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摘 要：上世纪末，建筑幕墙进入中国市场，由于其轻质美观等特点，迅速被各大建设单位所接纳，尤其是在超高层建筑中，幕墙俨然已是必不可少的“标配”，然而近年来，由于幕墙因素导致的安全性事故屡见报端，一度引发恐慌，因此新建幕墙项目质量问题受到了各方的高度重视，质量也得以改善，然而已经投入运营的既有幕墙存在的问题始终未得以解决，并且随着其服役年龄的增长，幕墙结构、构件及面板的进一步老化，暴露出来的问题也将愈发严峻，如何对现存世上大量的既有幕墙结构进行改良，以延长其使用寿命，保障安全可靠得使用幕墙,是本次研究的重点。通过对浙江省国贸大楼等项目的现场检测，分析实验室数据，并对其外立面改造的实践操作，探索如何延长幕墙使用寿命，降低使用风险，改善既有幕墙时常暴露的安全性问题。 引 言 近年来，全国各地石材幕墙坠落，玻璃幕墙自爆、掉扇伤人甚至致命事件时有发生，引起了社会各界的广泛关注，住建部也多次发文要求加强对既有幕墙开展安全排查及检测鉴定工作，从而保障幕墙工程安全使用。早在2013年，浙江省便率先发文（浙建【2013】2号文），规定了建筑幕墙的安全维护由业主负责制，尤其是超龄服役的幕墙业主应组织专家进行安全性评估。此外住建部也曾于2015年会同安全监管总局就联合发文，在《关于进一步加强玻璃幕墙安全防护工作的通知》中关于既有幕墙规定：“严格落实既有玻璃幕墙安全维护要求，对既有玻璃幕墙，责任人应每年进行一次专项检查……”。2019年4月，深圳市人民政府更是发布了第319号令，不仅规定了房屋所有权人或管理单位是责任人，同时还对于不履行既有幕墙管理义务的情况划分了相对应的处罚措施。 虽然，住建部和各省建设厅一再发文强调既有幕墙安全排查的重要性，但因为既有幕墙的业主较分散，很难统一管理和要求，且物业单位极少储备有幕墙专业人员，技术力量与风险意识均较为薄弱。一面是蓬勃发展的幕墙产业，一面是日趋“老龄化”的既有幕墙，如不加以有效防护和控制，其危害不言而喻。 1 既有幕墙结构安全防护措施 从政府历年发布的文件中不难看出，各地政府不仅重视既有幕墙的安全性，也逐步明确了对于幕墙使用、检修、防护、改造等方面的责任主体，甚至对于不作为单位的处罚力度也日渐加强，可见既有幕墙结构安全性防护的重要性。 1.1 培养定期检修，主动防护的意识 在规定了既有幕墙的责任人后，作为使用单位或物业管理单位，应时刻保持居安思危，对于幕墙的日常检查不可懈怠，幕墙老化的过程是一个漫长而细微的衰变过程，业主要充分认识既有幕墙可能产生的危害，定期组织人员对于肉眼可见的位置进行观察，特别是极端恶劣天气或自然灾害之后更应该及时得进行全面排查，如自有人员不具备发现潜在危害的能力，则应聘请具有相应实力的第三方或者行业专家进行鉴定。 既有幕墙使用的安全与否，首先还是使用者的意识息息相关，既要在使用过程中对幕墙产品格外爱护，也要时刻敲响警钟，对于极易产生安全问题的区域、部件养成长期重点关注的习惯。企业内部也应将定期检查、维保形成制度文件，责任落实到个人，安全意识时刻灌输，确保能将隐患在初现端倪时得到控制。 1.2 明确既有幕墙的主动性防护检查周期 幕墙工程自竣工交付那一刻起，便可定义为“既有幕墙”，从此与人们的生活变得息息相关，因此，原则上幕墙工程竣工验收一年内，幕墙工程的加工和施工工艺及材料、配件的中的缺陷会有不同程度的体现，因此在幕墙工程竣工验收一年后，应对幕墙工程进行一次全面而彻底的检查，如未发现隐患则每五年检查一次，而发现安全隐患，除了应及时得消除隐患之外，还要缩短检查周期或针对该问题进行专项检查。 当遭遇强台风时，台风前应紧闭所有的开启扇以防对门窗形成破坏，台风后应及时对幕墙进行全面的检查，观察渗漏水点，修复或更换损坏的构件，尤其是采用预预应力拉锁结构的幕墙系统，应进行一次全面的预拉力检测及调整，此后每三年检测一次；玻璃肋系统如发生破损，除了应及时更换玻璃肋外，应对吊夹、爪件、U型槽等进行更换或检测，更换完成后每三年检测一次。 