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幕牆工程設計施工存在的問題及預防

我國是建築幕牆生產和使用大國,2008年全國幕牆總產值達200多億元,幕牆總麵積約8000萬平方米,並且在逐年增加。我國的幕牆生產企業也是成千上萬,僅江蘇就有400多家。生產企業生產能力參差不齊,導致幕牆工程質量存在很多隱患。作者多年參加幕牆優質工程評選活動,根據評選細則要求,對評選中發現的問題大致歸納如下。
  
  一、存在問題
  
  (一)竣工圖紙問題
  
  1.有少數工程提供不出完整的竣工圖,主要是一些初次進人幕牆行業的企業,技術能力較差。
  
  2.部分工程的設計說明過於簡單,未對該工程所使用的主要材料品牌、材質、性能指標進行說明。詳細的設計說明應至少包含以下內容:
  
  (1)工程所包含的幕牆類型;
  
  (2)設計依據和標準;
  
  (3)幕牆的主要物理性能參數;
  
  (4)主要材料的品牌、規格、材質和性能技術指標;
  
  (5)防火、防雷設計要求和措施;
  
  (6)加工、製作、安裝要求等。
  
  竣工圖總說明是施工驗收總綱,許多工程的設計管理人員對此沒有重視。
  
  3.總說明中引用非現行標準的情況較多,特別是產品標準、性能檢測標準、材料標準。許多設計人員標準更新缺乏關注。
  
  4.幕牆物理性能定級未經計算確定。部分工程對幕牆的物理性能定級概念模糊,未按JGJ102-2003規範4.2條的規定通過計算確定幕牆的風壓變形性能等級、水密性能等級、氣密性能等級和平麵內變形性能等級。有的憑經驗,有的按固定格式套用,使總說明中的物理性能級別與計算不符,也有部分工程未對幕牆物理性能定級。
  
  5.後置錨栓的設計值未在設計說明中標明。大部分設計後置埋件的工程,在設計說明和節點圖中均未對後置化學錨栓和石材錨栓的設計抗拔值進行標注和說明,導致施工檢測時無法準確確定化學錨栓的設計值。
  
  6.防火防雷節點不全。部分工程未對防火防雷單獨出節點圖,僅在一般大樣中作簡單標注;防火部分注重橫向樓層的分隔而忽視幕牆立柱與牆之間的分隔;金屬和石材幕牆周邊或窗洞四周大部分工程圖紙沒有防火分隔節點圖。
  
  7.節點圖、構件圖經常遺漏。有的工程節點圖少難以滿足施工要求;有的在計算書中注明用雙跨梁結構而在圖紙中未反映;有個工程立柱與主體結構聯接設計應3個螺栓,圖紙隻有2個螺栓,圖紙與設計計算不一致;單元式幕牆普遍缺少單元板塊吊裝設計。部分工程圖紙遺漏了鋁型材的斷麵圖、金屬板塊加工圖、點玻幕牆玻璃加工構件圖。
  
  8.采用肋支承的點支承玻璃幕牆,玻璃肋未使用鋼化夾膠玻璃。個別主要通道口點支承玻璃幕牆,其支承的玻璃肋高達8米未使用鋼化夾膠玻璃,若玻璃肋破碎,會導致整片幕牆塌落。
  
  9.節點設計與規範不符。個別點支承玻璃幕牆為了注重大跨度和高通透的實用要求,十多米長的鋼管立柱(壓彎構件)之間竟無一根橫向拉杆;有的玻璃幕牆閉口型材上下立柱連接芯柱長度未達到250mm;型鋼或鋼管立柱兩端焊死,無法適應主體結構的位移等。
  
  10.缺少與設計計算有關的尺寸標注。部分工程的竣工圖形同示意圖,對一些影響幕牆結構安全的重要尺寸未做標注或標注不全。如缺少隱框玻璃幕牆的板塊注膠寬度和厚度尺寸,缺少轉接件的焊縫長度標注等。
  
  11.竣工圖與現場實際情況不相符。幕牆工程或多或少都存在設計或施工變更,有的工程未在竣工圖上反映變更,如有的工程采用了後置埋件化學螺栓,但在竣工圖上仍為預埋件;有個工程開放式石材幕牆施工背部采用鍍鋅鋣板作防水構造,施工現場卻是用鋁塑板作防水構件;竣工圖上開啟扇用掛鉤式連接,而現場卻是鉸鏈式連接;有個工程現場增加的幕牆未在竣工圖上反映;還有的直接用方案圖或施工圖代替竣工圖,一定程度上顯示這些生產企業在設計管理上的混亂。
  
