幕墙工程设计施工存在的问题及预防

我国是建筑幕墙生产和使用大国,2008年全国幕墙总产值达200多亿元,幕墙总面积约8000万平方米,并且在逐年增加。我国的幕墙生产企业也是成千上万,仅江苏就有400多家。生产企业生产能力参差不齐,导致幕墙工程质量存在很多隐患。作者多年参加幕墙优质工程评选活动,根据评选细则要求,对评选中发现的问题大致归纳如下。
　　
　　一、存在问题
　　
　　(一)竣工图纸问题
　　
　　1.有少数工程提供不出完整的竣工图,主要是一些初次进人幕墙行业的企业,技术能力较差。
　　
　　2.部分工程的设计说明过于简单,未对该工程所使用的主要材料品牌、材质、性能指标进行说明。详细的设计说明应至少包含以下内容：
　　
　　(1)工程所包含的幕墙类型;
　　
　　(2)设计依据和标准;
　　
　　(3)幕墙的主要物理性能参数;
　　
　　(4)主要材料的品牌、规格、材质和性能技术指标;
　　
　　(5)防火、防雷设计要求和措施;
　　
　　(6)加工、制作、安装要求等。
　　
　　竣工图总说明是施工验收总纲,许多工程的设计管理人员对此没有重视。
　　
　　3.总说明中引用非现行标准的情况较多,特别是产品标准、性能检测标准、材料标准。许多设计人员标准更新缺乏关注。
　　
　　4.幕墙物理性能定级未经计算确定。部分工程对幕墙的物理性能定级概念模糊,未按JGJ102-2003规范4.2条的规定通过计算确定幕墙的风压变形性能等级、水密性能等级、气密性能等级和平面内变形性能等级。有的凭经验,有的按固定格式套用,使总说明中的物理性能级别与计算不符,也有部分工程未对幕墙物理性能定级。
　　
　　5.后置锚栓的设计值未在设计说明中标明。大部分设计后置埋件的工程,在设计说明和节点图中均未对后置化学锚栓和石材锚栓的设计抗拔值进行标注和说明,导致施工检测时无法准确确定化学锚栓的设计值。
　　
　　6.防火防雷节点不全。部分工程未对防火防雷单独出节点图,仅在一般大样中作简单标注;防火部分注重横向楼层的分隔而忽视幕墙立柱与墙之间的分隔;金属和石材幕墙周边或窗洞四周大部分工程图纸没有防火分隔节点图。
　　
　　7.节点图、构件图经常遗漏。有的工程节点图少难以满足施工要求;有的在计算书中注明用双跨梁结构而在图纸中未反映;有个工程立柱与主体结构联接设计应3个螺栓,图纸只有2个螺栓,图纸与设计计算不一致;单元式幕墙普遍缺少单元板块吊装设计。部分工程图纸遗漏了铝型材的断面图、金属板块加工图、点玻幕墙玻璃加工构件图。
　　
　　8.采用肋支承的点支承玻璃幕墙,玻璃肋未使用钢化夹胶玻璃。个别主要通道口点支承玻璃幕墙,其支承的玻璃肋高达8米未使用钢化夹胶玻璃,若玻璃肋破碎,会导致整片幕墙塌落。
　　
　　9.节点设计与规范不符。个别点支承玻璃幕墙为了注重大跨度和高通透的实用要求,十多米长的钢管立柱(压弯构件)之间竟无一根横向拉杆;有的玻璃幕墙闭口型材上下立柱连接芯柱长度未达到250mm;型钢或钢管立柱两端焊死,无法适应主体结构的位移等。
　　
　　10.缺少与设计计算有关的尺寸标注。部分工程的竣工图形同示意图,对一些影响幕墙结构安全的重要尺寸未做标注或标注不全。如缺少隐框玻璃幕墙的板块注胶宽度和厚度尺寸,缺少转接件的焊缝长度标注等。
　　
　　11.竣工图与现场实际情况不相符。幕墙工程或多或少都存在设计或施工变更,有的工程未在竣工图上反映变更,如有的工程采用了后置埋件化学螺栓,但在竣工图上仍为预埋件;有个工程开放式石材幕墙施工背部采用镀锌铘板作防水构造,施工现场却是用铝塑板作防水构件;竣工图上开启扇用挂钩式连接,而现场却是铰链式连接;有个工程现场增加的幕墙未在竣工图上反映;还有的直接用方案图或施工图代替竣工图,一定程度上显示这些生产企业在设计管理上的混乱。
