玻璃之家讯:极端风气候对幕墙玻璃的破坏”这个题目,是我近年来重点思考的一个问题。幕墙专业人要多一些、深一些学习和了解风气候特别是极端风气候的常识,覆面材料特别是玻璃面板的知识。要重视分析“风—玻璃”这一对矛盾统一体。对风的作用下,玻璃面板的表现,覆面抗风设计应有更大的关注和改善。 以下内容,根据行业专家萧愉先生的讲话稿整理而,特别鸣谢:建筑幕墙设计咨询(微信平台)。
极端气候对幕墙玻璃的破坏分析 目录 ⊙今年9月15日台风“莫兰蒂”登陆厦门 ⊙登陆厦门特大台风的风速与风压 ⊙台风破坏玻璃面板的表现特征 ⊙上海地区气候风的统计分析 ⊙玻璃面板破坏要点的归纳 ⊙对台风灾害破坏后的态度 ⊙极端气候风对面板破坏后的善后工作今年9月15日台风“莫兰蒂”登陆厦门某超高层(词条“超高层”由行业大百科提供)半隐框玻璃幕墙(局部外片玻璃脱落)厦门五缘湾某海景房,整个临海面的门窗玻璃几乎全部“吹”掉按规范设计、施工的超高层建筑玻璃幕墙依然巍然矗立按规范设计、施工的超高层建筑玻璃幕墙依然巍然矗立2014年8月5日“威马逊”台风席卷海口大台风后玻璃幕墙2014年8月5日,海口某大厦幕墙玻璃在超强台风“威马逊”中破损严重,存在极大的安全隐患。
2014年8月5日,海口某大厦幕墙玻璃在超强台风“威马逊”中破损严重,存在极大的安全隐患。 登陆厦门特大台风的风速与风压 2016年9月15日,“莫兰蒂”特大强台风风力: 1999年10月9日,9914号强台风登陆厦门瞬时风速46m/s。 规范基本风压(词条“基本风压”由行业大百科提供)取值,厦门地区10米高处10分钟平均风压值 0.80KN/m2 50年一遇;0.95 KN/m2 100年一遇。 一般规范设计取值30年一遇。 瞬时风速3秒和10分钟(600秒)的时距转换关系一般为: V3/V600=1:1.42 。 V3=54.9m/s时,W0=1.8838KN/m2; V60=45.1m/s时,W0=1.2713 KN/m2;V600=V10min=38.6m/s,W0=0.9312KN/m2 。 风速和风压关系一般取P=V2/1600 。 台风作用过于猛烈,风载荷变化多端。风力并非简单的正、负风压,而是非常复杂的作用,推压、吸拉、弯曲、切换、扭转、变向等,只能说尚处“无知”认识。台风破坏玻璃面板的表现特征 2016年9月15日,14号超强台风“莫兰蒂”登陆厦门,对玻璃幕墙的袭击,所造成的破坏,大致有以下几种表现: 1.临海迎风面曲面玻璃面板破坏,面目全非; 2.开启窗扇大量脱落,局部外片玻璃脱落; 3.玻璃开孔驳爪处严重破坏; 4.底层玻璃门、塔楼裙房结合部位玻璃面板破坏; 5.自封阳台玻璃门窗成重灾区; 6.装饰部件、外遮阳构件(词条“构件”由行业大百科提供)吹落等。 玻璃幕墙遭受台风侵袭的主要部位,均是风荷载偏大部位。 1.玻璃面板破坏、碎裂、位移的部位,与风洞试验最大风压分布 区域基本对应; 2.造成损坏底部多大于上部,屋顶及檐口、转角(词条“转角”由行业大百科提供)部较普遍; 3.塔楼裙房结合部位即“Hot sport”热点部位问题较多; 4.建筑凹部玻璃、凸出装饰、遮阳构件影响较大; 5.临海阳台封闭玻璃破坏; 6.除连接关系破坏失效外,若干玻璃面板破坏明显,破损严重,表现为厚度薄,面积大。上海地区气候风的统计分析 1、1971年~2007年风速记录 1971年~2007年风速(m/s)记录(上海崇明,B类,高度4.5m台风季节)。 第一组:n=24 14.0,14.5,11.7,10.0,17.0,12.7,10.7,12.0,17.7,13.3, 12.3,14.7,15.7,12.0,14.7,12.7,9.7,11.7,16.3,18.0, 11.7,12.0,14.0,12.7。 