玻璃幕墻新規范、工程檢驗標準的探討和介紹

山東省建設機械（機構標準）質量監督檢測中心作為我省的專職建筑幕墻檢測單位，同時也作為國家工業產品生產許可證指定檢測單位，近年來，對我省建筑幕墻工程進行了長期的測試和跟蹤調查，初步掌握了我省建筑幕墻工程制造質量和施工水平的第一手資料。對比國內先進企業的技術水平，我省幕墻企業不僅在生產技術水平上存在一定的差距，同時，在對建筑幕墻的技術設計和施工手段上也存在一定的距離，重點反映在對規范的理解和貫徹上存在較大的差距。下面，就針對建筑幕墻的設計、計算及對規范的理解等方面，談一下我們的看法。

一、《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003修訂內容概述

《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003自2004年1月1日起實施，原行業標準《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-96同時廢止。JGJ102-2003修訂內容較大，不僅增加了強制性條款、而且還增加了全玻幕墻及點支承幕墻內容、對其他內容也進行了較大的修訂。

(一)增加的強制性條款：

1、硅酮結構密封膠在隱框和半隱框玻璃幕墻中使用，其玻璃與鋁型材的粘結必須采用中型硅酮結構密封膠。

硅酮結構密封膠使用前，應經國家認可的檢測機構進行與其相接觸材料的相容性和剝離粘結性試驗，并應對邵氏硬度、標準狀態下拉伸粘結性能進行復驗。檢驗不合格的產品不得使用。進口硅酮結構密封膠應具有商檢報告。硅酮結構密封膠和硅酮建筑密封膠必須在有效期內使用。

硅酮結構密封膠應根據不同的受力情況進行承載力極限狀態驗算。

除全玻幕墻外，不應在現場打注硅酮結構密封膠。

2、結構件應按規定驗算承載力和撓度并達到規范要求。

立柱主要受力部位鋁型材截面開口部位的厚度不應小于3.0mm，閉口部位的厚度不應小于2.5mm；型材孔壁與螺釘之間直接采用螺紋受力連接時，其局部厚度尚不應小于螺釘的公稱直徑；鋼型材截面主要受力部位的厚度不應小于3.0mm。

橫梁主要受力部位鋁合金型材的厚度不應小于2.0mm；當橫梁跨度大于1.2 m時，其截面主要受力部位的厚度不應小于2.5mm。型材孔壁與螺釘之間直接采用螺紋受力連接時，其局部截面厚度不應小于螺釘的公稱直徑。鋼型材截面主要受力部位的厚度不應小于2.5mm。

3、人員流動密度大、青少年或幼兒活動的公共場所以及使用中容易受到撞擊的部位，其玻璃幕墻應采用安全玻璃；對使用中容易受到撞擊的部位，尚應設置明顯的警示標志。

(二)全玻幕墻的主要內容：

面板玻璃的厚度不宜小于10mm，當面板玻璃為夾層玻璃時，其單片厚度不應小于8 mm。

玻璃肋的截面厚度不應小于12mm，截面高度不應小于100mm。而且，該條為強制性條款。

在風荷載標準值作用下，玻璃肋的撓度限值宜取其計算跨度的1/200。

采用浮頭式連接件的幕墻玻璃厚度不應小于6 mm；采用沉頭式連接件的幕墻玻璃厚度不應小于8 mm。玻璃之間的空隙寬度不應小于10 mm，且應采用硅酮建筑密封膠嵌縫。該部分為強制性條款。

點支承玻璃幕墻的支承結構宜單獨進行計算。

無論單根型鋼或鋼管作為支承結構、采用桁架或空腹桁架作為支承結構，在風荷載標準值作用下，其撓度極限宜取其跨度的1/250。

張拉桿索體系應在正反兩個方向上形成承受風荷載或地震作用的穩定結構體系，連接件、受壓桿或拉桿宜采用不銹鋼材料，桿件直徑不宜小于10mm,拉索鋼絞線直徑不宜小于8 mm。拉桿不宜采用焊接，拉索不應采用焊接。在風荷載標準值作用下，其撓度極限宜取其跨度的1/200。張拉桿索體系的預拉力最小值，應使拉桿或拉索在荷載設計值作用下保持一定的預拉力儲備。