　　
　　12.竣工图编排混乱,签字手续不全。有的工程竣工图没有图纸目录或目录内容太含糊,不能准确表达如防火大样、隐框幕墙窗扇大样等信息;有的竣工图未按立面→平面→剖面→大样图→节点图→构件图的顺序编排图纸,使整套竣工图十分零乱;有的工程竣工图未盖施工单位竣工图专用章或施工单位和监理单位人员签名不全等,使竣工图不能形成有效合法文件。
　　
　　(二)设计计算问题
　　
　　1.有的工程提供不出计算书。一些非专业幕墙生产企业或初次申报企业有时提供不出设计计算书。
　　
　　2.漏算部分类型幕墙。部分工程没有提供工程所有幕墙类型的设计计算书,只对主要的幕墙类型进行计算而不是全面的设计计算,如门厅全玻璃幕墙、拉索式幕墙的联接部分、钢结构、采光顶、雨蓬等多数漏算。
　　
　　部分的风荷载体形系数,而转角和檐口部位的负风压比大面风压要大得多,对幕墙结构材料的性能要求比大面要求高很多,以大面的设计风压值覆盖转角和檐口的设计风压会导致幕墙结构不安全;也有的项目不区分大面和墙角边的风荷载体形系数,全部按墙角边的最大的风荷载体形系数取值,这样做既不经济又不科学。
　　
　　4.压弯构件未作稳定性计算。点支承玻璃幕墙由于注重大分格、大跨度、高通透的实用要求,其支承立柱一般采用型钢或钢管压弯构件,但大部分项目未按JGJ1m~2oo3规范的规定进行稳定性验算。
　　
　　5.连接件计算经常漏算。部分工程由于选用的计算软件不同,设计人员未对设计计算书进行详细检查,只对板块强度、横梁立柱强度和挠度等大项进行了计算,而忽视了其它部分的计算,如缺少预埋连接板计算、连接螺栓计算、连接件焊缝计算、后置化学螺栓的计算、连接角码计算等。由于每个工程的幕墙结构和连接方式不同,幕墙计算时要分析荷载和作用的传递路线,注意每个构件和节点的计算细节,若完全靠计算软件计算,会造成部分连接件漏算或少算。
　　
　　6.有的工程幕墙不符合静定梁条件仍按静定梁计算。
　　
　　7.节能设计与热工计算项目。因为是从2008年起开始要求节能设计,在检查的工程中有一半以上没有热工计算,普遍存在没有节能设计软件不会计算问题。
　　
　　(三)材料和质保资料问题
　　
　　1.材料与设计要求不符。有些工程设计立柱要求用铝型材应6063T6或6063AT5,进货为6063T5,材料性能差别较大;有个工程钢龙骨标准要求壁厚3.5mm,实际进料为2.5mm。主要材料性能低于设计指标将存在严重安全隐患。
　　
　　2.同一工程使用了两种以上的胶。个别工程存在两种甚至两种以上结构胶或耐候胶的合格证和质量保证书。有的工程结构胶使用一种品牌,而耐候胶又使用另一种品牌。施工现场使用两种以上胶会造成管理上的混乱,出现质量问题时难以分清责任,也无法进行统一的相容性试验。
　　
　　3.未对工程全部类型幕墙进行物理性能检测:现今幕墙大部分以组合幕墙为主,如2008年本人检查的32个工程中,玻璃幕墙(包括有点支式、全玻)5个,约占16%;石材幕墙2个,约占6%;玻璃幕墙、石材幕墙组合的14个,约占44%;玻璃幕墙、铝板幕墙组合的6个,约占19%;玻璃幕墙、铝板幕墙、石材幕墙组合的5个,约占16%;组合式幕墙占80%。但部分工程仅提供一种幕墙的物理性能检验报告,不能全面反映工程其它类型幕墙的性能”。个幕墙工程中有5个铝合金玻璃幕墙没有“三性”检测报告,有10个大面积石材幕墙工程没有“三性”检测报告。石材污染性检测多数工程不做;不少工程不做耐候胶相容性试验;有的工程甚至无结构胶相容性试验报告。还发现三性检测报告有假报告情况。
　　
