摘要:半钢化玻璃不会自爆,没有外力撞击不会突然破碎;破碎后产生放射形裂缝直到边缘而不容易掉落。2003年以前国内广泛采用半钢化玻璃,并未出现幕墙玻璃破损伤人的严重事故。2003年以后半钢化被停止使用,代之以钢化玻璃,近年来钢化玻璃自爆事件颇发伤人毁物事故不断,险情挥之不去。现在许多工程都已改用半钢化玻璃。幕墙禁用半钢化玻璃的不合理规定应该改变。
关键词:幕墙设计;安全性;半钢化玻璃;钢化玻璃;自爆;
1钢化玻璃和半钢化玻璃
将浮法玻璃加热至软化温度后急剧冷却就成为钢化玻璃,其强可以达到浮法玻璃的4~5倍。钢化玻璃表面的压应力大于70N/mm2,应力越大,破碎后形成的玻璃颗粒越小。我国相关规定为大于90N/mm2时,目的是追求小颗粒以保安全。但事与愿违,应力提高反而大大提高了玻璃的自爆率。
当玻璃的表面应力大于70N/mm2,时有可能出现自爆现象,即无任何外界作用也可能自行爆裂。自爆是钢化玻璃的固有特性,主要由硫化镍杂质引起。通常1%~3%的自爆率被认为是可以接受的。虽然可以采取技术措施降低其自爆率至千分之一,但不可能保证做到完全不自爆。
既然自爆是钢化玻璃的特性,一万块玻璃爆几十块又是允许的,业主、玻璃生产商和幕墙公司都没有过错,那唯一可以做的就是三方共同希望千万别出事,别伤人,破了就更换玻璃。1%的自爆率,100%的提心吊胆。
虽然半钢化玻璃也是热增强玻璃,但加热后冷却速度较低,其表面应力小于70N/mm2。用于幕墙的半钢化玻璃,表面应力常45N/mm2~54N/mm2。
半钢化玻璃表面应力较低,不会出现自爆现象。由于热增强,半钢化玻璃的强度达到普通浮法玻璃的2倍,有较高的耐受温度变化能力,也大大提高了抗冲击性能,不容易因温度突变或人为撞击而破碎。即使意外破碎,其裂缝并不交叉,所形成的放射形裂缝直达边缘,因边缘有胶缝粘结或边框夹持,玻璃碎片不容易掉落。
半钢化玻璃变形小,表面比较平整,反射外界景物畸变小,比较美观。
国外的玻璃幕墙工程,采用半钢化玻璃相当广泛。香港的玻璃幕墙,用半钢化玻璃的也很多。
2.国内幕墙曾广泛采用半钢化玻璃
2003年之前,我国内地的幕墙工程根据国外的成功经验,也曾广泛使用半钢化玻璃,取得良好的效果。在这十多年中,并未见到因为幕墙半钢化玻璃破碎掉下致伤人毁物的报道。幕墙业界也都认为幕墙采用半钢化玻璃是正常的做法。
本文作者九十年代监管了不少采用半钢化玻璃的幕墙工程,例如:
1996年建成的广州市长大厦采用6mm金黄色镀膜半钢化玻璃,使用一直正常。而且由于玻璃表面比较平整,金黄色的反射景物畸变很小,非常美观。
广东公安指挥中心城市1997年建成,银灰色半钢化玻璃厚度为8mm。
青岛金融大厦采用中空玻璃,外片银灰色半钢化,1999年建成。
1999年建成的广东省建行大厦,高度达180m,采用蓝灰色镀膜半钢化玻漓。
在此期间还有南京金丝利大厦、西安西北电讯大楼都是用半钢化玻璃来做幕墙。
90年代,北京东安市场采用半钢化夹胶玻璃做采光顶,至今未发现有自爆现象发生。
3近年来自爆事故频频发生
2003年以后,按照有关规定幕墙停止使用半钢化玻璃,代之以钢化玻璃。
而且还规定钢化玻璃的表面应力不得小于90N/mm。2这种高应力的玻璃导致自爆事故频频发生,对生命和财产安全构成威胁。
2005年一座大型会展中心的几道高达30余米的防火玻璃隔断,钢化铯钾单片玻璃自爆五十余片,给即将召开的国际会议带来重大危险,不得不采取应急防护措施。
2006年起,某大型博物馆观光电梯和外墙钢化玻璃陆续自爆三十余片,一直无法彻底解决,2008年奥运会期间只得提心吊胆的接待外国首脑参观。
深圳一座办公楼从2004年开始以年均40片的速度自爆,至今己爆一百多片,其间还伤过人。北京某某广场建成三年,玻璃自爆二百多块,碎片飞出七八米,伤了人,也砸了下面的车站玻璃顶。