  12.竣工圖編排混亂,簽字手續不全。有的工程竣工圖沒有圖紙目錄或目錄內容太含糊,不能準確表達如防火大樣、隱框幕牆窗扇大樣等信息;有的竣工圖未按立麵→平麵→剖麵→大樣圖→節點圖→構件圖的順序編排圖紙,使整套竣工圖十分零亂;有的工程竣工圖未蓋施工單位竣工圖專用章或施工單位和監理單位人員簽名不全等,使竣工圖不能形成有效合法文件。
  
  (二)設計計算問題
  
  1.有的工程提供不出計算書。一些非專業幕牆生產企業或初次申報企業有時提供不出設計計算書。
  
  2.漏算部分類型幕牆。部分工程沒有提供工程所有幕牆類型的設計計算書,隻對主要的幕牆類型進行計算而不是全麵的設計計算,如門廳全玻璃幕牆、拉索式幕牆的聯接部分、鋼結構、采光頂、雨蓬等多數漏算。
  
  部分的風荷載體形係數,而轉角和簷口部位的負風壓比大麵風壓要大得多,對幕牆結構材料的性能要求比大麵要求高很多,以大麵的設計風壓值覆蓋轉角和簷口的設計風壓會導致幕牆結構不安全;也有的項目不區分大麵和牆角邊的風荷載體形係數,全部按牆角邊的最大的風荷載體形係數取值,這樣做既不經濟又不科學。
  
  4.壓彎構件未作穩定性計算。點支承玻璃幕牆由於注重大分格、大跨度、高通透的實用要求,其支承立柱一般采用型鋼或鋼管壓彎構件,但大部分項目未按JGJ1m~2oo3規範的規定進行穩定性驗算。
  
  5.連接件計算經常漏算。部分工程由於選用的計算軟件不同,設計人員未對設計計算書進行詳細檢查,隻對板塊強度、橫梁立柱強度和撓度等大項進行了計算,而忽視了其它部分的計算,如缺少預埋連接板計算、連接螺栓計算、連接件焊縫計算、後置化學螺栓的計算、連接角碼計算等。由於每個工程的幕牆結構和連接方式不同,幕牆計算時要分析荷載和作用的傳遞路線,注意每個構件和節點的計算細節,若完全靠計算軟件計算,會造成部分連接件漏算或少算。
  
  6.有的工程幕牆不符合靜定梁條件仍按靜定梁計算。
  
  7.節能設計與熱工計算項目。因為是從2008年起開始要求節能設計,在檢查的工程中有一半以上沒有熱工計算,普遍存在沒有節能設計軟件不會計算問題。
  
  (三)材料和質保資料問題
  
  1.材料與設計要求不符。有些工程設計立柱要求用鋁型材應6063T6或6063AT5,進貨為6063T5,材料性能差別較大;有個工程鋼龍骨標準要求壁厚3.5mm,實際進料為2.5mm。主要材料性能低於設計指標將存在嚴重安全隱患。
  
  2.同一工程使用了兩種以上的膠。個別工程存在兩種甚至兩種以上結構膠或耐候膠的合格證和質量保證書。有的工程結構膠使用一種品牌,而耐候膠又使用另一種品牌。施工現場使用兩種以上膠會造成管理上的混亂,出現質量問題時難以分清責任,也無法進行統一的相容性試驗。
  
  3.未對工程全部類型幕牆進行物理性能檢測:現今幕牆大部分以組合幕牆為主,如2008年本人檢查的32個工程中,玻璃幕牆(包括有點支式、全玻)5個,約占16%;石材幕牆2個,約占6%;玻璃幕牆、石材幕牆組合的14個,約占44%;玻璃幕牆、鋁板幕牆組合的6個,約占19%;玻璃幕牆、鋁板幕牆、石材幕牆組合的5個,約占16%;組合式幕牆占80%。但部分工程僅提供一種幕牆的物理性能檢驗報告,不能全麵反映工程其它類型幕牆的性能”。個幕牆工程中有5個鋁合金玻璃幕牆沒有“三性”檢測報告,有10個大麵積石材幕牆工程沒有“三性”檢測報告。石材汙染性檢測多數工程不做;不少工程不做耐候膠相容性試驗;有的工程甚至無結構膠相容性試驗報告。還發現三性檢測報告有假報告情況。
  
