專家解讀：極端氣候?qū)δ粔ΣＡУ钠茐?/a>

　　目錄

　　⊙今年9月15日臺風“莫蘭蒂”登陸廈門

　　⊙登陸廈門特大臺風的風速與風壓（詞條“風壓”由行業(yè)大百科提供）

　　⊙臺風破壞玻璃面板的表現(xiàn)特征

　　⊙上海地區(qū)氣候風的統(tǒng)計分析

　　⊙玻璃面板破壞要點的歸納

　　⊙對臺風災害破壞后的態(tài)度

　　⊙極端氣候風對面板破壞后的善后工作

今年9月15日臺風“莫蘭蒂”登陸廈門

某超高層半隱框玻璃幕墻

(局部外片玻璃脫落)

廈門五緣灣某海景房，整個臨海面的門窗玻璃幾乎全部“吹”掉

按規(guī)范設計、施工的超高層建筑（詞條“超高層建筑”由行業(yè)大百科提供）玻璃幕墻依然巍然矗立

按規(guī)范設計、施工的超高層建筑玻璃幕墻依然巍然矗立

2014年8月5日

“威馬遜”臺風席卷海口

大臺風后玻璃幕墻

2014年8月5日，海口某大廈幕墻玻璃在超強臺風“威馬遜”中破損嚴重，存在極大的安全隱患。

2014年8月5日，海口某大廈幕墻玻璃在超強臺風“威馬遜”中破損嚴重，存在極大的安全隱患。

登陸廈門特大臺風的風速與風壓

2016年9月15日，“莫蘭蒂”特大強臺風風力:

　　1999年10月9日，9914號強臺風登陸廈門瞬時風速46m/s。

　　規(guī)范基本風壓取值，廈門地區(qū)10米高處10分鐘平均風壓值

　　0.80KN/m2 50年一遇;0.95 KN/m2 100年一遇。

　　一般規(guī)范設計取值30年一遇。

　　瞬時風速3秒和10分鐘(600秒)的時距轉(zhuǎn)換關系一般為：

　　V3/V600=1:1.42 。 V3=54.9m/s時，W0=1.8838KN/m2;

　　V60=45.1m/s時，W0=1.2713 KN/m2;V600=V10min=38.6m/s，W0=0.9312KN/m2 。

　　風速和風壓關系一般取P=V2/1600 。

　　臺風作用過于猛烈，風載荷變化多端。風力并非簡單的正、負風壓，而是非常復雜的作用，推壓、吸拉、彎曲、切換、扭轉(zhuǎn)、變向等,只能說尚處“無知”認識。

臺風破壞玻璃面板的表現(xiàn)特征

　　2016年9月15日，14號超強臺風“莫蘭蒂”登陸廈門，對玻璃幕墻的襲擊，所造成的破壞，大致有以下幾種表現(xiàn)：

　　1.臨海迎風面曲面玻璃面板破壞，面目全非;

　　2.開啟窗扇大量脫落，局部外片玻璃脫落;

　　3.玻璃開孔駁爪處嚴重破壞;

　　4.底層玻璃門、塔樓裙房結合部位玻璃面板破壞;

　　5.自封陽臺玻璃門窗成重災區(qū);

　　6.裝飾部件、外遮陽構件吹落等。

　　玻璃幕墻遭受臺風侵襲的主要部位，均是風荷載偏大部位。

　　1.玻璃面板破壞、碎裂、位移的部位，與風洞試驗最大風壓分布

　　區(qū)域基本對應;

　　2.造成損壞底部多大于上部，屋頂及檐口、轉(zhuǎn)角部較普遍;

　　3.塔樓裙房結合部位即“Hot sport”熱點部位問題較多;

　　4.建筑凹部玻璃、凸出裝飾、遮陽構件影響較大;

　　5.臨海陽臺封閉玻璃破壞;

