自20世纪80 年代开始使用以来，玻璃幕墙在我国经过30多年地飞速发展，已经成为使用最广泛的建筑立面形式之一。然而，随着建成的玻璃幕墙逐渐达到其设计使用年限，以及建造质量参差不齐，玻璃幕墙失效引起的相关事故频频发生。

2011年5月18日12时50分，上海陆家嘴时代金融中心大厦外墙玻璃突然坠落，造成楼下停车场内50多辆车不同程度损伤；当天13时许，上海延安西路昭化东路口一幢高层居民楼的12楼玻璃砸落；同日17时许，上海科恩国际中心大楼也发生了外墙玻璃坠落事件，两辆途经的机动车被砸中。

我国规范要求玻璃幕墙正常设计使用期为25年，目前已有相当一部分达到了该期限。同时，由于经济的快速发展与监管的脱节，一些未达到设计使用年限的玻璃幕墙由于质量不达标，也存在一定的安全隐患。因此，建立完善的玻璃幕墙安全管理体系，研发可靠的玻璃幕墙隐患检测方法势在必行。

常见玻璃幕墙安全隐患及检测手段

幕墙钢化玻璃自爆是玻璃幕墙安全性的一大威胁，也是既有玻璃幕墙检测中非常重要的一个环节。对于钢化玻璃的自爆原因，一般认为是在玻璃中产生了局部应力集中，当应力水平超过钢化玻璃的承载能力时便发生开裂，而由于钢化玻璃自身存在残余应力，裂纹迅速开展，使得整块玻璃破碎。

局部应力集中主要是由玻璃中的杂质造成的，如硫化镍（NiS）、单质硅（Si）或其他异质相颗粒。导致这种局部应力集中的原因可以分为两类：一类是异质相颗粒（如硫化镍）在相变膨胀过程中所产生的应力；另一类是由于异质颗粒（如单质硅等）与玻璃基体的热膨胀系数不匹配而产生的热残余应力。

同时，发生应力集中的位置也对钢化玻璃是否自爆有重要影响。位于受压区的NiS膨胀会受到周围压应力的抑制，不会导致自爆；而位于受拉区的NiS的膨胀会加剧玻璃拉应力集中，引起微裂纹发展，最终导致玻璃自爆。自爆后，玻璃幕墙面板会暂时保持整体状态，但如果有突然的荷载作用如大风、人为碰撞等，则会导致其坠落。在工厂内采用热浸的方式可以筛选出有自爆风险的玻璃，但该方法成本较高，企业较少采用。通过夹胶玻璃的形式可以一定程度上保证钢化玻璃在自爆后的整体性，目前应用广泛但需及时更换。

对于钢化玻璃自爆的检测手段现已出现不少，包括光弹法和反射法，也有大量的可用于实际工程的在线检测仪器出现。但总体而言，通过现场检查的方法成本仍然较高，施工难度大，且钢化玻璃自爆多发生在玻璃幕墙建成后的2—3年。相较于自爆源的检查，玻璃集中应力状态的检查更具有直接性。

玻璃幕墙体系的有效使用年限通常认为是25年左右，而结构胶的有效使用年限为10年左右。结构胶的失效会导致幕墙玻璃的整体脱落，其破坏性远超过玻璃面板自爆。

玻璃幕墙结构胶失效主要表现为：结构胶脱胶、断胶、开裂、粉化、硬化等。造成这些失效现象的主要原因包括材料性能不合格、施工工序不规范、施工质量不合格、材料的自然老化等。当局部区域的密封胶失效后，由于应力集中，会使得失效范围逐渐扩散，最终造成玻璃面板的脱落。如果在发生整体脱落前发现结构胶的失效部分并进行修复，便能够有效地避免整体脱落的发生。幕墙结构胶的检测仍然处于起步阶段，主要检测手段是依靠经验的表观检查和触碰检查。

钢索广泛应用于玻璃幕墙领域，其具体形式有单索、索网、自平衡索桁架、全张拉体系等。通常，需要在施工中对索施加一定的预应力以保证结构体系的稳定性。但随着时间的推移，由于索自身的应力松弛和锚头滑移等因素，导致索力损失，轻则导致幕墙位移过大，重则使幕墙结构体系整体失效。

索力检测已有较为成熟的检测设备体系。其中，以分力测力法的索力仪最为常见。不同公司的产品在外观尺寸、量程、精度等参数上略有差别，满足一般玻璃幕墙索桁架的测量需要。对于直径较大的索，电磁感应电流法能够满足悬索桥等大型索结构的索力测量要求。