  4.幕牆物理性能檢測報告與工程現場情況不符。在出示的幕牆物理性能檢測報告中,有部分報告不能反映現場的實際情況。沒有按設計計算書所選擇的最不利位置的跨度、板塊尺寸、風荷載設計值和型材類型進行試驗;有開啟扇的幕牆試驗中未包含開啟扇的檢測等。
  
  5,後置錨栓檢測不規範。由於設計變更、舊摟改造和預埋件偏移等原因,大部分幕牆工程都存在陝目舌置埋件的問題。化學螺栓必須在施工現場做抗拔力試驗。有的工程使用多種化學螺栓隻做一種抗拔試驗報告;有的工程大量使用化學螺栓,但僅做一組三件化學螺栓的試驗,遠未達到JGJ145要求的受檢數量;有的工程化學螺栓的抗拔檢測值達不到設計值的兩倍要求,導致工程存在安全隱患。
  
  6.主要材料複檢存在較大偏差。需要提供複檢的主要幕牆材料有鋁型材、鋼板、鋁板、石材、主要受力螺栓等。檢查過程中發現存在以下主要問題:
  
  (1)用未注明工程名稱和與工程施工時間不一致的供應商提供的材質證明代替材料複檢報告;
  
  (2)缺主要受力構件用鋼材或鋁型材的複檢報告;
  
  (3)部分石材幕牆未提供石材抗彎強度檢測報告;
  
  (4)平板預埋件的錨筋與平板焊接的焊縫未進行力學性能檢測;
  
  (5)進口材料不能提供海關的商檢報告等。
  
  7.注膠記錄不符合規範要求。結構膠的注膠質量與幕牆的安全緊密相關,有些工程在注膠方麵存在以下不足:
  
  (1)在既有結構膠叉有耐候膠的工程中,未在正式注膠前同時進行結構膠和耐候膠的相容性試驗;
  
  (2)結構膠注膠寬度或厚度小於圖紙和計算書尺寸;
  
  (3)相容性試驗和粘接性能檢測報告要求注膠時打底漆,檢查時不能提供打底漆的原始記錄;
  
  (4)玻璃板塊在安裝前未進行實物剝離試驗;
  
  (5)未對注膠和固化養護過程進行有效控製,板塊注膠記錄中溫度、濕度不在規範規定範圍內,單組分和雙組分結構膠的完全固化時間未分別達到14天和21天就上牆安裝,造成變形,粘接力降低。
  
  8.石材幹掛膠未正確使用環氧膠粘劑。《金屬與石材幕牆工程技術規範》(JGJ133-2001)規定:石材幕牆掛件與石材之間的粘結固定應采用雙組分環氧膠粘劑粘結,但相當一部分工程仍使用雲石膠粘劑。雲石膠粘劑未經脫油處理,容易造成石材汙染,在低溫條件下其粘結強度弱於環氧膠粘劑幹掛膠很多倍,而且雲石膠怕潮濕、不耐高溫、易風化、剪力不夠,在溫差和震動作用下產生的位移較大,石材容易開裂。
  
  9.采用張拉索杆體係的點支承幕牆未見索杆張拉記錄。張拉索杆是點支承幕牆的承力部件,其索杆張拉記錄事關點支承幕牆的抗風壓能力和安全使用。
  
  10.沒有淋水試驗記錄或淋水試驗記錄參數不全。大部分工程沒有淋水試驗記錄或淋水試驗記錄參數不全;也有的沒有按規範規定的淋水裝置進行淋水試驗。
  
  11.防雷無記錄較為普遍,有鋼結構的工程提供不出焊縫檢測報告,有的工程現場隱蔽工程記錄不全,安裝質量記錄不全等。
  
  (四)工程質量方麵
  
  1.外觀問題。主要有石材幕牆膠縫處因膠品種使用不當造成汙染、石材因選用不當造成色差、紅鏽、黴變;少數工程玻璃幕牆麵板在安裝時未對縫,打膠後出現膠縫錯位;金屬幕牆牆麵出現起鼓或凹陷現象等。
  
  2.玻璃幕牆開啟窗五金件脫落問題。玻璃幕牆開啟窗五金件脫落問題較普遍,有的沒有定位風撐致使開啟角度過大,有的滑撐出現鏽蝕,有的執手鬆動甚至脫落。
  
  3.滲漏情況。一些工程因頂部處理不當出現滲漏,也有的明框幕牆沒有排水設計或設計了排水沒有按設計施工造成滲漏。
  
  4.膠縫龜裂起泡。有的工程矽酮耐侯密封膠多處出現變硬龜裂和起泡現象,影響密封膠的正常使用功能。密封膠開裂和起泡主要有以下原因:
  