当幕墙经历地震后，应组织专业人员对幕墙的损坏情况进行全面检查，评测幕墙的可靠性，尤其是对于石材幕墙的挂件、转接件的搭接偏移情况要通过内窥镜等装置进行检测，必要时可拆除面板后观察安装情况。 当幕墙经历火灾后，应组织专业人员对幕墙的损坏情况进行全面检查，评测幕墙的可靠性，并根据损坏程度制定处理方案，尤其是钢龙骨、结构胶、预埋件、防火棉等部位应做到百分百检测。 当硅酮结构密封胶使用达到十年后，应进行首次粘结性能的检查，发现隐患立即更换，如检查质量可靠则此后保持每三年检查一次。因结构胶的检测为破坏性检查，因此频次不宜过高，以免对抽样附近的幕墙性能造成不利影响。 当幕墙使用年限超过二十五年时，除了使用单位要指定专人进行例行巡视外，每年应组织专业人员进行全面检查，超过三十年检查的周期则需要进一步缩短，如有必要则应对幕墙结构进行加固或改造。 大医治未病，如能在既有幕墙发生事故之前通过高频率地监控、科学地检查与检测，可将事故处于萌芽阶段时便发掘并消除，从而降低了幕墙使用风险。 1.3 既有幕墙主动性防护检查项目与内容 幕墙涉及到的材料众多，连接方式随着这些年幕墙技术的进步也开发了多种系统，但是细数既有幕墙常见的危险不外乎：1、石材面板破碎或脱落；2、玻璃面板自爆；3、开启扇坠落；4、钢龙骨锈蚀；5、横梁侧翻；6、幕墙转接件变形或失效；7、结构胶老化失效等。 针对以上情况发生所连带的原因，追根溯源无非是材料的质量问题、使用过程中的损耗及安装方式的科学性，因此为保证既有幕墙的安全性，从根本上杜绝此类问题的产生，则应对以上问题所连带的材料和工艺进行检测，具体检测项目及内容详见下表：
（表一） 1.4 既有幕墙安全性防护的措施 明确了既有幕墙的检测周期和内容，通过对建筑幕墙的表面观察和材料见证取样、抽查、试验来分析幕墙老化情况，提前预知风险，主要举措如下： 1.4.1幕墙内窥镜 石材、铝板等非透明幕墙的龙骨与埋件以及玻璃幕墙层间位置属于隐蔽工程，内部损耗情况难以肉眼观察和评估，因此需运用工业内窥镜在局部胶缝位置开孔，内窥镜具有前端高亮前置光纤导光，可进行亮度调节，照的更远更均匀，能清晰看清龙骨的锈蚀和变形，智能软件支持自定义文字注释、缺陷快速标识，方便第一时间进行问题记录，为既有幕墙的精准维护提供数据。 1.4.2光弹扫描法 幕墙钢化玻璃普遍存在的自爆问题，是玻璃幕墙最致命的“癌症”一旦发生自爆如不及时清理更换，极易产生玻璃雨，曾发生过多次玻璃自爆事故导致较为严重的事故，给人民群众造成了重大的生命财产损失。光弹扫描法由包亦望教授发明，是基于透射式光弹仪在平板玻璃的两面分别对应安放平面偏振广元和检偏器，利用起偏片的光强强于检偏片的光强，形成光强差，从而显示玻璃被检区域内缺陷引起的应力集中光斑，通过移动监测仪器，进一步确定缺陷的具体位置并实现图像采集和问题区域标识。 通过发掘玻璃缺陷区域，评估自爆风险等级，有利于制定对口的风险控制方案（贴膜、增设防护网或者整体更换玻璃）。 1.4.3检测用攀爬机器人或无人机 随着建筑造型的日渐多样化以及超高层建筑的不断刷新，无疑对于外立面的防护及检测也提高了要求，由于既有建筑已经没有了脚手架，一些异形的建筑也往往不便采取吊篮等方式，为了能更快捷安全得发现幕墙质量隐患，可由攀爬机器人或无人机替代工人。 无人机可快速升空，效率高，影像传输效果好，成本低，操作灵活，但在高层建筑中尤其是三百米以上的超高层建筑中，风荷载往往会对无人机造成信号及行驶稳定性干扰，因此可由攀爬机器人来代劳。 攀爬机器人吸附力强，可在任意楼层的窗洞口作为作业起始点，自动记录行进轨迹，寻找外立面安全隐患，标志问题区域，极大得提升了工作效率，节省了人工成本，降低了劳务风险。 1.4.4 加装防护装置 当发现幕墙隐患后，应及时处理，避免发生安全事故。面对不同程度不同位置的安全隐患，可根据实际情况加装防护装置 常见的防护装置有加固法、隔离法等，对于有自爆隐患的玻璃应提前更换或贴防爆膜（图一、贴膜前，图二、贴膜后）。玻璃幕墙下端有出入口的，需加装防坠落雨棚（图三、安装雨篷前，图四、安装雨篷后），大面积出现老旧幕墙且无条件进行全面更换的，可在其外侧设置金属网或穿孔板等（图五、改造前，图六、穿孔板效果图）。 （图一） （图二）
