幕墙玻璃的安全选用

提要：玻璃的安全选用是幕墙建筑设计和结构设计的一个关键问题。安全玻璃只是人为的划分，安全玻璃种类不同，性能也不同，不能简单一句话：幕墙要用安全玻璃。应根据幕墙各个部位的不同要求选用不同的玻璃。
    关键词：玻璃幕墙 安全玻璃 幕墙设计
    一、概 述
    玻璃幕墙设计和施工中的一个关键问题是合理选用玻璃。
    玻璃是非常脆性的材料，所以不可能有绝对安全的玻璃。在建筑中采用玻璃就必然有一定的风险。安全玻璃只是一个人为的名称，一般是指对人身伤害风险相对较小的玻璃（通常指钢化玻璃和夹层玻璃）。还有些国家没有采用安全玻璃这个敏感的名称。由于没有绝对安全的玻璃，玻璃的安全只能是相对而言，因此应根据幕墙不同部位的功能要求，合理选用玻璃，争取最大限度的使用安全，使人身和财产损失的风险降到最小。
    笼统规定幕墙一定要用安全玻璃不一定恰当。幕墙情况千变万化，不能简单一句话，一刀切。幕墙某些部位采用单片钢化玻璃反而更危险；某些情况下幕墙全部采用夹层玻璃就会成为火灾时的烈焰牢笼。
    事实上，近几年来发生伤人毁物事故的玻璃几乎都是属于“安全玻璃”的单片钢化玻璃；而列入非安全玻璃的半钢化玻璃幕墙却没报道过安全事故问题。甚至于铺天盖地用浮法玻璃的普通玻璃窗，也没有听说象钢化玻璃那么些耸人听闻的事故报道。安全还是不安全，恐怕要重新考虑了。
    二、钢化玻璃
    （一）近年来钢化玻璃引发幕墙事故频发
    进入二十一世纪，由于方方面面的原因，玻璃幕墙成了钢化玻璃的一统天下，“凡是幕墙玻璃一律钢化”成了舆论的主流，上世纪八、九十年代广泛采用的半钢化玻璃退出历史舞台。似乎钢化万能，从此“天下无事”了。
    然而近年来钢化玻璃事故频发，产生许多人身伤害和财产损失的事实却无情地否定了“钢化就是安全”的观点。被称为非安全玻璃的半钢化玻璃不出事故，号称安全玻璃的钢化玻璃却频频出问题的事实，不能不引起人们的反思。
    2003年8月，天津某商厦5楼一块2m2的钢化玻璃突然自爆，砸伤一位音乐教师的左手，致残而无法再演奏，赔偿6600元。
    2006年7月，上海江宁路一座大厦36楼钢化玻璃爆炸，一对情侣被砸伤，还砸坏了一辆正在行驶的丰田汽车。
    2007年5月，济南一酒店玻璃自爆，冰雹般的碎粒水平飞出六、七米。而仅仅几分钟前，国家少年乒乓球队队员正好通过，真是不幸中的大幸。
    2005年，南宁某会展中心钢化玻璃先后自爆五十余片，有些从会场中央二十多米上空凌空开花。而当时东盟博览会即将开幕，各国首脑云集。为达到保证绝对安全的要求，不得不以高昂的代价全部贴上特种防爆膜。其造价远超当初建议采用的夹层玻璃。
    2006年新建成的一座博物馆观光电梯玻璃凌空爆炸，把下面咖啡厅的玻璃桌砸个粉碎，幸好事件发生在下午6点，闭馆时间已过，否则结果难料。现在不得不把玻璃全部改为铝板，观光电梯不再观光。
    2007年北京某某广场多片玻璃自爆，飞出六、七米后砸伤三人，还砸坏城铁车站的玻璃顶盖。
    2006-2007年，山东某机场钢化玻璃已自爆29块。
    2005年，刚建成的济南山东一公司办公楼自爆十余块玻璃，还砸坏了一把手的宝马爱车。
    2004至今，深圳有座办公楼钢化玻璃以每年40块的速度自爆，2007年上半年爆了二十多块，还伤了人，至今仍在自爆中。
    不用再列举更多的例子了，相反的，从九十年代开始使用的半钢化玻璃，虽然不是安全玻璃，但至今还没有听到发生事故的案例。两者相比，不令人反思吗？
    （二）钢化玻璃自爆无可避免
    自爆是钢化玻璃的特性，无可避免，这是业内人士的共识。为了降低自爆率，只能是优选玻璃原片和进行二次热处理。即使如此，1‰的自爆率已经是极限，无法再降了。千分之一、二的自爆率已属优质产品，这就意味着一个工程爆个几块、十几块是完全正常的现象，大家不会觉得奇怪。
    但是哪怕爆一块玻璃，也会有可能伤人毁物，产生严重的后果。何况行业以外人士不知这是正常情况，会闹得满城风雨，媒体会到处炒作，小事化大，使得幕墙厂家难以招架。