(三)其他內容的修訂：

1、幕墻材料：

對鋁合金型材表面處理層的厚度提出了明確的要求，如表面陽極氧化膜厚度不低于AA15級，即平均膜厚t≥15um, 局部膜厚 t≥12um。

當使用碳素鋼和低合金高強度結構鋼采用氟碳漆噴涂或聚氨酯漆噴涂時，涂層的厚度不宜小于35um；在空氣污染嚴重及海濱地區，涂層的厚度不宜小于45um。

幕墻玻璃應進行機械磨邊處理，磨輪的目數應在180目以上，倒棱寬度不宜小于1 mm。因此，幕墻玻璃不宜使用砂帶磨邊機磨邊倒角。

中空玻璃氣體層的厚度不應小于9 mm，中空玻璃應采用丁基熱熔密封膠和硅酮結構密封膠兩道密封，而且，第二道密封應采用專用打膠機進行混合、打膠，即應使用雙組分結構膠。其鍍膜面應朝向中空氣體層。

2、建筑設計：

幕墻抗風壓性能應滿足在風荷載標準值作用下，其變形不超過規定值，并且不發生任何損壞。

玻璃幕墻的氣密性能不應低于3級，其所對應的性能參數是固定縫部位空氣滲透性能0.05＜q≤0.10m³/m·h，可開啟縫部位空氣滲透性能1.5＜q≤2.5m³/m·h。與JGJ102-96要求相同。

玻璃幕墻的水密性能在熱帶風暴和臺風襲擊的地區固定部位水密性不宜小于1000Pa，其他地區固定部位水密性不宜小于700Pa，開啟部位水密性等級宜與固定部位相同。因此，可以為開啟部位水密性不小于150Pa即可。該要求較JGJ102-96“玻璃幕墻開啟部分的雨水滲透壓力應1大于250Pa�！庇兴�降低。

幕墻玻璃之間的拼接膠縫寬度不宜小于10mm，小于JGJ102-96中15 mm的要求。

框支承玻璃幕墻，宜采用安全玻璃；點支承玻璃幕墻的面板玻璃應采用鋼化玻璃，玻璃肋應采用鋼化夾層玻璃。但，必須首先滿足強制條款的要求。

玻璃幕墻與各層樓板、隔墻外沿間的縫隙，當采用巖棉或礦棉封堵，其厚度不應小于100 mm，宜采用不小于1.5mm的鍍鋅鋼板承托。

3、結構設計：

半鋼化玻璃強度設計值可取浮法玻璃強度設計值的2倍。

風荷載標準值所使用參數、系數應按《建筑結構荷載規范》GB50009的規定采用。并且不應小于1.0kN/m²。因此，無論風荷載標準值無論多小，都不應小于1.0kN/m²。

幕墻與主體采用后置錨栓連接時：每個連接節點不應少于2個錨栓，錨栓直徑不小于10mm，且應通過計算確定，承載力設計值不應大于其極限承載力的50%，應進行現場試驗，必要時進行極限拉拔試驗。

幕墻與砌塊結構連接時，宜在主體結構上增設鋼筋混凝土或鋼結構梁、柱。輕質填充墻不應作為幕墻的支承結構。

硅酮結構密封膠的粘結寬度不應小于7mm，且不應大于12mm，厚度不應小于6mm。

單片玻璃厚度不應小于6mm。

風荷載標準值作用下，四邊支承玻璃的撓度限值宜取其短邊邊長的1/60。

上、下立柱之間應留有不小于15mm的縫隙，閉口型材可采用長度不小于250mm的芯柱連接。

立柱與主體之間每個受力連接部位的連接螺栓不應少于2個，直徑不宜小于10mm。

二、建筑幕墻風荷載計算方法三個規范的比較對比和統計分析

《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003自2004年1月1日開始施行。在該規范風荷載標準值的計算中各系數的采用與JGJ102-96有了很大的不同。同時，在條文說明中，對各系數又提出了與《建筑結構荷載規范》GB50009-2001不同的要求。下面對按照GB50009-2001、JGJ102-2003、JGJ102-96三個規范計算風荷載標準值時，采用系數的不同作以比較。對由此影響而導致的計算結果的不同進行統計分析。

