幕墙工程常见质量问题

幕墙工程常见质量问题

幕墙头条  

幕墙作为建筑的外衣，在新建公用建筑上得到大量应用。我国的建筑幕墙体量巨大，在已投入使用的幕墙工程中。出现了诸如渗水、面板碎裂、开启扇脱落等使用性能和安全性能问题，引起人们对于其质量问题的担忧。按照GB/T21086--2007《建筑幕墙》要求，幕墙工程各项材料复验、性能检测等应在幕墙工程施工前进行，检验合格后方可进行批量加工和安装。本文就将检测过程中常见的质量问题进行分析，并提出相关建议。
一、使用新能质量问题分析
1.气密性能
气密性能检测是评价幕墙节能的重要环节。带有开启窗的幕墙存在窗缝、固定部分的密封部位注胶质量瑕疵、单元式幕墙插接缝等因素都可能使幕墙在开启窗关闭状态下，室内外空气存在交换可能。在室内采暖或者制冷情况下，密封性能较差的幕墙空气交换对热损失的贡献率甚至可达到幕墙整体能耗损失的50％。在实际检测过程中，对不能达到气密性能要求的试件进行分析，常见原因有以下两点。

密封本身不合理。幕墙窗一般采用胶条密封。在锁紧状态下，多锁点将窗框压紧使胶条产生弹性变形形成密封。如果密封胶条设计不合理，或者制造工艺偏差，或者安装工艺偏差等，均会形成气流通道影响气密性能。
变形导致偏差。幕墙在运输、安装或者使用过程中，某些因素导致了主要构件与设计工况有偏差，导致窗框变形乎面内的变形或者弧面扭曲，均会影响锁点与窗框的配合紧密程度另外，在施工过程中对收口部分密封不合理也会影响整体气密性能。如某采光顶幕墙，单元体下横梁和排水槽之间形成的腔体在端部密封存在疏漏，严重影响气密性能。
2.水密性能
幕墙在实际使用过程中，会遭遇风雨天气。雨水在风压作用下，特别是在沿海地区台风季节，容易进入室内。如果雨水通过幕墙进入室内，会影响室内人员安全、装修和土建结构等，且雨水进入幕墙系统内部可能引起材料腐蚀，影响幕墙使用性能。幕墙渗水是工程上多发质量问题，也是实验室检测中最常见质量通病。对发生水密性能质量问题的工程案例分析，主要原因有以下几点：
（1）设计不尽合理
构件式幕墙、全玻幕墙等保证水密性能的设计理念是封堵所有可能渗水通道，如固定缝注胶，开启窗多重密封胶条防护等，确保雨水在幕墙室外不进入其内部。
与普通的构件式幕墙、全玻幕墙等相比较，单元式幕墙的水密性能设计要相对复杂。由于单元接缝的存在，不能做到注胶密封，采用雨幕等压腔原理实现水密性能。在接缝处，设置与室外侧联通、与室内俱封闭的腔体，即使腔体在风压作用下，腔体内压力与外界环境一致。允许室外雨水进入，通过合理通道排出。总的原则为：有水处无风压，有风压处无水。
图1为某幕墙单元体渗水案例。发现渗漏后，为了确定渗水来源，拆开保温棉后重新测试。经检查，设计方为了固定保温棉，使用了自攻螺钉连接到单元体上横梁内部腔体。而此腔体被设计为等压腔的排水通道之一，内部存在积水。自攻螺钉自带密封垫圈，但不排除密封圈损坏或者安装疏漏，一旦垫圈失效，在压力作用下必然发生渗水，且由于保温棉阻挡排查渗水原因较困难，修补工作难度增大。本次测试中施工方在工厂加工时，使用了拉铆钉代替自攻螺钉，拉铆钉抽芯后形成了水流通道，水密失效。原因确定后，对设计提出了修改建议，在单元体型材开模时相应位置增加小翼用于固定保温棉，保证腔体的完整性。
（2）制造工艺存在缺陷
在工厂组装时，密封胶条与开启扇锁点的配合偏差过大，导致胶条不能压紧、开启扇四周胶条未形成完整密封圈，以及单元式幕墙插接缝处密封胶条安装偏差等问题，均会影响水密性能。
（3）现场施工把控不严
现场施工对最终工程质量影响巨大。注胶时未清理粘着面，不能有效粘结；注胶不均匀，导致固化时收缩，密封失效；单元式插接幕墙对挂钩调整不到位，导致插接缝过紧或过松，开启扇五金件安装偏差，运输、起吊过程中局部变形等现场施工疏漏都会影响工程质量。
（4）材料原因
幕墙工程上使用的各种材料都有可能对水密性能造成影响，以胶的影响最为突出。按照规范要求，结构密封胶在用于工程之前应进行检验，保证其与被粘结材料之间相容且具有足够弹性模量，抗拉、抗剪都应符合要求。石材幕墙的外立面一般经过防水处理，由其应重视相容性问题，防止石材密封胶无法有效封堵水密通道。