    自爆的玻璃必须更换，但更换的费用远远超过玻璃本身，在超高层幕墙和异形幕墙中进行更换，更是困难和危险。
    何况一旦发生自爆，就意味着今后还可能有类似事件发生，何时、何处却不得而知，使人们失去安全感。每次事故分析，业主总是忧心忡忡地问：“还炸吗？”，我们只能无奈地回答：“还可能，还没有达标呢。”
    （三）公共建筑要慎用钢化玻璃
    几年来事实已经表明：钢化玻璃作为“安全玻璃”用于人流密集的公共建筑中，存在很大的安全隐患，使业主和来客，都处于不安全的感觉中。因为不知在什么时候，不知是哪块玻璃就会突然自爆，下来一阵玻璃冰雹，劈头盖脸，伤人毁物。
    所以在人流密集的公共建筑中，不得不采用单片钢化玻璃时，一定要慎重对待，采取必要的安全措施：
    1.钢化玻璃要进行二次热处理。
    2.幕墙下面设隔离带，不安排吸引行人和观众停留的设施。室内靠墙不设展位、餐饮、售货位置。室外停车位要离开墙根，墙根布置绿化或水池。
    3.出入口设雨棚。
    4.人流上空布置金属安全网。
    5.贴防爆膜。
    （四）降低钢化玻璃的表面应力
    钢化玻璃表面应力越大，钢化程度越深，越容易发生自爆。现在规定钢化玻璃表面应力不小于90N/mm2，其目的在于减小碎玻璃尺寸大小，从而降低伤害的危险程度。
    但高应力伴随高自爆率，应力大于90N/mm2，自爆危险性大大增加。而实际上，只要爆炸，危险性就已经存在了，玻璃渣大一点小一点已不起决定作用。
    我们能不能换个思维方式：首先避免或减少自爆发生的危险性，然后再谈玻璃渣的大小。只要不炸了，就不存在大颗或小颗的问题了。
    现行玻璃标准回避了这个问题。表面应力大于90N/mm2的玻璃是钢化玻璃，符合现行标准；表面应力小于69N/mm2的玻璃是半钢化玻璃，也符合现行标准。可是表面应力为69N/mm2～90N/mm2的玻璃，却什么也不是，不允许使用。其实应力低于90N/mm2的玻璃自爆率较低，危险性较小，有什么不好呢？至于这些玻璃叫什么不是重要问题，也可以叫“准钢化玻璃”，只要实际上对安全有好处就可以了，可以放手让大家使用，在使用中进一步总结经验。
    三、半钢化玻璃
    （一）半钢化玻璃的特点
    半钢化玻璃热处理类似于钢化玻璃，但钢化程度低，控制其表面应力不大于69N/mm2.半钢化玻璃不属于目前定义的“安全玻璃”。
    半钢化玻璃表面应力低，所以不存在自爆的危险，不受外界影响时，它决不会自行爆炸，所以从这个意义来说，它比钢化玻璃要安全。即使在外力作用下破碎，由于周边有胶缝和槽口，放射形的裂缝所形成的碎块也不会轻易坠落。可以有时间进行拆除、更换。
    半钢化玻璃表面较为平整，映像畸变小，较为美观。
    （二）半钢化玻璃已有长期应用的经验
    由于半钢化玻璃有上述优点，所以在港澳和国外的玻璃幕墙中已经有很长的应用历史，目前不少工程仍在应用。国内在1990～2000年期间，不少工程采用半钢化玻璃，至今情况良好。
    1996年建成的广州市长大厦，中空玻璃的外片采用比利时6mm金黄色镀膜半钢化玻璃，内片采用南玻6mm浮法玻璃；1997年建成的广东省公安指挥中心高110m，采用美国6mm银灰色镀膜单片半钢化玻璃；1999年建成的青岛光大银行为半钢化中空玻璃，外片为6mm美国产银灰镀膜玻璃。上述笔者经手的几个工程，至今十年过去，并未发生玻璃破碎的安全事故。
    九十年代建成的北京新东安市场采光顶，采用半钢化夹胶（本体绿玻璃加白玻），至今未发现有自行破碎的板块。
    半钢化玻璃相对而言，安全性是较高的。
    （三）大型幕墙纷纷采用半钢化玻璃
    莫斯科俄罗斯联邦大厦屋面高度达341m，为欧洲的最高建筑，由美国设计，中建公司总承包，沈阳远大承担玻璃幕墙工程。考虑到工程位于万里之外，一旦玻璃自爆，进行更换、维修成本极为昂贵，因此决定本工程全部采用半钢化玻璃。其中透光部分为夹层中空（6mm 1.14PVB 6mm） 16Ar 8mm，三片玻璃均为半钢化；不透光部分为8mm蓝天白云彩釉印花单片玻璃，也是半钢化。