如何做好幕墙工程技术的管理工作
无锡长城装璜有限公司扬州分公司  吉士松

摘要：幕墙工程技术管理工作是幕墙工程管理中一项重要的基础工作，它直接影响到幕墙质量的安全性及可靠性，关系到公共安全、企业的绩效和员工的利益，现依据相关技术规范，并结合自己的工作实践，就幕墙工程中在设计、施工、安装等方面常见的技术问题，提出相应的技术管理措施。
关键词：幕墙工程  技术管理  外墙装饰
一、幕墙工程设计过程中的技术管理
    1、骨架型材要有足够的强度及刚度
    目前我国对幕墙工程尚无设计规范，而幕墙常在高层钢筋混凝土框架建筑上作为建筑物 的围护结构，除幕墙自重外，主要承受水平风载的外力作用。因此设计时，要保证骨架型材 有足够的强度及刚度。目前国外主要按挠度控制计算，即当竖框承受 2～3kPa 的风压时，其 挠度(变形量)应小于 L/180 左右(各国规范不一，如英国规范为 L/175，我国台湾地区规范为 L/200)，并且要求满足绝对变形不大于 20mm。
        计算公式为:      L/180>5qL4/384EI
式中:L-每根竖框支点间的距离； q-均布荷载(主要是指风压)； E—弹性模量； I—竖框截面的惯性矩 ，如果挠度(变形量)大于:L/180 或 20mm，则会引起玻璃损坏或接缝漏水。
    幕墙与建筑物连结支点，一般取其螺栓为最不利受力处，此处应计算螺栓抗剪力。计算公式为:
式中:P 作用在螺栓上的压力；
d 螺栓直径； 〔Υm〕螺栓容许抗剪应力
    2、 幕墙材料的选用
    （1）幕墙结构支点。一般应采用钢结构，铁件可预埋、铆接。铁件的制作和设置应进行严格的结构计算，施工关键是焊接质量及防锈处理，应作为隐蔽工程进行检查并作好验收记录。
    （2）幕墙骨架选料。一般可选用钢、铝、不锈钢等料，但由于铝合金质轻力强，耐腐蚀，并可挤压成任何截面，易于加工安装、保养，价格相对也较低，因此大部分都采用铝材幕墙。铝材通常为定型幕墙系列材，目前我国铝材幕墙材料有 120 号、140 号、155 号等系列产品。
    （3）幕墙玻璃选用。作为建筑物的围护结构，主要功能是挡风、挡雨、遮阳、保温、隔热、 隔音、安全、美观等方面。所以为达到上述完美的效果，对玻璃幕墙所采用的玻璃有其特殊 的要求。如 6mm 厚的镜面反射玻璃，阳光透过率只有 23%～40%，而一般无色透明玻璃是 78%。 镜面反射玻璃反射色彩可得到银灰、蓝、绿、棕色等艺术色彩。中空玻璃、双层玻璃遮阳、隔热等功能效果更好。从安全方面考虑，高层玻璃幕墙一般宜选用强化玻璃，并且在贴近框 架梁或窗台墙部位，由于通风不良、内外温差大而产生相当大的温度应力，该部位必须采用 强化玻璃。铝型材幕墙的隔音比混凝土及砖差，随着开启及固定扇的不同及玻璃厚度的不同， 其隔音能力一般约为 25～30dB 之间，选材时应予考虑。
二、幕墙施工过程中的技术管理
    在幕墙工程施工过程中，应该数钢结构连接件的安装难度最大，技术要求也最高，是加强技术管理工作的重点。
    1、首先要认真执行施工前的图纸会审制度，因为不管是钢结构工程，还是铝合金主辅料的安装工程，都是多专业的综合性工程，可能在设计过程中，专业设计人员之间沟通不够，出现设计上的纰漏或位置尺寸标注不清的情况。图纸会审工作应由建设单位负责组织设计、土建施工、各专业施工单位参加。图纸会审的程序一般是先分别审图，后集中会审，先专业单位自审，后由设计单位、施工单位、管理单位、建设单位会审，会审过程中设计单位要进行设计交底，以达到明确设计要求，弄清设计意图，发现问题，消灭差错的目的。组织图纸会审的单位，负责将会审中提出的问题以及解决办法，详细记录并以文件形式列入工程档案。还要认真执行好施工日记制度，技术交底制度，技术复核制度，材料检验制度，工程验收制度等各项工程技术管理制度，只有这样才能使工程的技术管理从头到尾得到有效的控制，从而保证工程的质量。