　　6.除連接關系破壞失效外，若干玻璃面板破壞明顯，破損嚴重，表現(xiàn)為厚度薄，面積大。

上海地區(qū)氣候風的統(tǒng)計分析

　　1、1971年~2007年風速記錄

　　1971年~2007年風速(m/s)記錄(上海崇明，B類，高度4.5m臺風季節(jié))。

　　第一組：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。

　　第二組：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

　　——摘自空氣動力學報第28卷第4期，武占科等專文。

　　數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析：(表一)

　　2、1974年~2001年各區(qū)縣各重現(xiàn)期最大風速

　　1974年~2011年上海各區(qū)縣10m高度各重現(xiàn)期最大風速(m/s)(表二)

　　4、時最大風速的方向

　　5、不同時距、高度風速的換算

玻璃面板破壞要點的歸納

　　從安全性考慮，技術規(guī)范中，對下列玻璃問題應予重視，拾遺補缺。

　　1.鋼化玻璃：

　　1-1，玻璃破損率 三要素：風載荷、厚度和面積。

　　鋼化玻璃自爆率，上墻應持“零容忍”態(tài)度。對于玻璃輕質(zhì)高強、典型脆性、強度離散（詞條“離散”由行業(yè)大百科提供）的特點，應考慮其薄板、強度因子、強度分布因子三要素。

　　1-2，對玻璃面板驗收時，應增加提供含鐵量、表面強度和破損率三個特征數(shù)。

　　對產(chǎn)品指標應有個性化的制造商保證。對玻璃面板實際厚度有統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

　　2.夾層玻璃 三要素:剪切強度,粘結強度和工作溫度范圍。

　　2-1，剪切強度，三要素，膜片剪切模量、粘結強度和使用溫度。

　　對于夾層玻璃、復合面板、等效厚度、內(nèi)外片共同工作的特點，應考慮其膜片種類、剪切模量，工作溫度對膜片模量的影響，粘結強度問題。夾層玻璃不耐高溫，隨溫度升高膜片彈性模量（詞條“彈性模量”由行業(yè)大百科提供）、剪切模量及粘結強度極大降低。

　　2-2，對于玻璃面板驗收時，應增加提供剪切強度、粘結強度 和工作溫度范圍三個特征數(shù)。

　　3.點支承開孔玻璃面板 三要素:大面強度、端部強度和孔邊應力（詞條“應力”由行業(yè)大百科提供）控制。

　　3-1，玻璃的脆性性質(zhì)，使其存在大量微裂紋。開孔處應力集中，成為整個面板最薄弱處，這是控制玻璃面板安全性的關鍵所在。應力集中系數(shù)可能達2.35~3.0 。

　　3-2，對玻璃面板驗算時應增加孔邊應力主控指標一項。

　　4.超白低鐵玻璃 三要素:含鐵量、紅外線反射率和低輻射膜使用年限。

　　4-1，超白玻璃是低鐵含量玻璃，因為鐵的共生礦物金屬鎳Ni的含量與含鐵量相關，因而影響硫化鎳NiS的含量，故而影響自爆率。此外，超白玻璃對可見光的高透射率的同時，熱輻射、紅外線亦高透射。為了保證熱工性能，減低熱輻射、紅外線的進入，必須保證LOW-E膜對紅外線的相應反射效果，必須保證LOW-E鍍膜的使用年限。

　　4-2，對玻璃面板強調(diào)含鐵量、鍍膜玻璃對熱輻射、紅外線的反射率和LOW-E膜的使用年限，應增加這幾項特征性能數(shù)據(jù)的規(guī)定。

　　5.彎曲玻璃 三要素:加熱、彎曲和冷淬均勻性。

　　5-1，玻璃是高強度、高脆性材料，在非常小變形下即會突然破壞，故不宜冷彎。冷彎使保持高彎曲應力狀態(tài)及存在逆向回彈作用。而熱彎玻璃要經(jīng)過加熱、彎曲、冷淬三道工序的工藝處理，溫度分布均勻性、彎曲變形均勻性、冷淬均勻性帶來強度分布均勻性的較大離散。

　　5-2，對玻璃面板驗收，應增加提供各批量、個性化的強度分布均勻性特征指標。

　　5-3,重視曲面玻璃安裝適應性.