  (1)使用了低質原料生產的劣質密封膠產;
  
  (2)使用了過期的密封膠產品;
  
  (3)密封膠厚度和寬度比例嚴重不對,過厚或過薄都會造成膠縫開裂或起泡;
  
  (4)注膠操作不連續,多次重複注膠也會造成表麵不平、起泡;
  
  (5)施工環境溫差太大也容易導致密封膠縫開裂。
  
  5.一塊玻璃跨越兩個防火分區。個別工程出現多處同一幕牆玻璃跨越建築物的兩個防火分區現象,有個工程不但一塊玻璃跨越兩個防火分區,而且將防火鍍鋅鐵皮直接頂在玻璃上,之間沒有縫隙,明顯違背JGJ102-2003規範要求;點玻幕牆用防火玻璃作防火分隔時,沒有在點玻幕牆玻璃的膠縫處設置並用防火密封膠密封。
  
  6.鋼化玻璃爆裂。有些幕牆投入使用時間不長就出現鋼化玻璃爆裂。鋼化玻璃爆裂破損的原因主要有下列幾種情況:
  
  (1)玻璃未磨邊或磨邊質量不高,導致玻璃邊緣應力集中造成玻璃破裂;
  
  (2)玻璃內外或中心與邊緣溫差大,也會產生玻璃破裂;
  
  (3)鋼化玻璃未經二次引爆處理應力過大造成玻璃破裂;
  
  (4)鋼化玻璃內部硫化鎳在溫度明顯變化時體積增大產生局部應力集中,造成鋼化玻璃自爆;
  
  (5)安裝方法不正確使玻璃產生擠壓應力導致玻璃開裂等。
  
  7.開啟扇密封膠條老化。部分工程開啟扇密封膠條不交圈或膠條老化變硬、收縮,膠條縮短後使角部間隙過大影響氣密性能。密封膠條喪失使用功能後會導致雨天滲水,大風天氣出現嘯叫現象。
  
  8.隱框或半隱框幕牆玻璃底端未加托條。部分工程隱框或半隱框幕牆玻璃下端未加托條。矽酮結構密封膠承受永久荷載的能力較低,而且有明顯的變形,所以長期受力部位應設金屬支承。JGJ102-2003規範規定隱框或半隱框幕牆玻璃應在玻璃底端加兩個厚度不小於2mm、長度不小於1OOmm的不鏽鋼或鋁合金托條,部分工程沒有按規範設計施工。
  
  9.石材板塊鬆動或開裂。石材幕牆板塊破損多數是在開槽處沿槽的底部開裂,主要原因槽口中心線不與板厚中心線重合,槽口向內或向外偏移使石材強度降低,在溫差或震動作用下導致石材破損。
  
  10.伸縮縫處理不當。多個工程立柱伸縮縫、橫梁與立柱之間縫隙沒有打膠且縫隙過大,有的雖然打膠但膠與膠墊不相容導致變色。
  
  11.橫梁側翻。玻璃幕牆工程橫梁側翻現象比較普遍,主要原因為追求通透效果,玻璃板塊越來越大,如今全部是中空玻璃,重量集中在橫梁外側,橫梁與立柱聯接普遍按常規用2個螺栓,造成了橫梁的側翻。
  
  二、預防對策
  
  上述問題的存在,不利於幕牆的健康發展,甚至構成了安全隱患。為了預防此類問題的發生,特提出以下建議:
  
  1.增強質量意識、提高質量管理水平。幕牆工程是一項要求十分嚴格而又細致的工作,幕牆工程涉及安全性,百年大計質量第一。要建立一套完整的企業幕牆工程質保體係,包括組織機構人員或部門職責、工程全過程的實施和檢查細則、質量工作獎罰條例等,讓創建優質工程活動變成企業全體員工的自覺行動,全麵提升企業的質量管理水平。
  
  2、重視設計審核、選好設計人員。幕牆工程設計是龍頭,沒有好的設計就一定不會有好的工程。好的設計作品需要有以下條件作保證:
  
  (1)優良工程要有優秀的設計師擔任主設計;
  
  (2)設計人員均要對標準和規範相當熟悉,設計文件要符合行業規範的要求,不能有明顯偏離規範的作法;
  
  (3)設計文件的審核程序符合要求,校對和審核人員不能走形式,要實實在在地對設計文件進行全麵檢查和審核並出具審校意見。經修改後才能在設計文件上簽名,審批人員也應熟悉標準規範,對工程設計的主要求把關,要做到層層把關,一絲不苟。
  