近年来一些新建的机场,航站楼的钢化玻璃自爆事件时有发生,甚至连投人使用不久的中心枢纽机场都难以避免。
至于一般工程,类似的例子就太多了。这几年自爆已经成为一种威胁,不安全的阴影挥之不去。
而且,即使采用夹胶、贴膜等防伤害措施,使得自爆后不发生安全事故,但是要更换破碎的玻璃不但施工费用高昂,而且在体型复杂、超高建筑上进行作业十分危险,难以承受。
这几年幕墙玻璃破碎的事例几乎都是由钢化玻璃自爆而产生,很少听说是由用户撞击、人为破坏而发生的。从客观事实出发,我们是否应当改变一下思路,不要只盯着玻璃破碎后的块块大小尺寸,而转到首先让玻璃不要想爆就爆,把重点放到防止玻璃自爆上面来。
认为自爆后玻璃颗粒是“玻璃雨”,不会产生大的伤害的观点,已被事实否定了。这些颗粒决不是温柔的小雨,而是劈头破脸、砸车碎物的可怕冰雹。从高处飞下的玻璃颗粒具有巨大的速度,如同子弹,尺寸虽小却具有极大的破坏力。对于大量百米以上高度的建筑而言,碎片的大小尺寸已经没有决定性意义了,防止玻璃突然破碎才是当务之急。
4许多工程已经改用半钢化玻璃
2003年以来工程实践充分的反映了一个客观事实:不分场合一概强令幕墙不得采用半钢化玻璃是不妥的。
《玻璃幕墙工程技术规范》102-2003中就没有不准采用半钢化玻璃的硬性规定。
目前许多玻璃幕墙,特别是大型、超高、特殊的工程,以及远在欧美、中东的工程,实在无法承受执行规定而产生的后果,纷纷采用半钢化玻璃。由于突破了规定,不得不一次又一次逐个项目重复召开同一内容的专家论证会。
莫斯科联邦大厦玻璃幕墙高达340米,又远离中国7000公里,更换玻璃极为困难,成本将是天价。经过宝仑证,夹胶玻璃和单片玻璃都全部采用半钢化玻璃(图3)透光部分为(6+1.4+6)+16A+9;非透光部分为8mm。
上海环球金融中心(495米高),101层,玻璃幕墙为(8+1.52+8)+2A+8,三块玻璃均为半钢化玻璃,2008年10月建成。
世界最高的独立电视塔一一广州电视塔全高620米,玻璃幕墙高460米。采用中部凹人的回转双曲抛物面,玻璃尺寸达1.5mX5.2m,如果发生自爆要更换,不但吊运困难,而且安装非常危险。避免玻璃自爆是首要考虑,因此决定四片玻(6+1.52+8)+12A+(8+1.52+8)全部采用半钢化。
北京中央电视台新台址顶部外挑70米,倒挂玻璃更换极为困难危险,玻漓幕墙性能要求很高,为此进行了专门的论证,采用双夹胶中空玻璃(8+1.52+8)+12A+(8+1.52+6),四片玻璃均为半钢化。
基于同样理由,广州西塔(高432米)玻璃幕墙1.5mx4.5m的玻璃板块,(8+1.52+8)+12A+10,三片全部用半钢化。
2008年,厦门国际物流中心也经过论证,幕墙采用半钢化玻璃。
5.应该允许采用半钢化玻璃
没有绝对安全的玻璃,要用玻璃就有一定的风险。我们应当合理选用玻璃以达到最大限度的安全。钢化玻璃并不会因为被称为“安全玻璃”就真的安全,几年来的事实已经打破了“玻璃雨”的安全神话。不断出现的自爆反而给业主,也给幕墙公司带来无限的烦恼。
我们无意一概否定钢化玻璃,有些地方还必须采用钢化玻璃,例如点支承玻璃面板因强度要求就得用钢化玻璃及其制品,自爆问题只能退居第二位。中国地方太大,幕墙工程太多,情况千变万化,不能简单一句话,一刀切:“幕墙必须用安全玻璃”。有些幕墙构件,例如支承面板的玻璃梁、玻璃肋,采用被称为安全玻璃的单片钢化玻璃是极端危险的,倒是“非安全玻璃”的普通浮法玻璃危险性还小一点。实践表明,全盘肯定钢化玻璃,如同全盘否定半钢化玻漓一样,都是不科学的。实践是检验真理的唯一标准,应该让技术人员根据工程的具体情况,合理选用玻璃,求得最大限度的安全。
应当取消不妥当的规定,允许在相对有利的情况下,幕墙采用半钢化玻璃。不要再让一个又一个工程重复召开同样的论证会,签署同样的论证意见。 |