　　6.中空玻璃 三要素:合格率、外片粘結強度和氣密性。

　　6-1，中空玻璃成品合格率普遍偏低，應予嚴格管控出廠、上墻質(zhì)量，特別是外片玻璃粘結強度和氣密性。同時，應重視中空玻璃空氣間層內(nèi)的工作環(huán)境，應保證對低輻射LOW-E軟弱膜的有利耐用條件，防止縮短使用年限。并應有對LOW-E膜功能存在的檢測。

　　6-2，對中空玻璃面板應提供合格率具體指標，特別是外片粘結強度、氣密性，提供具體檢測LOW-E膜工作條件的規(guī)定。

　　上述玻璃面板的破壞，來自于風載荷突破規(guī)范預料，不可抵抗風力，而玻璃偏弱無能抵抗。建議，希望玻璃制造商、幕墻工程商和材料驗收檢測單位取得共識，形成標準。幕墻工程，材料是基礎。有了優(yōu)良的玻璃面板質(zhì)量，才可能有優(yōu)良的幕墻工程，兩者密切協(xié)調(diào)合作，才能有效預防風險，控制質(zhì)量安全，擔當社會責任。

　　超大特強臺風侵襲破壞玻璃面板，暴露了弱點和不足，壞事變好事,可以促進完善進步。超大特強臺風雖然百年一遇，但氣候變化極端異常氣象條件出現(xiàn)概率增大。針對此種環(huán)境，必要的適當強化抗風設計，提高玻璃面板的安全可靠性的控制，還是必要的。

對臺風災害破壞后的態(tài)度

　　臺風、地震、異常氣象等天災，是不可抗拒的自然破壞。如何認識風險事件：

　　a.沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權。(多聞、多問)

　　b.沒有數(shù)據(jù)就不要亂講。所以要慎于言，不失言，知者不言，言者不知，我們對危害、風險知之甚少、甚淺，基本上“無知也”“空空如也”。

　　c.一次風險事件、事故，“未見顏色而言謂之瞽”“ 道聽而涂說，德之棄也”。不是哪一個工程、企業(yè)、少數(shù)人的事，應該將其視為行業(yè)、專業(yè)共同的責任，這方面的經(jīng)驗、預防、成果應該行業(yè)共享。

　　d.出了事故不要隱瞞和推卸責任，“小人之過也必文”。

　　e.是幕墻問題還是窗問題，要分清。

　　f.是材料問題還是結構，是管理還是技術?

　　面板破壞后的善后工作

　　1.宏觀對比

　　美國波士頓漢考克大廈，20世紀70年代初期風暴、龍卷風襲擊，十分之一玻璃破碎。

　　1-1.美國土木工程協(xié)會針對1983年阿麗西亞颶風對高層建筑（詞條“高層建筑”由行業(yè)大百科提供）玻璃幕墻嚴重破壞，專家特別會議分析主要原因：撞擊、風壓、內(nèi)壓支承平面外屈曲,玻璃擠壓（詞條“擠壓”由行業(yè)大百科提供）、脹縮,安裝不合格。

　　1-2.組織專門研究試驗，經(jīng)20年風雨的窗玻璃，按斷裂力學理論，針對玻璃典型脆性材料試驗，計算玻璃破損概率。

　　1-3.在上述試驗基礎上，制定新的ASTM E1300-系列圖表，經(jīng)驗曲線。

　2.對災情的態(tài)度

　　2-1，實事求是調(diào)研，沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權，用數(shù)據(jù)說話。