第二组:n=23 9.0,9.7,11.0,13.3,13.3,11.7,10.7,11.0,15.3,11.7, 14.0,12.0,7.3,10.7,14.3,13.0,8.7,12.3,12.9,9.2, 10.0,8.9,9.2。 N=24+23=47 ——摘自空气动力学报第28卷第4期,武占科等专文。 数据统计分析:(表一) 2、1974年~2001年各区县各重现期最大风速 1974年~2011年上海各区县10m高度各重现期最大风速(m/s)(表二) 4、时最大风速的方向 5、不同时距、高度风速的换算玻璃面板破坏要点的归纳 从安全性考虑,技术规范中,对下列玻璃问题应予重视,拾遗补缺。 1.钢化玻璃: 1-1,玻璃破损率 三要素:风载荷、厚度和面积。 钢化玻璃自爆率,上墙应持“零容忍”态度。对于玻璃轻质高强、典型脆性、强度离散的特点,应考虑其薄板、强度因子、强度分布因子三要素。 1-2,对玻璃面板验收时,应增加提供含铁量、表面强度和破损率三个特征数。 对产品指标应有个性化的制造商保证。对玻璃面板实际厚度有统计数据。 2.夹层玻璃 三要素:剪切强度,粘结强度和工作温度范围。 2-1,剪切强度,三要素,膜片剪切模量、粘结强度和使用温度。 对于夹层玻璃、复合面板、等效厚度、内外片共同工作的特点,应考虑其膜片种类、剪切模量,工作温度对膜片模量的影响,粘结强度问题。夹层玻璃不耐高温,随温度升高膜片弹性模量、剪切模量及粘结强度极大降低。 2-2,对于玻璃面板验收时,应增加提供剪切强度、粘结强度 和工作温度范围三个特征数。 3.点支承开孔玻璃面板 三要素:大面强度、端部强度和孔边应力(词条“应力”由行业大百科提供)控制。 3-1,玻璃的脆性性质,使其存在大量微裂纹。开孔处应力集中,成为整个面板最薄弱处,这是控制玻璃面板安全性的关键所在。应力集中系数可能达2.35~3.0 。 3-2,对玻璃面板验算时应增加孔边应力主控指标一项。 4.超白低铁玻璃 三要素:含铁量、红外线反射率和低辐射膜使用年限。 4-1,超白玻璃是低铁含量玻璃,因为铁的共生矿物金属镍Ni的含量与含铁量相关,因而影响硫化镍NiS的含量,故而影响自爆率。此外,超白玻璃对可见光的高透射率(词条“透射率”由行业大百科提供)的同时,热辐射、红外线亦高透射。为了保证热工性能,减低热辐射、红外线的进入,必须保证LOW-E膜对红外线的相应反射效果,必须保证LOW-E镀膜的使用年限。 4-2,对玻璃面板强调含铁量、镀膜玻璃对热辐射、红外线的反射率和LOW-E膜的使用年限,应增加这几项特征性能数据的规定。 5.弯曲玻璃 三要素:加热、弯曲和冷淬均匀性。 5-1,玻璃是高强度、高脆性材料,在非常小变形下即会突然破坏,故不宜冷弯(词条“冷弯”由行业大百科提供)。冷弯使保持高弯曲应力状态及存在逆向回弹作用。而热弯玻璃要经过加热、弯曲、冷淬三道工序的工艺处理,温度分布均匀性、弯曲变形均匀性、冷淬均匀性带来强度分布均匀性的较大离散。 5-2,对玻璃面板验收,应增加提供各批量、个性化的强度分布均匀性特征指标。 5-3,重视曲面玻璃安装适应性. 6.中空玻璃 三要素:合格率、外片粘结强度和气密性(词条“气密性”由行业大百科提供)。 6-1,中空玻璃成品合格率普遍偏低,应予严格管控出厂、上墙质量,特别是外片玻璃粘结强度和气密性。同时,应重视中空玻璃空气间层内的工作环境,应保证对低辐射LOW-E软弱膜的有利耐用条件,防止缩短使用年限。并应有对LOW-E膜功能存在的检测。 6-2,对中空玻璃面板应提供合格率具体指标,特别是外片粘结强度、气密性,提供具体检测LOW-E膜工作条件的规定。 上述玻璃面板的破坏,来自于风载荷突破规范预料,不可抵抗风力,而玻璃偏弱无能抵抗。建议,希望玻璃制造商、幕墙工程商和材料验收检测单位取得共识,形成标准。