二、安全性能质量问题分析
与使用性能相比较，安全性能更是关注重点。常见的可能导致安全问题的因素主要有极端风压载荷和外部冲击载荷两种，对应抗风压性能测试和耐撞击性能测试。
1.抗风压性能
幕墙作为建筑的外表面，直接经受风压，通过面板传递到构件，经过连接件传递到建筑主体结构。幕墙各个构件都应进行强度和刚度设计，并组成幕墙试件后进行抗风压测试。从计算书看，应力余量和挠度余量都较大，测试结果也表明挠度一般小于允许限值。但是检测也发现部分影响安全的工程隐患。
某单元式玻璃幕墙挂钩试件在抗风压测试中发生断裂和变形。经分析、认为挂钩根部存在拉压剪切和弯曲，手里状态较为复杂；在设计上采用了直角过渡加剧了应力集中；采用了铝合金挂钩，材料特性决定了挂钩不能通过局部变形抵抗裂纹进一步扩展。三方面因素共同作用导致了挂钩结构失效。
2.耐撞击性能
幕墙在使用过程中，其室内侧和室外侧都有可能收到撞击，包括人员日常活动、各种设备的使用等都有可能会对幕墙表面造成撞击效果。检测过程中用充气软体重物模拟冲击效果，以冲击能量衡量耐撞击性能。
从测试结果看，玻璃幕墙尤其是双层中空钢化玻璃面板耐撞击性能较好，撞击后能吸收部分冲击能量。电有因为局部玻璃垫块设置不合理、玻璃自身工艺不达标等原因造成的耐撞击性能缺陷。
与玻璃相比较，其他面板幕墙更容易出现耐撞击性能不合格的问题。石材、千思板、陶土板等材质较硬脆，稍许变形即出现裂纹或碎裂，如果面板支撑构件与面板间无有效缓冲，在软体重物冲击下，很容易发生局部破损。此类脆性面板材料应加装隔离护栏，避免承受直接冲击作用(图2)。
三、质量控制措施
做好工程实施前的技术准备工作，可有效减少实际工程上的质量问题。如果发生质量问题、事故后再整改，不仅难度增大、花费增多，对企业品牌的隐性损失更大。在幕墙工程开始前，加强对以下几方面的控制尤其重要。
1.完善设计
结构荷载方面，应严格按照标准规范要求，确定合适的风荷载标准值、地震设防级别。对有特殊构造、特殊要求的建筑，必要时可增加风洞模拟实验，确保荷载可靠。根据实际情况，确立主要构件的力学模型，由荷载作用计算构件主要指标。目前设计单位基本都使用了计算机程序完成这一过程，在输入程序前应复核力学模型。
机械构造设计阶段，再关注细节构造。比如各连接件、紧固件、锚固件等薄弱环节，要有完善的计算，防止套用之前设计、跳过复核的情况发生。对水密性的预判在此阶段应得到重视，单元幕墙等压腔构造是否合理，是否存在压力下可能的渗水通道，开启窗密封胶条的角部处理，泄水孔流量计算等细节问题。
对面板的支撑应考虑耐撞击要求，采用柔性垫片等措施以防止面板与支撑构件硬接触。硬充分了解使用阶段情况，对某些可能耐受冲击载荷尤其是人员碰撞的幕墙，要考虑设立防护栏杆等措施，防止意外情况发生。
2.控制原材料和施工工艺
按照标准要求，所有原材料在进场施工前都应进行材料复验。对于某些幕墙，应提前进行此步骤工作，防止出现面板、构件与胶不相容，材质不达标等影响工程质量的问题。
施工工艺对幕墙最终性能有较大影响。现场施工的构件式幕墙、全玻幕墙、点支幕墙等，其材料装配、结构耐候胶填注、预埋件焊接等工艺的质量依赖于一线施工人员的现场控制。工厂组装的单元式幕墙对运输、吊装要求更高，应注重防止产生表面损伤、结构变形、局部变形等影响。施工单位应加强操作人员质量意识培训和技能培训，加强监管，防止因施工导致质量问题，特别是因隐蔽结构工程影响工程质量。
3.严格质量管理制度
质量管理制度对质量提升有重要作用，在一定程度上，好的质量是管理出来的。首先，从企业管理者角度应深刻认识到质量工作的重要性，质量是企业的生命和发展支柱；其次，应建立完善的质量保证制度，在企业内部实施质量控制；最后应积极主动配合外部质量监督机制，及时与相关检测单位、监理单位、顾问单位对接，在外部机构帮助下切实提高幕墙施工质量水平。
幕墙在使用过程中可能出现多种质量问题。笔者根据实验室工作的经历，总结了部分影响使用性能和安全生能的问题所在，分析其原因，有针对性地就幕墙生产企业完善质量控制提出建议，在设计、原材料选型、施工阶段做好把控，同时提高企业质量管理水平。