(一)按照GB50009-2001規范：

對垂直于建筑物表面的風荷載標準值，當計算圍護結構時

式中：β_gz —高度Z處的陣風系數

      μ_s —風荷載體型系數

      μ_z —風壓高度變化系數

      w₀ —基本風壓

1、陣風系數β_gz可按公式確定，也可按照規范中數據表取值。

      β_gz=k(1+2μ_f)=k(1+2×0.5×35^{1.8(α－0.16)}(z/10)^-α，

在式中： k —地面粗糙度調整系數，

α—地面粗糙度指數，

z —計算位置離建筑物地面的高度。

2、體型系數μ_s 采用局部風壓體型系數：外表面正壓區按表采用，一般為0.8～1.0；負壓區，對墻面取-1.0；對墻角邊取-1.8，墻角邊的作用寬度為房屋寬度的0.1倍或房屋平均高度的0.4倍，取小者，但不小于1.5m。

3、高度變化系數μ_z應根據地面粗糙度確定，地面粗糙度分為A、B、C、D四類，可簡略地以房屋2km半圓影響范圍內建筑物的平均高度h來劃分，當h≥18m(相當于6層樓高)為D類，當9m＜h≤18m為C類，當h＜9m為B類。對于C類μ^c_z=0.616(z/10)^0.44。

4、基本風壓w₀為當地50年一遇的最大風壓。

(二)按照JGJ102-2003規范：

雖然計算公式與GB50009-2001相同，且各項系數要求按照GB50009-2001的規定采用，但在JGJ102-2003條文說明中有附加規定如下。

1、體型系數μ_s：由于圍護結構大多有開啟窗，所以還應考慮室內壓，因此，對于墻面可取-1.2。對于墻角部位可取-2.0。

2、JGJ102-2003規范中規定風荷載標準值不應小于1.0kN/m²。

(三)按照JGJ102-96規范:

1、陣風系數β_Z為瞬時風壓陣風系數，取為2.25。

2、體型系數μ_s對于豎直幕墻外表面按±1.5取用。

3、高度變化系數μ_z同樣根據地面粗糙度確定，但地面粗糙度分為A、B、C三類。對于C類μ^c_z=0.713(z/10)^0.40。

4、基本風壓w₀為當地30年一遇的風壓，在條文說明中提出基本風壓w₀可由設計人員自行決定乘以放大系數1.1轉為50年一遇的風壓值。同時為了保證幕墻的抗風安全性，風荷載標準值至少取為1.0kN/m²。

(四)計算結果的比較分析：

以基本風壓w₀=0.45kN/m²(濟南市50年一遇)，地面粗糙度為C及轉D類，建筑幕墻計算高度z=60m為例，計算數據如下表：

通過數據對比可以看出：

墻面負風荷載標準值，按GB50009-2001計算結果約為JGJ102-96計算結果的59.5%；按JGJ102-2003計算結果約為JGJ102-96計算結果的71.4%；

墻角負風荷載標準值，按JGJ102-2003計算結果最大，約為JGJ102-96計算結果的119%；

當僅考慮正風壓作用時，按GB50009-2001和JGJ102-2003計算結果遠遠低于按JGJ102-96計算的結果，約為JGJ102-96計算結果的58%。

由以上對比可見，新規范對各種情況如墻面、墻角、正負風壓的影響考慮更加全面、具體，并加以區別對待，數據趨向合理。而且，在GB50009-2001和JGJ102-2003均明確提出當周邊建筑環境復雜，無法確定風荷載標準值時，可進行風洞試驗確定風荷載標準值。因此，這對建筑幕墻企業提出了更高的要求，要求企業應根據建筑物、幕墻的情況合理地計算風荷載標準值、對幕墻結構進行優化設計。