除索以外，拉杆桁架等结构构件的安全检测也十分必要。这类构件的检测原理与钢结构基本相同，特别要考虑钢材的锈蚀问题。

玻璃幕墙安全调研

为调查既有建筑玻璃幕墙的安全状况，笔者调研走访了某幕墙维保公司的6个较大项目，发现比较常见的玻璃幕墙问题有：钢化玻璃自爆、中空玻璃雾化、幕墙密封胶失效、门窗五金件老化等。其中以中空玻璃雾化和门窗五金件老化问题最为严重。

经与公司技术人员交流，对于既有建筑玻璃幕墙，目前最常用的检测手段仍然是表观的目测、手指触碰等经验方法。对于钢化玻璃自爆源检测仪、幕墙模态分析仪、内窥镜、硬度计等检测仪器的使用，仍然停留在宣传层面。除安全风险外，玻璃幕墙还存在着使用功能的失效问题，如漏水、中空玻璃雾化等，漏水问题主要通过雨天的检查。

关于既有幕墙检测与维保行业状况，有以下认识：

•市场需求巨大，特别是随着幕墙设计使用期限的临近，既有幕墙的问题日益凸显；

•重在日常维护，检查以经验为主；

•业主不愿选择全年维保服务，但特别希望突发事故的急救服务；

•维保公司良莠不齐，维修质量难以让业主满意；

•相较于仪器的先进性来说，业主更重视维保服务过程中的体验，特别是服务商对于应急事件的反应速度。

极端天气下的玻璃幕墙安全

经济发达的沿海地区频繁遭受极端天气袭扰，这类区域的大量高层建筑玻璃幕墙在台风中往往受损严重，造成巨大经济损失。据统计，在台风等灾害气候下的损失，常常是由于建筑围护结构的破坏，风雨进入室内，造成大量室内财产和装修的破坏所造成。玻璃幕墙在台风作用下的破坏常常是由风致飞射物造成的。幕墙建筑多集中于人口密集区，而幕墙玻璃脆断失效特征会导致其破坏具有突发性和快速性，因此台风风致飞射物冲击下的幕墙玻璃破坏将带来巨大的人员安全隐患。玻璃破碎后产生的次生碎片增加了风致飞射物的产生源，对临近建筑幕墙产生连续性冲击进而导致其破坏，这样就形成一种连锁性的破坏情境，其破坏机理跟单次冲击造成的破坏有着很大的差异，有必要特别对其带来的风险进行评估。

台风约克（Severe Tropical Storm York，国际编号:9915，中国大陆编号:9910）于1999年9月12日，形成于马尼拉东北430km。随后，约克向西移动，途径吕宋岛北部，一天后进入中国南海海域，加强成为热带风暴。在其不稳定运动期内，约克先北上于9月14日成为强热带风暴，接着向西北移动，于当天晚上达到台风强度。随后，以20km/h的速度向香港移动，进入珠江口并在珠海附近登陆。

据气象台估计，台风约克对香港造成的经济损失达几十亿美元。1人死于广告牌坠落，500余人受伤。总计800块广告牌被吹倒，4000棵树被连根拔起。部分中心商业区遍布玻璃碎片。风速记录如下：横澜岛峰值风速65m/s，平均风速42m/s；中环峰值风速45m/s，平均风速21m/s。中环1—2分钟平均风速达到28m/s-30m/s。图1、图2为香港气象台发布的台风约克的移动轨迹。

图1 台风约克运动轨迹（1）

图2台风约克运动轨迹（2）

香港税务大楼（Hong Kong Revenue Tower, HKRT）高177米、49层，邻近维多利亚港及香港会议展览中心，是港岛区的一座政府办公大楼。台风约克导致湾仔数幢商业大厦的玻璃幕墙不同程度受损，该楼和入境事务大楼及湾仔政府大楼共有400多块玻璃破碎，间接导致室内设施损失严重。

台风约克产生了大量的风致飞射物，这些飞射物来源包括广告牌、树枝、玻璃碎片、竹质脚手架等。破损的建筑幕墙也产生了大量碎片，经过台风加速后成为次生风致飞射物，图3为中环广场及入境事务大楼破坏情况，图4为香港税务大厦东立面破坏情况。

造成台风中建筑玻璃幕墙大面积破坏的因素有很多，包括玻璃幕墙设计欠考虑、材料质量不达标、

玻璃幕墙性能退化、建筑附属结构不牢靠，等等。

图3 中环广场及入境事务大楼玻璃幕墙破坏情况

图4 香港税务大厦东立面破坏情况

玻璃幕墙所产生的城市安全问题已经不能忽视，为保证城市的安全有序，不但需要专业技术人员研究有效可靠的检测监测手段，提供相关的安全保障服务，还需要广大的业主和用户重视建筑玻璃幕墙的安全管理，这样才能让我们的城市既美观又安全。

（作者杨健就职于上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院、海洋工程国家重点实验室，作者余小寅就职于上海建材（集团）有限公司产业技术研究院节能环保分院、上海建材集团节能环保科技有限公司。）