　　2-2，不是哪個項目、哪個企業(yè)、哪些人的事，是整個行業(yè)、專業(yè)的事。

　　2-3，不隱瞞、不掩蓋、不推卸責任，勇于擔當，不文過飾非。

　　2-4，問題導向，視其所以、思其所由，亡羊補牢，預防風險。

　　2-5，對出現(xiàn)的問題辯證分析，既不絕對否定，也不絕對肯定，解決問題,技術進步。

　　3.中觀行動

　　3-1，規(guī)范的拾遺補缺，重視玻璃面板的問題。

　　3-2，材料是基礎，應用技術要內(nèi)涵產(chǎn)品應用，發(fā)揮特長，克服特短。

　　3-3，玻璃面板在臺風中暴露的問題：

　　3-3-1，熱彎玻璃問題嚴重，加熱、彎曲、冷淬均勻性，強度分布均勻性。安裝精準及

　　變形適應性.

　　3-3-2，開孔玻璃多有破壞，孔邊應力、應力集中，柔性接觸材料、施工。

　　3-3-3，平板玻璃破損概率，預測概率、表面強度、問題緣由。

　　3-3-4，夾層玻璃粘結強度，剪切強度、膜片模量、使用溫度。

　　3-3-5，中空玻璃合格品率，漏氣密封、熱反射率、使用年限。

　　3-3-6，超白玻璃熱透射率，反射紅外、鍍膜環(huán)境、使用壽命。

　　3-4，玻璃幕墻工程和幕墻玻璃品質(zhì)一體化：

　　3-4-1，玻璃產(chǎn)品出廠質(zhì)量保證，現(xiàn)場檢測實測。

　　3-4-2，幕墻工程上墻零容忍破損率，驗收條件。

　　3-4-3，設計、制造、施工的責任制度，管理體制。

　　3-4-4，規(guī)范中應用技術和生產(chǎn)技術的銜接、實驗、試驗、經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

　　4.微觀具體

　　4-1，增加質(zhì)量要求指標(玻璃面板)，玻璃含鐵量、破損率、熱反射率、紅外線透射率、LOW-E膜使用壽命、檢查中空玻璃合格率、夾層玻璃使用溫度、抗剪強度、鋼化玻璃表面強度、夾層玻璃使用溫度、熱彎玻璃強度分布……

　　4-2，補充設計計算施工規(guī)定：等效厚度計算、使用面積、長寬比、風荷載偏大區(qū)域選用(熱點)、駁爪柔性處置、樣品抽查、統(tǒng)計分析、玻璃供應商個性指標,熱彎板片安裝要求、膜片選擇。

　　4-3，當下切入點幾件事，能否提出技術條件?

　　4-3-1，列出增補對玻璃面板性能補充要求指標及個性化統(tǒng)計分析。

　　4-3-2，夾層玻璃等效厚度計算、膜片剪切模量取值、使用溫度規(guī)定。

　　4-3-3，玻璃面板打孔的孔邊應力取值，減少采用比例。

　　4-3-4，平板玻璃四邊支承時，玻璃破損率估算及表面強度檢測。

　　4-3-5，熱彎玻璃均勻性工藝參數(shù)檢查核定及安裝要求，普查。

　　4-3-6，中空玻璃合格率抽查及出廠質(zhì)量保證，工作環(huán)境溫度、紫外線、溫度、密封性。

　　4-3-7，低輻射鍍膜溫度LOW-E使用壽命的行業(yè)共識。

　　4-3-8，降低鋼化玻璃表面強度要求，提高半鋼化玻璃使用比例。

　　4-4，中、長期研究實驗工作，建立統(tǒng)計相關關系和經(jīng)驗方程，規(guī)范建立在數(shù)據(jù)基礎上。

　　結束語

　　認識“極端氣候風---玻璃表皮”矛盾對立統(tǒng)一體.