三、安全玻璃的定義及規定

(一)安全玻璃的定義：

在《建筑玻璃應有技術規程》JGJ113-2003中對安全玻璃是這樣定義的：指破壞時安全破壞，應用和破壞時給人的傷害達到最小的玻璃，包括符合國家標準GB9962規定的夾層玻璃、符合國家標準GB9963規定的鋼化玻璃和符合國家標準GB15763.1規定的防火玻璃以及由它們構成的復合產品。

其中，GB9962標準為《夾層玻璃》；GB/T9963標準為《鋼化玻璃》；GB15763.1《建筑用安全玻璃  防火玻璃》

(二)安全玻璃的分類：

1、夾層玻璃：由一層玻璃與一層或多層玻璃、塑料材料夾中間層而成的玻璃制品。

夾層玻璃具有抗沖擊、陽光控制、隔音等性能。按照夾層玻璃抗霰彈袋沖擊能力分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類夾層玻璃。

夾層玻璃的加工方法大體分兩種，即干法和濕法。干法生產的夾層玻璃質量穩定可靠，而濕法加工的夾層玻璃質量不如干法。

夾層玻璃的中間夾層材料為聚乙烯縮丁醛(PVB)膠片。

2、鋼化玻璃：

鋼化玻璃是由浮法玻璃制作而成，浮法玻璃在鋼化前應首先進行裁割，并進行磨邊倒棱處理。浮法玻璃中存在細微的硫化鎳結石容易導致鋼化玻璃自爆，因此，應采用二次處理過的鋼化玻璃，或稱為引爆處理或均質處理的鋼化玻璃。

鋼化玻璃在破碎后的碎片狀態應達到：在50mm×50mm的計數區域內碎片數必須超過40個，長條形碎片的長度不超過75mm，其端部不能是刀刃狀，延伸至玻璃邊緣的長條形碎片與邊緣形成的角不大于45°。

3、防火玻璃：

防火玻璃按耐火性能分為A、B、C三類

A類防火玻璃：同時滿足耐火完整性、耐火隔熱性要求

B類防火玻璃：同時滿足耐火完整性、熱輻射強度要求

C類防火玻璃：滿足耐火完整性要求

其中：耐火完整性指能在一定時間內防止火焰穿透或防止火焰在背火面出現的能力；耐火隔熱性指在一定時間內其背火面溫度不超過規定值的能力。熱輻射強度指在玻璃背火面一定距離、一定時間內不超過熱輻射強度的能力。

4、復合玻璃：

指由安全玻璃組合而成的復合產品，如兩面使用鋼化玻璃的中空玻璃。玻璃層間形成有干燥氣體空間的制品均可稱為中空玻璃。中空玻璃的密封有單道密封(如玻璃間有鋁方管、干燥劑、密封膠但無丁基膠)，雙道密封(如玻璃間有鋁方管、干躁劑、密封膠及丁基膠)，膠條密封(使用膠條支撐間隔而無密封膠)。只有具備兩道密封的中空玻璃才具有較好的密封性能、露點性能、氣候循環耐久性能及高溫高濕耐久性能。玻璃幕墻要求中空玻璃應采用雙道密封。