　　4.幕墙物理性能检测报告与工程现场情况不符。在出示的幕墙物理性能检测报告中,有部分报告不能反映现场的实际情况。没有按设计计算书所选择的最不利位置的跨度、板块尺寸、风荷载设计值和型材类型进行试验;有开启扇的幕墙试验中未包含开启扇的检测等。
　　
　　5,后置锚栓检测不规范。由于设计变更、旧搂改造和预埋件偏移等原因,大部分幕墙工程都存在陕目舌置埋件的问题。化学螺栓必须在施工现场做抗拔力试验。有的工程使用多种化学螺栓只做一种抗拔试验报告;有的工程大量使用化学螺栓,但仅做一组三件化学螺栓的试验,远未达到JGJ145要求的受检数量;有的工程化学螺栓的抗拔检测值达不到设计值的两倍要求,导致工程存在安全隐患。
　　
　　6.主要材料复检存在较大偏差。需要提供复检的主要幕墙材料有铝型材、钢板、铝板、石材、主要受力螺栓等。检查过程中发现存在以下主要问题:
　　
　　(1)用未注明工程名称和与工程施工时间不一致的供应商提供的材质证明代替材料复检报告;
　　
　　(2)缺主要受力构件用钢材或铝型材的复检报告;
　　
　　(3)部分石材幕墙未提供石材抗弯强度检测报告;
　　
　　(4)平板预埋件的锚筋与平板焊接的焊缝未进行力学性能检测;
　　
　　(5)进口材料不能提供海关的商检报告等。
　　
　　7.注胶记录不符合规范要求。结构胶的注胶质量与幕墙的安全紧密相关,有些工程在注胶方面存在以下不足:
　　
　　(1)在既有结构胶叉有耐候胶的工程中,未在正式注胶前同时进行结构胶和耐候胶的相容性试验;
　　
　　(2)结构胶注胶宽度或厚度小于图纸和计算书尺寸;
　　
　　(3)相容性试验和粘接性能检测报告要求注胶时打底漆,检查时不能提供打底漆的原始记录;
　　
　　(4)玻璃板块在安装前未进行实物剥离试验;
　　
　　(5)未对注胶和固化养护过程进行有效控制,板块注胶记录中温度、湿度不在规范规定范围内，单组分和双组分结构胶的完全固化时间未分别达到14天和21天就上墙安装,造成变形,粘接力降低。
　　
　　8.石材干挂胶未正确使用环氧胶粘剂。《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)规定:石材幕墙挂件与石材之间的粘结固定应采用双组分环氧胶粘剂粘结,但相当一部分工程仍使用云石胶粘剂。云石胶粘剂未经脱油处理,容易造成石材污染,在低温条件下其粘结强度弱于环氧胶粘剂干挂胶很多倍,而且云石胶怕潮湿、不耐高温、易风化、剪力不够,在温差和震动作用下产生的位移较大,石材容易开裂。
　　
　　9.采用张拉索杆体系的点支承幕墙未见索杆张拉记录。张拉索杆是点支承幕墙的承力部件，其索杆张拉记录事关点支承幕墙的抗风压能力和安全使用。
　　
　　10.没有淋水试验记录或淋水试验记录参数不全。大部分工程没有淋水试验记录或淋水试验记录参数不全;也有的没有按规范规定的淋水装置进行淋水试验。
　　
　　11.防雷无记录较为普遍,有钢结构的工程提供不出焊缝检测报告,有的工程现场隐蔽工程记录不全,安装质量记录不全等。
　　
　　(四)工程质量方面
　　
　　1.外观问题。主要有石材幕墙胶缝处因胶品种使用不当造成污染、石材因选用不当造成色差、红锈、霉变;少数工程玻璃幕墙面板在安装时未对缝,打胶后出现胶缝错位;金属幕墙墙面出现起鼓或凹陷现象等。
　　
　　2.玻璃幕墙开启窗五金件脱落问题。玻璃幕墙开启窗五金件脱落问题较普遍,有的没有定位风撑致使开启角度过大,有的滑撑出现锈蚀,有的执手松动甚至脱落。
　　
　　3.渗漏情况。一些工程因顶部处理不当出现渗漏,也有的明框幕墙没有排水设计或设计了排水没有按设计施工造成渗漏。
　　
　　4.胶缝龟裂起泡。有的工程硅酮耐侯密封胶多处出现变硬龟裂和起泡现象,影响密封胶的正常使用功能。密封胶开裂和起泡主要有以下原因：
　　
　　(1)使用了低质原料生产的劣质密封胶产;
