窗扇脱落,5成玻璃幕墙的隐患,该如何防范?

文摘   2024-06-09 08:00   北京  


窗扇脱落,是玻璃幕墙仅次于钢化玻璃自爆的另一大安全隐患。玻璃幕墙常见开启扇有哪几种形式,脱落原因有哪些,日常使用应该注意哪些事项呢?


笔者曾对北京市几十栋既有玻璃幕墙进行调研,结果表明,钢化玻璃自爆是都存在的问题,其次就是开启扇脱落问题,约5成玻璃幕墙出现过,见下图。



那么,玻璃幕墙常见开启扇有哪些形式呢?


这里暂不讨论小众的开启形式,如平推窗、内开窗等,仅讨论量大面广的开启扇形式——外开上悬,主要有两种构造:摩擦铰链式和挂钩式。


什么是摩擦铰链式呢?顾名思义,就是框与开启扇采用摩擦铰链(即四连杆或五连杆)作为开启扇连接构件,配以限位撑挡实现上悬式开启,见下图。


 

这种连接形式,用摩擦铰链实现合页和撑挡的效果,优点是不需要破坏外部胶条而保证开启扇气密性,控制窗户开启角度以保证人身安全,性价比高;缺点是铰链承重能力有限,不适于较大较重的窗扇。


什么是挂钩式?顾名思义,就是框与开启扇采用挂钩式铝型材作为开启扇连接构件,配以限位撑挡实现上悬式开启,见下图。


 

这种连接形式,开启扇重量由挂钩型材承受,承重能力更强,开启过程中变形小、省力、运动平稳,从而降低螺丝松动概率,提高开启扇安全性;缺点是安装精度要求比较高,要求工人有较高的技术水平和责任心。


摩擦铰链式和挂钩式开启扇,是玻璃幕墙中应用最广泛的两种开启扇形式,各有优缺点,在工程中出现脱落事故的原因也不大相同。


严格来讲,开启扇脱落与设计、施工和使用环节都有关系。


设计时,幕墙开启扇构造复杂,设计人员往往重视不够或理解不深入,造成设计缺陷,如开启窗固定在横梁扣板上、隐框开启扇底部无承托板等。


施工时,开启扇安装复杂,尤其是挂钩式,防脱限位装置安装不便,导致工人偷工减料,如用螺钉替代限位块或不安装限位块等。


使用中,随着不断的启闭操作,开启扇连接螺钉和撑挡松动、锁点失效等,在大风天气下忘记关窗,从而导致开启扇脱落。


调研、检查评估中,发现幕墙开启扇常见问题有框与龙骨连接问题、摩擦铰链式框扇连接问题、挂钩式框扇连接问题等。


框与龙骨的连接问题主要是受力不可靠,主要有框与横龙骨扣板连接、框与龙骨连接螺钉间距过大或连接螺钉缺失等。


玻璃幕墙开启部位的窗框承担着横竖龙骨与开启扇的连接作用,可靠连接是保证安全的第一步。


框与横龙骨扣板连接,传力不可靠,见下图。


 

横梁扣板一般为较薄铝合金板,封堵横梁开口以减少灰尘进入,不能用于承受外力;部分幕墙开启窗框直接与扣板连接,该部分连接无效,存在安全隐患。


上图中,还存在开启扇上部隐框玻璃板块无附框设计,需要现场打注结构胶,违反强制性条文规定。


开启扇底部无金属承托件设计,见下图。


 

无底部承托条时,硅酮结构胶将长期承受玻璃自重,而硅酮结构胶在长期荷载下强度很低,存在因结构胶受力不足导致玻璃板块脱落的隐患。


框与横竖龙骨连接螺钉间距过大或螺钉缺失,不符合规范规定。规范要求窗框固定螺丝的间距不应大于300mm,与端部距离不应大于180mm。实际检查中存在连接螺钉间距过大或缺失的问题。


摩擦铰链式框扇连接常见问题有:铰链承载力不够、铰链与型材间螺钉或铆钉脱落,型材局部承压能力不够。


铰链承载能力不够、铰链与型材间螺钉或铆钉脱落,见下图。


 

摩擦铰链式连接时,关闭状态下开启扇风荷载由锁点和铰链承担;开启时铰链承担开启扇自重,同时承受风荷载。铰链在窗扇关闭、开启时,风压和自重作用下承载力设计至关重要,目前相关设计方法缺失。


铰链与型材间连接点是一交变荷载,自攻钉在频繁启闭过程中易松动,会导致幕墙窗扇关闭不严而漏风漏水,甚至导致窗扇脱落。


铝型材局部承压能力不足导致连接处被拉坏。不锈钢弹性模量约为铝合金的3倍,接触面相同时两者极限承载力相差较大,时常造成连接处铝型材被拉坏。


挂钩式框扇连接常见问题有:挂钩处无限位装置或限位装置偷工减料、螺钉松脱、撑挡失效、铝合金上横龙骨刚度不够等。


挂钩式开启扇挂接在框的挂钩上,开启状态时如没有开启限位装置,扇有可能从框挂钩上脱落。施工过程中,由于限位块安装难度较大,部分安全责任意识较弱的工人往往省略安装或不规范安装。


某工程采用反挂挂钩式设计。抽查发现,10个开启扇有4个没有安装限位装置,不合格率达40%,存在安全隐患,见下图(左图为正常安装)



另一个工程,挂钩式开启扇部分采用螺钉替代限位块,见下图(左图为正常安装)

 
撑挡部位连接螺钉松脱、撑挡失效,见下图。


 
螺钉松动进一步会导致撑挡脱落,极易导致挂钩式开启扇在大风天气下窗扇被风兜起而出现脱落事故。


采用挂钩式框扇连接时,开启扇上横龙骨要承受上玻璃板块和挂钩传递的开启扇自重,与其它位置处横龙骨相比受力大不相同,需进行专门的设计计算。


说了这么多玻璃幕墙开启扇的安全隐患,那么,日常使用过程中需要注意哪些事项呢?


首先,我们需要对幕墙开启扇进行全数检查,重点关注开启扇螺钉松动、五金缺失、挂钩式开启扇防脱块等,需要记录存档备查。


其次,应加强物业管理人员玻璃幕墙开启扇方面的专业知识培训,在发现如螺钉松动等小问题时能意识可能存在的安全隐患,从而及时处理。


最后,应建立玻璃幕墙日常检查和定期维护制度。小问题如不引起重视,往往会带来大安全事故,比如螺钉松动、锁点失效、撑挡脱落等,可能导致窗扇脱落。


好了,来个小结吧。


开启扇脱落,是既有玻璃幕墙仅次于钢化玻璃自爆的重要问题,需要引起高度重视。


常见的玻璃幕墙开启形式为外开上悬,框扇连接主要有两种构造:摩擦铰链式和挂钩式。


开启部位框与龙骨连接设计的典型问题是连接受力不可靠,如框与横龙骨扣板连接、框与龙骨连接螺钉间距过大或螺钉缺失等。


摩擦铰链式框扇连接常见问题是铰链承载力不够、铰链与型材间螺钉或铆钉脱落,型材局部承压能力不够。


挂钩式框扇连接常见问题是挂钩处无限位装置或施工不规范,螺钉松脱、撑挡失效,铝合金上横龙骨刚度不够等问题。


此外,隐框开启扇底部无铝合金或不锈钢托条设计也是常见问题。


日常使用过程中,需要对幕墙开启扇进行全数检查,强物业管理人员玻璃幕墙开启扇方面的专业培训,建立玻璃幕墙日常检查、维护制度,定期进行检查、维护。






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