(三)建筑安全玻璃的相關規定

2003年12月1日，國家四部委聯合發布了“建筑安全玻璃管理規定”，并于2004年1月1日實施。在規定第六條明確規定了建筑物在玻璃作為建筑材料的下列部位必須使用安全玻璃的要求：

a. 7層及7層以上建筑物外開窗；

b. 面積大于1.5m²的窗玻璃或玻璃底邊離最終裝修面小于500mm的落地窗；

c. 幕墻(全玻幕除外)；

d. 傾斜裝配窗、各類天棚(含天窗、采光頂)、吊頂；

e. 觀光電梯及其外圍護；

f. 室內隔斷、溶室圍護和屏風；

g. 樓梯、陽臺、平臺走廊的欄板和中庭內攔板；

h. 用于承受行人行走的地面板；

i. 水族館和游泳池的觀察窗、觀察孔；

j. 公共建筑物的出入口、門廳等部位；

k. 易遭受撞擊、沖擊而造成人體傷害的其他部位。

四、玻璃幕墻工程質量的驗收

玻璃幕墻工程是建筑物的外圍護工程，是建筑物的包裝工程，直接影響到一個城市的形象。玻璃幕墻工程不出事故則已，出事故即為大事故，或為人員傷亡事故，或成為建筑物的一個傷疤，或為城市外衣上的一塊補丁，而且，不宜修補。因此，把好玻璃幕墻工程全過程的質量關非常重要。為此，國家在2001年發布實施了《玻璃幕墻工程質量檢驗標準》JGJ/T139-2001。下面就如何保證幕墻工程質量，貫徹JGJ/T139標準做出論述。

(一)把好材料關：

在工程材料進場前，所采購材料如鋁合金型材、鋼材、玻璃、硅酮結構密封膠應提供合格證、質量保證材料。進場后應檢驗鋁合金型材、鋼材的力學性能，應進行硅酮結構密封膠的剝離試驗、硅酮結構膠、密封膠與實際工程用基材的相容性試驗。在我中心作結構膠相容性試驗時，有兩種方法：

1、企業提供結構膠2支、密封膠2支、與結構膠粘結的玻璃附框鋁合金型材、玻璃、聚乙烯泡沫棒、雙面膠帶等，試件大小、數量參照《建筑用硅酮結構密封膠》GB16776的規定。

2、企業制樣。雖然標準中要求在實驗室標準環境下制樣，但這并不能反映施工的真實情況，特別是雙組分結構膠的制樣。企業制樣可以提供針對工程的更有說服力的有關剝離和相容性的檢測結果。

(二)節點檢驗(拉拔力試驗)：

節點指幕墻與建筑物主體連接節點，節點的檢驗主要是檢查節點與建筑物主體連接是否牢固可靠。當使用預埋件時，由于，預埋件與混凝土梁柱的配筋焊接，而且是連接后澆筑混凝土，可以認為連接牢固可靠，與梁柱是等強度的。只有當施工雙方對質量有嚴重質疑時才作節點拉拔力試驗。但是，當幕墻構架與主體結構采用后加錨栓連接時，由于，錨栓的質量因素、錨栓的施工工藝因素導致錨栓安裝質量的不穩定性，而錨栓的質量直接影響到整個幕墻的穩定、牢固。因此，后置錨栓節點應做拉拔力試驗。節點檢驗(節點拉拔試驗)分節點、錨栓兩種試驗，按照JGJ/T139標準規定：每幅幕墻應按各類節點總數的5%抽樣檢驗，且每類節點不應少于3個；錨栓應按5‰抽樣檢驗，且每種錨栓不得少于5根。該兩個抽樣比例是不對等的，如節點抽樣5%，以每個節點4個錨栓計算，錨栓抽樣1.25%應該是合適的。在進行拉拔試驗前應提交幕墻節點立面布置圖以確定抽樣數量、提交節點法向拉力設計值以確定試驗拉拔力、提交錨栓的質保材料、描述現場情況以確定拉拔試驗類型�，F場應具備作業條件。

(三)安裝質量試驗(物理性能試驗)：

安裝質量檢驗包含安裝尺寸檢驗和物理性能檢驗。物理性能試驗的基本檢驗項目有三項：空氣滲透性能、雨水滲漏性能、風壓變形性能。當幕墻所在建筑為重要建筑或有抗震要求時應作平面內變形檢測。當業主提出保溫性能要求時可作保溫性能試驗。

