2014-幕墙规范的新解读(2)

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2~4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。

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5mm~10mm。

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. 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。