　　(1), 上海風環(huán)境

　　沿海,臺風,極端異常氣候風,最大時風速方向,年平均風速,時最大風速,瞬時風速,橫向風.

　　(1949~2005年,大于等于6~8級風84次)

　　(2),上海風荷載

　　負風壓,基本風壓,建筑表皮風壓分布,熱點部位,群體效應,風洞試驗,計算風工程,重現(xiàn)期,

　　(風壓分布,正負風壓,持續(xù)時間)

　　(3),幕墻抗風設計

　　基本風壓重現(xiàn)期取值,建筑表皮不同方向、部位、時間,不同玻璃構件,控制風荷載,玻璃破損概率,安全與經(jīng)濟平衡,開窗問題

　　(風荷載、表皮構件、支承構件三要素;主體、維護、附屬三結構.維護墻面、屋面、裝飾遮陽構件三系統(tǒng))

關于本文作者蕭愉先生

　　如果你還不認識蕭愉，那小編得趕緊先幫你補補課了，在幕墻行業(yè)，這可是知名度相當高的大咖哦!

蕭愉說

　　極端風氣候?qū)δ粔ΣＡУ钠茐摹边@個題目，是我近年來重點思考的一個問題。幕墻專業(yè)人要多一些、深一些學習和了解風氣候特別是極端風氣候的常識，覆面材料特別是玻璃面板的知識。要重視分析“風—玻璃”這一對矛盾統(tǒng)一體。對風的作用下，玻璃面板的表現(xiàn)，覆面抗風設計應有更大的關注和改善。

　　1.既有幕墻的現(xiàn)場檢查，可考慮重點為彎曲玻璃、開啟著連接、塔樓和裙房結合部、點支承、玻璃面板開孔駁爪、底層玻璃門、頂部女兒墻及檐口、轉(zhuǎn)角部位、立面裝飾構件和遮陽構件以及自封陽臺建筑玻璃等。

　　2.對玻璃面板材料定貨驗收，應重點強調(diào)熱彎玻璃加工溫度、彎曲、冷淬均勻性和強度均勻性指標記錄;夾層玻璃兩片玻璃間粘結強度、工作溫度范圍、膜片剪切模量;中空玻璃合格率、氣密性、內(nèi)外片粘結強度、結露狀況;開孔玻璃板片，除大面、端部強度外，更應重視孔邊應力、應力集中系數(shù);鋼化玻璃表面應力強度、破損率、含鐵量;超白玻璃低輻射鍍膜的使用年限、紅外線反射、透射率等。

　　3.上海地區(qū)有臺風侵襲、熱帶風暴大雨亦時卷來。因此幕墻覆面板片抗風設計，應予特別關注;此外，極端風氣候的氣象條件，也不容忽視。例如，四川成都雖無臺風但異常氣象，但2016年8月7日狂風暴雨加冰雹的破壞是嚴重的。上海亦有過事件案例。對于風荷載的認識有些新的表現(xiàn)，一是強臺風襲來時瞬時風速大,基本風壓值可能較大超過規(guī)范取值;二是負風壓在底層較大,似不同于正風壓的規(guī)律;三是上海地區(qū)城市中心年最大風速因建筑密度、臺風路徑、寒潮強度變化，似有減少趨勢;但應關注高層建筑群體橫向風引起相互干擾、風致振動、扭轉(zhuǎn)響應等作用。

　　問題導向,目標導向,一家之言,信言不美——蕭愉

　　編者按

　　看完蕭總的通篇解讀，令人肅然起敬，小編忍不住捫心自問，我們從事幕墻這份工作的初衷是什么?是為了賺一點錢，還是為了回饋社會造福大眾，當我們掌握大量技術，并且擁有更多信息的時候，不能再僅僅只思考個人的問題，更應該像蕭總那樣，在一個合適的場合，去普及、去呼吁，讓這個行業(yè)的發(fā)展之路走得更夯實，讓人民大眾因為我們這個行業(yè)而得到便利!