    2、在幕墙的施工及幕墙的支点铁件安装前应在建筑物立面弹线定位。纵向支点一般按楼层或竖料模数设置，横向支点应考虑玻璃模数及房间开间尺寸，整体要求幕墙分格均匀，高宽比例匀称。支点上下要求垂直，横向要求水平，所有支点必须确保在同一平面上。安装幕墙铝材骨架时先安竖料，后安横料，型材连接处均应采用不锈钢或镀锌机制螺栓。型材切割与安装应按顺序编号，玻璃裁制安装时要分清镀膜层(镀膜层应在幕墙的内侧)，玻璃安装应先上后下，周边与框内 缝隙适宜，胶封时要严密细致，这是保证幕墙水密性与气密性的关键。
    幕墙顶部应用铝扣板或镀锌铁皮封闭，以遮挡雨、雪、冰雹对幕墙的损害，幕墙的四周也应作封闭处理。若幕墙后有墙、梁、柱面，在幕墙施工前最好涂刷深色涂料，以增加反射效果。此外，在拆除脚手架之前应进行认真的清理和找补。
    3、伸缩缝的设置 ，幕墙所用的主要材料有铝、玻璃等，这些材料的热胀冷缩系数都不同。一年四季，随着 气温的变化，材料都在不停地伸缩移动(如:温度上升 60℃，每 m 铝料约伸长 1.4mm，玻璃却 仅为 0.5mm)，这些移动若被抑制时，材料内部就会相应地产生较大的应力，重则造成损坏变 形，轻则使整个幕墙悉悉作响。所以设计、施工时必须预留伸缩缝，并在缝隙间填塞弹性好、 寿命长的密封胶，使之适应不同程度的热涨冷缩而不会出现开裂、失效。目前，国外规范一般要求在两根竖框直料间预留 8～10mm 宽的伸缩缝。
    4、水密性能与气密性能国外许多国家规范对幕墙都有水密性能的要求。如美国 ASTM.E331—88 标准规定:幕墙在受到 3.4L/min m2 连续喷淋，并加压 2～3kPa，要求喷淋 15min 后，无任何渗漏现象。因此，设计时要提供双封或压力平衡系统来维持这种水密性。同时，设计时还须考虑设计隐式排水系统，以排出任何可能渗过外封闭层的水。
    5、防火、抗震、避雷
    （1）防火。在结构楼板和玻璃幕墙间一般应有 5～15cm 的缝隙，并应采用耐火材料从上到 下完全封闭，作为防火措施以维持 2h 以上的抗火期。
    （2）抗震。应根据各地区抗震设防要求，幕墙自身与建筑物有足够的稳定性。国外一般要求，当框架摇动达到支点间距离 1/400 时，幕墙和玻璃的任何部分，不应有损坏和出现有害 的永久变形。
    （3）避雷。一般规定，整个幕墙(特别是高层建筑幕墙)的金属构件必须有效地连接为一体， 并与建筑物的防雷网相连。
    6、幕墙节能，从节能角度考虑，幕墙不宜设计成全封闭型，宜设计成半封闭型，即在距每层楼地面 1.4～ 1.6m 处设置开启的上悬或中悬窗、推拉窗，可利用自然通风，缩短空调采暖期，幕墙朝阳面 宜选用热反射玻璃，背阴面宜选用吸热玻璃，以达到节能之目的。
三、幕墙工程安全问题及评估方法
    随着我国经济的发展，在建筑外墙装饰中使用玻璃、石材及铝合金等材料，使得建筑和城市更加丰富多彩。然而由于使用历史并不很长，人们对已有建筑的外装修在长期室外环境影响下所产生的问题缺乏深入研究。特别是这类外墙装饰多集中于商务、商业等繁华街区，建筑外围人员密集，若出现安全问题，后果将会非常严重。在香港就曾发生石材装饰板脱落致行人重伤的事故。
    经过数年的经验积累及调查，发现与幕墙有关的某些问题会经常出现，例如玻璃出现瑕疵、薄石材装饰板弯曲、幕墙接合处的密封剂失效等。而另外一些问题，如玻璃破碎、锚固构件失效、金属外包材料的过早老化等虽不经常出现，但一旦出现则会导致大量维修费用的产生以及与公众安全有关的一系列问题。为了减少上述问题所导致的风险，在设计、施工以及运营时就应该考虑相关的措施。