幕墙工程,材料是基础。有了优良的玻璃面板质量,才可能有优良的幕墙工程,两者密切协调合作,才能有效预防风险,控制质量安全,担当社会责任。 超大特强台风侵袭破坏玻璃面板,暴露了弱点和不足,坏事变好事,可以促进完善进步。超大特强台风虽然百年一遇,但气候变化极端异常气象条件出现概率增大。针对此种环境,必要的适当强化抗风设计,提高玻璃面板的安全可靠性的控制,还是必要的。对台风灾害破坏后的态度 台风、地震、异常气象等天灾,是不可抗拒的自然破坏。如何认识风险事件: a.没有调查就没有发言权。(多闻、多问) b.没有数据就不要乱讲。所以要慎于言,不失言,知者不言,言者不知,我们对危害、风险知之甚少、甚浅,基本上“无知也”“空空如也”。 c.一次风险事件、事故,“未见颜色而言谓之瞽”“ 道听而涂说,德之弃也”。不是哪一个工程、企业、少数人的事,应该将其视为行业、专业共同的责任,这方面的经验、预防、成果应该行业共享。 d.出了事故不要隐瞒和推卸责任,“小人之过也必文”。 e.是幕墙问题还是窗问题,要分清。 f.是材料问题还是结构,是管理还是技术? 面板破坏后的善后工作 1.宏观对比 美国波士顿汉考克大厦,20世纪70年代初期风暴、龙卷风袭击,十分之一玻璃破碎。 1-1.美国土木工程协会针对1983年阿丽西亚飓风对高层建筑玻璃幕墙严重破坏,专家特别会议分析主要原因:撞击、风压、内压支承平面外屈曲,玻璃挤压、胀缩,安装不合格。 1-2.组织专门研究试验,经20年风雨的窗玻璃,按断裂力学理论,针对玻璃典型脆性材料试验,计算玻璃破损概率。 1-3.在上述试验基础上,制定新的ASTM E1300-系列图表,经验曲线。 2.对灾情的态度 2-1,实事求是调研,没有调查就没有发言权,用数据说话。 2-2,不是哪个项目、哪个企业、哪些人的事,是整个行业、专业的事。 2-3,不隐瞒、不掩盖、不推卸责任,勇于担当,不文过饰非。 2-4,问题导向,视其所以、思其所由,亡羊补牢,预防风险。 2-5,对出现的问题辩证分析,既不绝对否定,也不绝对肯定,解决问题,技术进步。 3.中观行动 3-1,规范的拾遗补缺,重视玻璃面板的问题。 3-2,材料是基础,应用技术要内涵产品应用,发挥特长,克服特短。 3-3,玻璃面板在台风中暴露的问题: 3-3-1,热弯玻璃问题严重,加热、弯曲、冷淬均匀性,强度分布均匀性。安装精准及 变形适应性. 3-3-2,开孔玻璃多有破坏,孔边应力、应力集中,柔性接触材料、施工。 3-3-3,平板玻璃破损概率,预测概率、表面强度、问题缘由。 3-3-4,夹层玻璃粘结强度,剪切强度、膜片模量、使用温度。 3-3-5,中空玻璃合格品率,漏气密封、热反射率、使用年限。 3-3-6,超白玻璃热透射率,反射红外、镀膜环境、使用寿命。 3-4,玻璃幕墙工程和幕墙玻璃品质一体化: 3-4-1,玻璃产品出厂质量保证,现场检测实测。 3-4-2,幕墙工程上墙零容忍破损率,验收条件。 3-4-3,设计、制造、施工的责任制度,管理体制。 3-4-4,规范中应用技术和生产技术的衔接、实验、试验、经验数据。 4.微观具体 4-1,增加质量要求指标(玻璃面板),玻璃含铁量、破损率、热反射率、红外线透射率、LOW-E膜使用寿命、检查中空玻璃合格率、夹层玻璃使用温度、抗剪强度、钢化玻璃表面强度、夹层玻璃使用温度、热弯玻璃强度分布…… 4-2,补充设计计算施工规定:等效厚度计算、使用面积、长宽比、风荷载偏大区域选用(热点)、驳爪柔性处置、样品抽查、统计分析、玻璃供应商个性指标,热弯板片安装要求、膜片选择。 4-3,当下切入点几件事,能否提出技术条件? 4-3-1,列出增补对玻璃面板性能补充要求指标及个性化统计分析。 4-3-2,夹层玻璃等效厚度计算、膜片剪切模量取值、使用温度规定。 