　　
　　(2)使用了过期的密封胶产品;
　　
　　(3)密封胶厚度和宽度比例严重不对,过厚或过薄都会造成胶缝开裂或起泡;
　　
　　(4)注胶操作不连续,多次重复注胶也会造成表面不平、起泡;
　　
　　(5)施工环境温差太大也容易导致密封胶缝开裂。
　　
　　5.一块玻璃跨越两个防火分区。个别工程出现多处同一幕墙玻璃跨越建筑物的两个防火分区现象,有个工程不但一块玻璃跨越两个防火分区,而且将防火镀锌铁皮直接顶在玻璃上,之间没有缝隙,明显违背JGJ102-2003规范要求;点玻幕墙用防火玻璃作防火分隔时,没有在点玻幕墙玻璃的胶缝处设置并用防火密封胶密封。
　　
　　6.钢化玻璃爆裂。有些幕墙投入使用时间不长就出现钢化玻璃爆裂。钢化玻璃爆裂破损的原因主要有下列几种情况:
　　
　　(1)玻璃未磨边或磨边质量不高,导致玻璃边缘应力集中造成玻璃破裂;
　　
　　(2)玻璃内外或中心与边缘温差大,也会产生玻璃破裂;
　　
　　(3)钢化玻璃未经二次引爆处理应力过大造成玻璃破裂;
　　
　　(4)钢化玻璃内部硫化镍在温度明显变化时体积增大产生局部应力集中,造成钢化玻璃自爆;
　　
　　(5)安装方法不正确使玻璃产生挤压应力导致玻璃开裂等。
　　
　　7.开启扇密封胶条老化。部分工程开启扇密封胶条不交圈或胶条老化变硬、收缩,胶条缩短后使角部间隙过大影响气密性能。密封胶条丧失使用功能后会导致雨天渗水,大风天气出现啸叫现象。
　　
　　8.隐框或半隐框幕墙玻璃底端未加托条。部分工程隐框或半隐框幕墙玻璃下端未加托条。硅酮结构密封胶承受永久荷载的能力较低,而且有明显的变形,所以长期受力部位应设金属支承。JGJ102-2003规范规定隐框或半隐框幕墙玻璃应在玻璃底端加两个厚度不小于2mm、长度不小于1OOmm的不锈钢或铝合金托条,部分工程没有按规范设计施工。
　　
　　9.石材板块松动或开裂。石材幕墙板块破损多数是在开槽处沿槽的底部开裂,主要原因槽口中心线不与板厚中心线重合,槽口向内或向外偏移使石材强度降低,在温差或震动作用下导致石材破损。
　　
　　10.伸缩缝处理不当。多个工程立柱伸缩缝、横梁与立柱之间缝隙没有打胶且缝隙过大，有的虽然打胶但胶与胶垫不相容导致变色。
　　
　　11.横梁侧翻。玻璃幕墙工程横梁侧翻现象比较普遍,主要原因为追求通透效果,玻璃板块越来越大,如今全部是中空玻璃,重量集中在横梁外侧,横梁与立柱联接普遍按常规用2个螺栓,造成了横梁的侧翻。
　　
　　二、预防对策
　　
　　上述问题的存在,不利于幕墙的健康发展,甚至构成了安全隐患。为了预防此类问题的发生,特提出以下建议:
　　
　　1.增强质量意识、提高质量管理水平。幕墙工程是一项要求十分严格而又细致的工作,幕墙工程涉及安全性,百年大计质量第一。要建立一套完整的企业幕墙工程质保体系,包括组织机构人员或部门职责、工程全过程的实施和检查细则、质量工作奖罚条例等,让创建优质工程活动变成企业全体员工的自觉行动,全面提升企业的质量管理水平。
　　
　　2、重视设计审核、选好设计人员。幕墙工程设计是龙头,没有好的设计就一定不会有好的工程。好的设计作品需要有以下条件作保证:
　　
　　(1)优良工程要有优秀的设计师担任主设计;
　　
　　(2)设计人员均要对标准和规范相当熟悉，设计文件要符合行业规范的要求,不能有明显偏离规范的作法;
　　
　　(3)设计文件的审核程序符合要求,校对和审核人员不能走形式,要实实在在地对设计文件进行全面检查和审核并出具审校意见。经修改后才能在设计文件上签名，审批人员也应熟悉标准规范，对工程设计的主要求把关，要做到层层把关，一丝不苟。
　　
　　3.贯彻标准规范,准确计算第一。优良工程一定要是安全工程,安全来自于设计阶段的准确计算和施工阶段正确地执行设计文件,要做到准确计算需注意以下问题:
