淺談既有建筑幕墻的綜合改造

    1、前言

    中國建筑幕墻工業(yè)從1983年開始起步，歷經(jīng)20多年的發(fā)展，到21世紀(jì)初已成為世界第一幕墻生產(chǎn)大國和使用大國，正在向幕墻強(qiáng)國發(fā)展。2003年我國生產(chǎn)了約1000萬m2 建筑幕墻，約占全世界當(dāng)年用量的2/3左右，2004年生產(chǎn)鋁合金門窗24093.16萬平方米，建筑幕墻4064.2萬平方米。經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，中國的幕墻行業(yè)始終堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展路線。通過開拓市場引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品，形成了優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，幕墻行業(yè)進(jìn)入了市場調(diào)節(jié)的規(guī)范階段。

    2、既有建筑幕墻安全和節(jié)能改造需求較大

    但是由于幕墻早期發(fā)展勢頭過猛，技術(shù)法規(guī)和整體管理難以及時跟上，出現(xiàn)了不少混亂。玻璃幕墻行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)首見于1996年，并與2003年完成了修訂，石材與金屬幕墻行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在2001年出臺。行業(yè)發(fā)展初期，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)頒布較為滯后，加上現(xiàn)在很多既有建筑幕墻多造于1996年之前，上訴因素造成“先天不足”。調(diào)研結(jié)果顯示，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺前的建筑幕墻工程因設(shè)計(jì)、制作、安裝、檢測和驗(yàn)收沒有技術(shù)依據(jù)，隱患較多。另一方面，建筑幕墻作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其本身的剛度較小，設(shè)計(jì)年限也小于建筑物的使用年限，存在“性能退化”。如隱框玻璃幕墻中使用的硅酮結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量保證期為10年，研究表明其性能隨時間而退化；機(jī)械錨栓或化學(xué)錨栓在長期反復(fù)荷載作用下也會產(chǎn)生錨固松動、金屬連接件的銹蝕、連接螺栓松動、石材空鼓或固定不牢等現(xiàn)象。幕墻門窗等圍護(hù)結(jié)構(gòu)在建筑總能耗中所占比例約為72%。因此在討論建筑整體節(jié)能的影響和作用時，幕墻門窗節(jié)能是無法忽略和回避的。我國目前城鄉(xiāng)近400億立方米既有建筑中屬于高耗能的建筑大于90%，隨著建筑壽命周期的推進(jìn)，建筑性能不斷衰減，能耗會不斷上升，增加了能耗總量。能源問題已成為經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的重大制約和首要問題，節(jié)能工作十分緊迫。為了實(shí)現(xiàn)“十一五”規(guī)劃提出的目標(biāo)，“十一五”期間，全國城鎮(zhèn)建筑節(jié)能率將達(dá)到50%，其中，各特大城市和部分大城市節(jié)能率將達(dá)到65%，既有建筑中的25％要進(jìn)行建筑節(jié)能改造，全國將形成一個巨大的建筑節(jié)能改造工程市場，節(jié)能潛力非常大。

    3、既有建筑幕墻綜合改造技術(shù)

    既有建筑幕墻綜合改造難度要比新建幕墻工程要大得多，改造建設(shè)程序也應(yīng)遵循新建工程的一般要求，從設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)和驗(yàn)收等多方面嚴(yán)格把關(guān)，力求使建筑“舊衣”煥然一新，達(dá)到安全節(jié)能的綜合要求。

    3.1 提高安全性能的技術(shù)

    （1）主要受力框架安全加固

    增加連接支點(diǎn)、減小跨距，是解決框架強(qiáng)度不足或撓度過大較為有效的方法，且同時可加強(qiáng)與主體結(jié)構(gòu)連接。采用附加受力框架彌補(bǔ)更多的承載力，附加框架設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧室內(nèi)的建筑效果和美觀。

    （2）玻璃加固：

    鈦金薄膜貼膜加固工藝目前較為成熟，對玻璃耐沖擊、防飛散、提高強(qiáng)度有較大作用，但仍應(yīng)慎重考慮邊緣固定形式的設(shè)計(jì)，針對安全的貼膜加固不應(yīng)采用日光型貼膜方式、應(yīng)采用邊緣與框架結(jié)合型的方式。對于強(qiáng)度不足或安全使用特殊要求的部位，仍應(yīng)以更換為符合要求的安全玻璃較為妥當(dāng)。

    （3）硅酮結(jié)構(gòu)密封膠失效加固：

    內(nèi)測加固法，可在尺寸較小的受力框架上增加玻璃附框、打注硅酮結(jié)構(gòu)膠，然后以安裝飾扣板封口；外側(cè)加固法，可以增加豎向或橫向玻璃壓條方法進(jìn)行加固，原隱框玻璃幕墻改為半隱框或明框方式。

    （4）開啟窗五金件更新：

    3.2 改善隔熱保溫性能的技術(shù)

    （1）降低窗墻比是較為簡潔有效的措施：

    除必要的可視部位以外的玻璃可采用復(fù)合板材進(jìn)行代替，如玻璃+苯板+內(nèi)飾板組成的復(fù)合板（sand-wichpanel），可滿足建筑外觀不改變，但熱工性能可得到較大改善。外層金屬板的復(fù)合板產(chǎn)品可以作為金屬板幕墻節(jié)能改造的選材。

    （2）減少室內(nèi)外空氣對流：

    更換失效密封五金條和五金件，有效地控制幕墻的空氣密封性能，可大大減少由于空氣對流造成的能量損失。

    （3）改善材料傳導(dǎo)性能：

    玻璃板塊除了已有較廣范應(yīng)用的中空玻璃、低輻射玻璃、充惰性氣體的中空玻璃以外，目前國外已有超級玻璃（superglazingsystem，玻璃+兩個空氣層由功能箔進(jìn)行分離+玻璃）、熱變色玻璃(thermochromic) 等新產(chǎn)品出現(xiàn)，超級玻璃通過增加空氣層厚度、并通過功能箔降低空氣層對流作用來降低U值，熱變色玻璃能根據(jù)不同季度溫度來控制光線的透射。明框玻璃幕墻可通過增加隔熱墊，使用隔熱螺栓方式形成斷橋。

    （4）降低夏季熱輻射作用：

    外遮陽是橫向或豎向降低夏季熱輻射最有效的方法。

    4、結(jié)論

    既有建筑幕墻改造時除技術(shù)因素以外，還有其他因素的影響，如產(chǎn)權(quán)關(guān)系復(fù)雜、維修基金不足以承擔(dān)改造費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素，同事要確保建筑物仍然正常使用。因此除建筑物業(yè)主承擔(dān)主要責(zé)任外，相關(guān)政府部門應(yīng)在政策面上結(jié)合城市公共安全、建筑節(jié)能等建立相應(yīng)的激勵機(jī)制，以推進(jìn)此項(xiàng)工作的開展。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范（JGJ 102-2003）

[2]玻璃幕墻安全性能現(xiàn)場檢測評估技術(shù)研究。

[3]關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定。國發(fā)（2006）28號文。