試件準備和安裝說明如下：

1、試件：

a. 試件在結構膠固化達到上墻要求后，運至我中心。在我中心的試驗裝置上進行組裝。

b. 試件各組成部分應為生產廠家檢驗合格的產品。試件的安裝、鑲嵌應符合設計要求，不得加設任何特殊的附件或其它特殊措施。試件所用的玻璃應與工程所使用的相同。

c. 試件高度最少包括一個層高，寬度最少包括三個豎直承力構件。試件應結合實際工程，安裝和受力狀況與實際相符，并取實際工程中的受力最不利位置。圖示附后，立柱連接鋼角碼(含鋼角碼)向外的所有件企業自帶。鋼角碼與連接梁的連接螺栓實驗室提供。連接梁為試驗設備的附件。

d. 試件須包括典型的垂直接縫、水平接縫、開啟扇。如附圖所示(附圖為示意圖，玻璃或鋁板的分格形式視工程而定。)

e. 試驗裝置的試件安裝口在高度、寬度方向可任意調節，最大尺寸可達高：6.0m，寬：4.5m。試件安裝后，空洞部分由我中心提供材料補口。

2、有關資料：

委托方在辦理委托檢驗手續時，請提供：

a. 三份試件圖樣。其中包括立面圖、橫剖面圖、縱剖面圖、開啟扇節點圖、型材截面圖。

b. 設計說明，含所用主要材料的牌號、材質和生產廠家，如型材、玻璃、結構膠、耐候膠等，并注明風荷載標準值Wk。

c. 設計計算書。

d. 屬工程驗收檢驗的，還請提供幕墻施工圖樣。

注：計算書和施工圖樣經我中心確認后即返還委托方。

3、辦理程序

a. 委托方電話聯系或到我中心咨詢了解檢測有關事項。

b. 委托方準備試件、制作玻璃板塊(幕墻組件)，與我中心預約試件安裝時間。

c. 委托方到我中心辦理檢驗委托手續，交付檢驗費，提交有關資料。

e. 委托方安裝試件。

f. 試驗。

i. 委托方拆除試件，試件返回。

j. 中心出具檢驗報告。

(四)防火、防雷、連接檢驗(隱蔽工程檢驗)：

在內裝飾裝修進行完以后，防火、防雷、連接等部位將無法看到，因此，稱為隱蔽工程。隱蔽工程的檢驗主要是過程檢驗，必須做好隱蔽工程記錄。

防火措施應滿足《建筑設計防火規范》GB50016的有關規定。在JGJ102-2003中規定：玻璃幕墻與各層樓板、隔板外沿間的縫隙，應采用巖棉或礦棉封堵時，其厚度不應小于100mm，并應提倡填充密實；樓層間水平防煙帶的巖棉或礦棉宜采用厚度不小于1.5mm的鍍鋅鋼板承托；承托板與主體結構、幕墻結構及承托板之間的縫隙宜填充防火密封材料。

防雷措施應滿足《建筑防雷設計規范》GB50057的有關規定。在JGJ102-2003條文說明中規定：玻璃幕墻應與主體結構的防雷體系可靠了解。幕墻的鋁合金立柱的伸縮縫處采用柔性導線上、下連通，銅質導線不宜小于25mm²，鋁質導線不宜小于25mm²。預埋件或固定件應采用圓鋼或扁鋼與水平均壓環焊接連通，扁鋼截面不小于5mm×40mm，圓鋼直徑不小于12mm。

連接部位的規定部分與JGJ102-2003部分，應執行JGJ102-2003的要求，綜述如下：立柱、橫梁及幕墻板塊與主體結構之間空隙寬度不應小于15mm。上下立柱之間應留有15mm的伸縮縫，立柱中芯柱長度不應小于250mm。立柱與主體結構之間每個受力部位的連接螺栓不應少于2個，且連接螺栓直徑不宜小于10mm。鋼角碼與鋁合金型材之間應采用絕緣墊片以防止雙金屬腐蝕。