1.4.5既有幕墙数据库建设 2019年5月10日，“上海幕墙共享设计与城市更新高峰论坛”在同济大学隆重举行，论坛主题围绕着城市更新与目前共享设计展开，会上不少专家提出关于既有建筑幕墙数据建立与共享的话题，打破单一软件、单一工种、单一公司的壁垒，让数据库发挥出更大的作用。 每个幕墙竣工验收后都会有完整的竣工资料存档，将资料转换成数据的过程也是一个动态观察和维护的过程。既有幕墙应打破“个人自扫门前雪”的局面，将信息上传和共享，既有利于政府部门对于城市更新的统筹规划，也减少了后续维护保养的人工成本，更能实时监控一栋楼、一个街区、一个城市的建筑幕墙生命状态，利用大数据为城市幕墙的安全保驾护航。 2 既有幕墙防护性改造措施 不论是否已经发现幕墙隐患，建筑幕墙自投入使用之日起，便必然走向衰败，现行行业规范中对于幕墙结构设计的合理使用年限规定是二十五年，远远低于建筑结构设计的合理使用年限，因此在尚未发生安全事故之前提前进行改造则显得尤为必要。 早年间的建筑由于规范的不完善、监管的缺失，技术的落后，存在大量隐患，许多知名建筑的玻璃幕墙甚至是采用单片非钢化玻璃，即使暂无产生不良影响，但事故的发生是可以预见的，只是时间问题，因此防护性改造则是势在必行的。 既有幕墙的防护性改造应遵循以下原则： 2.1 方案先行 幕墙的防护性改造不是头痛医头脚痛医脚的治标不治本，而是应直达根源，因此在改造之初应提前考虑行之有效的方案，这方案包含三个方面，一是外立面的造型和采用的幕墙样式，即建筑方案；二是改造后幕墙采用的连接方式或加固方式，即幕墙结构方案；三是落地以上两个步骤的施工方案。 既有建筑幕墙不同于新建项目，有完善的围挡和隔离措施，现场情况极为复杂，甚至有些商业类建筑往往是一边改造一边还在营业当中，人流密集，因此施工方案极为重要，在改造设计阶段就要根据地形和周边情况及大楼内的使用状况进行制定。 2.2 安全升级 既有幕墙的安全性防护改造核心是对于原有的建筑外立面加以保护，让其安全度更高，所以改造阶段不仅要对于可能存在的隐患加以发掘，也要对于改造成果有全面的认识，例如石材面板碎裂问题，并非仅仅是石材板块强度问题，其真正的原因可能是龙骨变形发生的面板挤压，或者挂件连接方式不可靠产生的脱钩，亦或是施工时工人操作不当导致板块出现崩角现象，因此改造时应从内到外一次性改造到位，将龙骨、挂件、面板同步进行调整，甚至还要在面板后侧用环氧树脂胶粘结玻璃纤维网，同时每块面板后端设置防坠绳，做到幕墙系统全方位的升级，而不仅仅只是面子工程。 同理，玻璃幕墙出现自爆问题，也应该全方位去考虑其安全升级的问题，不仅仅是贴膜解决，也可以在结构受力允许的前提下在其室外侧另增设一道防护幕墙，将其改造成“双层幕墙”，或者在首层设置连续的防坠落雨棚以保障人员安全，通过设计上的冗余来提升建筑的安全性。 2.3文化提升 既有幕墙的防护性改造不仅仅只是为建筑提高安全度，更是提升建筑文化品位，刷新老建筑日渐老旧的颓势，赋予建筑新面貌的过程。 特别是一些年代久远且有一定影响力的老建筑，在幕墙改造时更应思考建筑承载的传播功能和当地人对于该建筑物的情感。通过外立面改造，利用幕墙材料体现建筑及城市的历史，融入人们对美好事物的向往和过去记忆的缅怀，使得建筑更耐看也更有内涵。 既有幕墙改造，不仅仅是使用功能的延续，更是老建筑重生的过程，是城市更新的重要环节。 3 结束语 建国以来中国幕墙得以蓬勃发展，机遇与风险共存，幕墙对于城市天际线的贡献不容忽视，因此对于幕墙的使用也不要因噎废食，正视历史原因导致的幕墙缺陷，时刻保持警钟长鸣的责任意识，定期检查，主动巡视，通过现代化检测设备和技术，合理改造与防护，幕墙的使用年限将进一步提升，随着现代建筑科技的不断发展，幕墙将会变得更美观、更轻巧、更安全，将会承载着城市的标识与国家的荣耀，成为发达与繁荣的标志。 |
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（图三）
（图四）
（图五）
（图六）