4-3-3,玻璃面板打孔的孔边应力取值,减少采用比例。 4-3-4,平板玻璃四边支承时,玻璃破损率估算及表面强度检测。 4-3-5,热弯玻璃均匀性工艺参数检查核定及安装要求,普查。 4-3-6,中空玻璃合格率抽查及出厂质量保证,工作环境温度、紫外线、温度、密封性。 4-3-7,低辐射镀膜温度LOW-E使用寿命的行业共识。 4-3-8,降低钢化玻璃表面强度要求,提高半钢化玻璃使用比例。 4-4,中、长期研究实验工作,建立统计相关关系和经验方程,规范建立在数据基础上。 结束语 认识“极端气候风---玻璃表皮”矛盾对立统一体. (1), 上海风环境 沿海,台风,极端异常气候风,最大时风速方向,年平均风速,时最大风速,瞬时风速,横向风. (1949~2005年,大于等于6~8级风84次) (2),上海风荷载 负风压,基本风压,建筑表皮风压分布,热点部位,群体效应,风洞试验,计算风工程,重现期, (风压分布,正负风压,持续时间) (3),幕墙抗风设计 基本风压重现期取值,建筑表皮不同方向、部位、时间,不同玻璃构件,控制风荷载,玻璃破损概率,安全与经济平衡,开窗问题 (风荷载、表皮构件、支承构件三要素;主体、维护、附属三结构.维护墙面、屋面、装饰遮阳构件三系统)关于本文作者萧愉先生 如果你还不认识萧愉,那小编得赶紧先帮你补补课了,在幕墙行业,这可是知名度相当高的大咖哦!萧愉说 极端风气候对幕墙玻璃的破坏”这个题目,是我近年来重点思考的一个问题。幕墙专业人要多一些、深一些学习和了解风气候特别是极端风气候的常识,覆面材料特别是玻璃面板的知识。要重视分析“风—玻璃”这一对矛盾统一体。对风的作用下,玻璃面板的表现,覆面抗风设计应有更大的关注和改善。 1.既有幕墙的现场检查,可考虑重点为弯曲玻璃、开启着连接、塔楼和裙房结合部、点支承、玻璃面板开孔驳爪、底层玻璃门、顶部女儿墙及檐口、转角部位、立面装饰构件和遮阳构件以及自封阳台建筑玻璃等。 2.对玻璃面板材料定货验收,应重点强调热弯玻璃加工温度、弯曲、冷淬均匀性和强度均匀性指标记录;夹层玻璃两片玻璃间粘结强度、工作温度范围、膜片剪切模量;中空玻璃合格率、气密性、内外片粘结强度、结露状况;开孔玻璃板片,除大面、端部强度外,更应重视孔边应力、应力集中系数;钢化玻璃表面应力(词条“表面应力”由行业大百科提供)强度、破损率、含铁量;超白玻璃低辐射镀膜的使用年限、红外线反射、透射率等。 3.上海地区有台风侵袭、热带风暴大雨亦时卷来。因此幕墙覆面板片抗风设计,应予特别关注;此外,极端风气候的气象条件,也不容忽视。例如,四川成都虽无台风但异常气象,但2016年8月7日狂风暴雨加冰雹的破坏是严重的。上海亦有过事件案例。对于风荷载的认识有些新的表现,一是强台风袭来时瞬时风速大,基本风压值可能较大超过规范取值;二是负风压在底层较大,似不同于正风压的规律;三是上海地区城市中心年最大风速因建筑密度(词条“建筑密度”由行业大百科提供)、台风路径、寒潮强度变化,似有减少趋势;但应关注高层建筑群体横向风引起相互干扰、风致振动、扭转响应等作用。 问题导向,目标导向,一家之言,信言不美——萧愉 编者按 看完萧总的通篇解读,令人肃然起敬,小编忍不住扪心自问,我们从事幕墙这份工作的初衷是什么?是为了赚一点钱,还是为了回馈社会造福大众,当我们掌握大量技术,并且拥有更多信息的时候,不能再仅仅只思考个人的问题,更应该像萧总那样,在一个合适的场合,去普及、去呼吁,让这个行业的发展之路走得更夯实,让人民大众因为我们这个行业而得到便利!
玻璃之家是专注于玻璃,幕墙玻璃,玻璃幕墙工程十大品牌的新闻资讯和玻璃,幕墙玻璃,玻璃幕墙工程各十大品牌的装修效果图和网上购物商城,敬请登陆玻璃之家:http://boli.jc68.com/