花季少女从此失去了欢乐人生这不是一个孤立的事件，2011 年 11 月，上海静安协和城小区先后 30 余片中空玻璃的外片滑落。外片绿色镀膜玻璃整片脱落后，露出内侧透明玻璃。碎玻璃铺了一地必须采取措施，防止中空玻璃外片整片落下的事件再次发生。2. 隐框玻璃幕墙的安全措施（1） 控制隐框玻璃幕墙的使用高度 目前
47、我国内地大量采用隐框玻璃幕墙，而且高度不断增长，最高的广州国际金融中心已达 435m。由于隐框玻璃完全靠硅酮结构胶粘接，又没有金属件固定，影响安全的因素很多，因此应当对其使用高度适当控制。 在日本，几乎看不到全隐框玻璃幕墙，基本上都采用明框和半隐框玻璃幕墙。欧洲和美国大体上也是这样的情况。因此 JGJ 102 规范的新版本作出了规定，高度 100m 以上的玻璃幕墙不宜采用隐框做法。也就是说，高度超过 100m 的玻璃幕墙要用明框、半隐框的做法。（2） 控制板块的尺寸现在许多工程的隐框板块，尺寸非常大，对幕墙的安全十分不利。如广州国际金融中心，高度 435m，顶部板块尺寸达 6.0mX2.0m，
48、标准板块尺寸为 4.5mX1.5m（图 4） ；福州福建大剧院隐框板块尺寸达 6.0mX2.0m（图 5） 。这些板块承受的风力使得胶缝宽度大到无法接受的程度，最后只得采用超高强度结构胶 SS922 才能过关。图 4 广州国际金融中心 4.5mX1.5m 大板块 图 5 福州福建大剧院 6mX2m 大板块为保证使用安全和设计施工的合理性，一般情况下隐框板块的面积不宜超过 2m2。超过 4m2 的大板块，使用一定要十分慎重。（3）隐框板块应底部加金属承托结构密封胶不宜长期受力，隐框板块必须底部加托承受玻璃自重。中空板块的底托要托住外玻璃（图 6） 。图 6 隐框玻璃要加金属托承受玻璃自重无托无垫
49、将使结构胶受长期荷载，万一结构胶失效时，玻璃板块就会脱落。图 7 无金属托容易发生玻璃滑落（4） 外露金属件提高隐框板块的安全性为加强隐框板块的安全性，可以设置外露金属固定件。倒挂隐框板块应设外露金属固定件。河南广播电视塔 希腊艺术博物馆图 8 设置外部金属件使隐框玻璃板块更安全（5） 倒挂玻璃不应采用隐框板块倒挂和反斜隐框玻璃板块的自重，要由结构胶承受，结构胶处于长期受力状态，这是非常不安全的。因此 JGJ 102 规范新版本规定，倒挂玻璃不应采用隐框方式，可以采用明框或半隐框玻璃。（6） 防止 PVB 夹胶玻璃整片弯曲下垂脱落目前夹层玻璃大多采用 PVB 胶片作为中间层，这种胶片比较柔软，强度低，一旦钢化玻璃碎成粒状后就失去后期强度，整片玻璃板块发生大的平面外变形，下垂或外突。变形过大，玻璃板块就会从金属框中拔出，或沿附框边缘撕开，很容易整块坠落。 2011 年 11 月，浙江义乌某服装商场采光顶的 PVB 夹