  3.貫徹標準規範,準確計算第一。優良工程一定要是安全工程,安全來自於設計階段的準確計算和施工階段正確地執行設計文件,要做到準確計算需注意以下問題:
  
  (1)幕牆設計人員要認真分析幕牆構件的受力狀態,正確、合理選用計算參數;
  
  (2)嚴格采用現行的國家、行業標準規範進行計算,2008年以來建築幕牆產品標準、檢驗標準以及材料等相關標準和規範修訂更新的較多,設計文件都應按現行標準規範更新,相關行業規範中的強製性條文更要不折不扣的執行;
  
  (3)正確選用計算軟件,認真審核計算過程,做到不缺項、不漏項。
  
  4.重視資料收集、落實專人負責。工程資料是工程的真實寫照,通過工程資料就可了解工程的來龍去脈,分辨出工程的優劣水平,發生問題或事故可通過工程資料進行追溯。很多企業往往不重視資料的收集整理,使創優工作功虧一簣。優良工程的資料也代表公司的形象,資料積累越多,越能證明企業業績和能力,為企業發展錦上添花。做好幕牆工程的資料整理要從以下幾方麵著手:
  
  (1)要對幕牆工程的資料整理和歸檔要求做出專門的規定並嚴格執行;
  
  (2)要安排受過專門培訓、有資料員上崗證的專職資料員負責資料的整理和歸檔工作;
  
  (3)公司質檢部門和工程負責人在工程實施過程中要定期檢查資料的整理情況,發現問題及時更正;
  
  (4)工程管理人員應對幕牆工程相關要求有比較透徹的了解,並按相關要求保留各種資料。
  
  5.加強施工管理,確保工程質量。由於建築幕牆工程現場施工環境複雜,人員配各、施工工藝、施工操作都不一樣,為抓好現場施工質量管理工作,建議重點進行以下幾方麵的工作:
  
  (1)科學策劃,精心組建施工項目部
  
  在創優工程施工前,應根據工程規模大小、類型、周期、技術含量等要素進行科學策劃,編製施工組織設計、確定工程項目部組成人員和施工安裝隊伍,明確責任和相互配合的義務,精心組織施工。
  
  (2)把好采購關,控製材料質量
  
  原輔材料品質的好壞,直接關係到整體施工工程質量。根據設計和合同要求,應列出原輔材料清單,對特殊材料、對結構安全有重要要求的材料要製定嚴格的采購控製程序,控製材質源頭,嚴格按照工程合同要求和材料檢驗規範做好進貨和檢驗工作。在材料的控製方麵,施工項目部應與設計人員經常溝通,避免出現某工程設計用6063T6型材,工程采購用6063T5型材的情況出現。
  
  (3)強調事先控製,完善預控手段
  
  把好現場安裝質量關,要做到“事先控製、預防為主”,具體做好三個交底,即工程部向項目部交底,項目部向安裝班組長交底,班組長向安裝工人交底。在安裝過程中,項目經理、項目質檢員按相應的工藝規程要求切實進行控製和檢驗,並做好過程控製記錄,在安裝過程中嚴格實行檢驗“三關”即首檢、隱蔽工程報驗和成品交驗。安裝工序的首件必須經操作工自檢和質檢員檢驗,檢驗合格方可投人批量安裝,質檢員還需對每一道工序進行抽檢,發現問題及時進行糾正。
  
  (4)強化檢測和監督,確保內在質量
  
  強化工程檢測和監督機製,才能確保創優工程內在質量。應對工程中的關鍵項目實行重點控製,如:幕牆工程的抗拔測試、結構膠相容性測試、氣密性、水密性、抗風壓和平麵位移、熱工性能等標準規範規定的檢測項目要實行重點監,在施工前進行檢測合格後進行生產,對測試中發現的問題及時與設計部門聯係進行糾正和預防,確保符合工程設計要求。其次,企業工程部要對創優工程安排負責人員進行跟蹤監督,以糾正施工項目部可能出現的不當行為,確保施工質量。
  
  三、結束語
  
  幕牆是城市現代化的象征,在褶褶生輝的牆下,不能內藏汙垢。人們既要感受幕牆的雄偉壯麗,叉要感覺安全可先輩。國際真人希望幕牆企業的設計、生產、製作水平都能達到國內以至國際水平,更期望所有幕牆工程都成為優質工程。

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