　　
　　(1)幕墙设计人员要认真分析幕墙构件的受力状态,正确、合理选用计算参数;
　　
　　(2)严格采用现行的国家、行业标准规范进行计算,2008年以来建筑幕墙产品标准、检验标准以及材料等相关标准和规范修订更新的较多，设计文件都应按现行标准规范更新,相关行业规范中的强制性条文更要不折不扣的执行;
　　
　　(3)正确选用计算软件，认真审核计算过程，做到不缺项、不漏项。
　　
　　4.重视资料收集、落实专人负责。工程资料是工程的真实写照,通过工程资料就可了解工程的来龙去脉,分辨出工程的优劣水平,发生问题或事故可通过工程资料进行追溯。很多企业往往不重视资料的收集整理,使创优工作功亏一篑。优良工程的资料也代表公司的形象,资料积累越多，越能证明企业业绩和能力,为企业发展锦上添花。做好幕墙工程的资料整理要从以下几方面着手：
　　
　　(1)要对幕墙工程的资料整理和归档要求做出专门的规定并严格执行;
　　
　　(2)要安排受过专门培训、有资料员上岗证的专职资料员负责资料的整理和归档工作;
　　
　　(3)公司质检部门和工程负责人在工程实施过程中要定期检查资料的整理情况,发现问题及时更正;
　　
　　(4)工程管理人员应对幕墙工程相关要求有比较透彻的了解,并按相关要求保留各种资料。
　　
　　5.加强施工管理,确保工程质量。由于建筑幕墙工程现场施工环境复杂,人员配各、施工工艺、施工操作都不一样,为抓好现场施工质量管理工作,建议重点进行以下几方面的工作：
　　
　　(1)科学策划,精心组建施工项目部
　　
　　在创优工程施工前,应根据工程规模大小、类型、周期、技术含量等要素进行科学策划,编制施工组织设计、确定工程项目部组成人员和施工安装队伍,明确责任和相互配合的义务,精心组织施工。
　　
　　(2)把好采购关,控制材料质量
　　
　　原辅材料品质的好坏,直接关系到整体施工工程质量。根据设计和合同要求,应列出原辅材料清单,对特殊材料、对结构安全有重要要求的材料要制定严格的采购控制程序,控制材质源头，严格按照工程合同要求和材料检验规范做好进货和检验工作。在材料的控制方面,施工项目部应与设计人员经常沟通,避免出现某工程设计用6063T6型材,工程采购用6063T5型材的情况出现。
　　
　　(3)强调事先控制,完善预控手段
　　
　　把好现场安装质量关,要做到“事先控制、预防为主”,具体做好三个交底,即工程部向项目部交底,项目部向安装班组长交底,班组长向安装工人交底。在安装过程中,项目经理、项目质检员按相应的工艺规程要求切实进行控制和检验，并做好过程控制记录,在安装过程中严格实行检验“三关”即首检、隐蔽工程报验和成品交验。安装工序的首件必须经操作工自检和质检员检验,检验合格方可投人批量安装,质检员还需对每一道工序进行抽检,发现问题及时进行纠正。
　　
　　(4)强化检测和监督,确保内在质量
　　
　　强化工程检测和监督机制,才能确保创优工程内在质量。应对工程中的关键项目实行重点控制,如:幕墙工程的抗拔测试、结构胶相容性测试、气密性、水密性、抗风压和平面位移、热工性能等标准规范规定的检测项目要实行重点监，在施工前进行检测合格后进行生产,对测试中发现的问题及时与设计部门联系进行纠正和预防，确保符合工程设计要求。其次,企业工程部要对创优工程安排负责人员进行跟踪监督,以纠正施工项目部可能出现的不当行为,确保施工质量。
　　
　　三、结束语
　　
　　幕墙是城市现代化的象征,在褶褶生辉的墙下,不能内藏污垢。人们既要感受幕墙的雄伟壮丽,叉要感觉安全可先辈。我们希望幕墙企业的设计、生产、制作水平都能达到国内以至国际水平,更期望所有幕墙工程都成为优质工程。