    现代多层建筑幕墙及构件失效导致的问题可以归纳为安全问题、使用问题以及外表美观问题。建筑的所有者以及管理者较多的是关注幕墙失效所带来的使用问题以及美观问题；但在工程领域，人们更多的是关注幕墙失效所导致的安全问题。对于建筑的所有者、管理者以及专业设计人员而言，以上方面问题一旦出现，则维修时都将带来巨大的费用负担。在确保现有建筑的外墙装饰在使用过程中的安全及耐久性为目标，探讨对其进行检查和评估的方法。
    1、建筑外墙装饰使用中的安全问题
    我国的玻璃幕墙工程存在很多问题：
    （1）幕墙结构与建筑主体结构连接问题；
    （2）玻璃破损、腐蚀、裂纹甚至脱落问题；
    （3）幕墙的漏水问题；
    （4）幕墙的胶接问题。但是与安全相关的幕墙失效问题最引人瞩目，同时也是最急需解决的。它所带来的最直接问题便是如何使公众免受此类危险的伤害或是尽量避免此类危险状况的发生。以下就安全有关的问题进行详细讨论。
    因温差导致的玻璃破碎，最常见的问题是玻璃幕墙中的温差应力，这通常是由于玻璃四周有相关的结构构件遮挡受不到太阳的辐射而温度较低，而玻璃的中央则由于受到大量的辐射而温度较高所致。通过在设计阶段考虑所提到的有关导致温差产生的因素以及在条件允许的前提下合理的选用热强化玻璃都会在很大程度上避免玻璃破碎问题的发生。为了避免由于热温差导致破碎的玻璃坠落，实践证明合理使用锚固构件以及对玻璃进行适当的镀膜是有效的。
    2、评估方法
    对现有建筑构件的评估主要通过综合考虑其剩余寿命及价值从而决定构件是否应该被更换，以及在安全、经济上是否合理等，因此建立合适的评估模型很重要。欧洲学者提出了一种评估方法，用来预测建筑物有关单元在使用一定年限后的耐久性，这是一种综合对现有建筑物的大量调查以及以往的经验，同时运用有关先验概率知识对现有建筑物的单元进行评估的方法。
    3、结论与建议
    （1）外墙装饰的失效不但可能对其用户造成伤害，也会对公众造成威胁。外墙装饰在我国较大规模的使用不过十几年的历史，国外虽然更长一些，但设计、材料和施工方法总在不断变化。因此，经验和数据的缺乏使得对其安全性和耐久性的评估相当复杂。在国外，外墙装饰的安全问题可归纳为材料本身的强度、变形等力学特性和耐久性、锚具的设计、施工和耐久性，根据我国的实践，幕墙与结构的连接、幕墙的胶接、施工质量也存在严重问题。
    （2）如果能够积累一定的数据，不失为一个可取的使用年限预测方法。在现阶段，可采用以下检查方法为安全评估和寿命预测提供依据：外观检查，使用肉眼、望远镜、高倍望远镜和红外摄影；可疑或易损部位的抽样检查，包括近距离观察、使用内窥镜以及电化学的方法检查锚具的变形和锈蚀情况；有损检验及实验室鉴定，通过承载力实验和加速试验等手段判断一定环境下的剩余使用寿命。
    （3）建议全面考虑安全和经济因素，在展开深入研究的基础上，制定以不同频率进行上述几类安全检查与评估的技术和管理标准。
结语
    幕墙工程技术管理工作始终贯穿于整个幕墙工程管理工作当中，是综合性的系统工程，各工程技术人员在幕墙施工管理工作中应自觉的把技术方案、技术措施的科学性、合理性、实效性放在第一位，认真贯彻执行设计、安装、运行各方面的规范和标准，掌握和运用幕墙工程专业的基础理论和技术参数，不断提高工程管理工作的水平，保证幕墙工程中各环节的工作质量。只有技术管理工作真正抓到实处，才能切实保证工程质量达标，企业才能得到用户的认可，才能实现公共安全、企业经济效益、社会效益共同提高的目标。