既有玻璃幕墙安全性能检测技术发展现状

1 既有玻璃幕墙安全隐患的原因分析

既有玻璃幕墙是针对己竣工验收交付使用的建筑玻璃幕墙。我国每年发生的建筑玻璃幕墙坠落造成的安全事故至少上万起，明显多于国外发达国家同类事故。经研究分析，大多数安全事故主要是由内应力引起的玻璃自爆和由外部因素引起的玻璃脱落导致。

1 . 1 由内应力引起的玻璃自爆

引起玻璃幕墙自爆的原因有很多种，但其根本原因是玻璃内部应力层内的局部应力集中引起的。大多数情况下，异质相（如硫化镍、单质硅、氧化铝等）是造成玻璃自爆的罪魁祸首，如硫化镍的相变引起 2 ％一 4 ％的体积膨胀，使得玻璃承受巨大的相变张应力；部分杂质的物理力学性能参数与玻璃不匹配，致使玻璃在升温降温过程中在颗粒附近产生的张应力等均会引起玻璃内局部应力集中，导致玻璃的自爆。

玻璃在安装过程中，存在工程质量隐患。比如：玻璃板块的垂直度，玻璃框架的垂直度、对角线等结构设计是否合理，幕墙构件与结构主体之间节点的连接和接头处理，预埋件安装位置偏差是否超出规范要求等都可能给工程造成一定的安全隐患。如果玻璃幕墙的安装设计不合理，无法承受建筑物内重力，进而可能导致幕墙出现安装应力集中如挤压变形或弯曲，超过玻璃的应力极限，最终导致玻璃爆裂而坠落。

1 . 2 由外部因素引起的玻璃脱落

引起玻璃松动主要是外部因素。首先，结构胶是玻璃幕墙结构中重要材料之一，从市场调查情况来看，结构胶失效占玻璃幕墙所有质量问题的 40 ％以上，结构胶的质量不达标，与接触材料相容性差；长期受到自然环境如风吹、雨淋、紫外线照射、地震等影响，造成胶体老化、失去粘接能力等均会导致幕墙玻璃松动而脱落。玻璃支承结构即固定装置和框架结构，也会出现结构失效或其它无法预见的缺陷，都可能导致幕墙玻璃的坠落。

2 既有玻璃幕墙安全性能检测技术发展现状

既有玻璃幕墙玻璃材料、胶体及其结构构件的安全服役对保障城市公共安全至关重要，通过对玻璃自爆和玻璃脱落的分析，为以后展开进一步的技术研究和实际应用奠定基础。

2 . 1 玻璃自爆安全性检测技术

玻璃自爆主要是由异质物和安装设计不当引起局部应力集中造成的，相较于自爆源的检查，玻璃应力集中状态的检查更具有直接性，因此，玻璃应力集中的检测对预防玻璃自爆至关重要。

工程中最基本的玻璃外观检测手段是依靠经验的表观检查和触碰检查，即在良好的自然光或散射光照条件下，观察玻璃表面是否有缺陷，该方法简单易行，但只针对缺陷较明显的情况，人为客观因素影响较大，且对检测人员工作经验有较高要求。

目前，关于玻璃应力测试的方法大多只适合于玻璃出厂前的检测，常见的主要有四种：干涉色法即简式偏光仪法、四分之一波片法即读数偏光仪法、补偿式玻璃应力测试法、半影检偏器法，这些方法能够检测的玻璃样品比较小，需固定检测仪器而移动玻璃样品，不适合在线检测大型的既有玻璃幕墙。近几年，万德田等人正在研发一种较新的检测技术一光弹扫描法，根据透射式光弹原理，利用起偏片和检偏片两边的透射光强差的变化获取应力条纹图像，对这些区域进一步放大分析处理可以确定杂质或缺陷的类型、尺寸以及位置。该原理可针对玻璃出厂质量、安装前或服役中的钢化玻璃进行检测，实验装置简单，检测人员无需进行高空作业，人员以及比较贵重的仪器设备均可在室内进行，降低了人员风险，也节约了检测成本。此外，刘小根等人通过光弹扫描法可以观测到真空玻璃支撑物与玻璃支撑点处因应力集中而产生的应力光斑，研究发现随着真空度的提高，应力光斑直径也增大，该原理主要针对真空玻璃实际工程的在线检测，操作简单，结果直观可靠。1 既有玻璃幕墙安全隐患的原因分析

既有玻璃幕墙是针对己竣工验收交付使用的建筑玻璃幕墙。我国每年发生的建筑玻璃幕墙坠落造成的安全事故至少上万起，明显多于国外发达国家同类事故。经研究分析，大多数安全事故主要是由内应力引起的玻璃自爆和由外部因素引起的玻璃脱落导致。

1 . 1 由内应力引起的玻璃自爆

引起玻璃幕墙自爆的原因有很多种，但其根本原因是玻璃内部应力层内的局部应力集中引起的。大多数情况下，异质相（如硫化镍、单质硅、氧化铝等）是造成玻璃自爆的罪魁祸首，如硫化镍的相变引起 2 ％一 4 ％的体积膨胀，使得玻璃承受巨大的相变张应力；部分杂质的物理力学性能参数与玻璃不匹配，致使玻璃在升温降温过程中在颗粒附近产生的张应力等均会引起玻璃内局部应力集中，导致玻璃的自爆。

玻璃在安装过程中，存在工程质量隐患。比如：玻璃板块的垂直度，玻璃框架的垂直度、对角线等结构设计是否合理，幕墙构件与结构主体之间节点的连接和接头处理，预埋件安装位置偏差是否超出规范要求等都可能给工程造成一定的安全隐患。如果玻璃幕墙的安装设计不合理，无法承受建筑物内重力，进而可能导致幕墙出现安装应力集中如挤压变形或弯曲，超过玻璃的应力极限，最终导致玻璃爆裂而坠落。

1 . 2 由外部因素引起的玻璃脱落

引起玻璃松动主要是外部因素。首先，结构胶是玻璃幕墙结构中重要材料之一，从市场调查情况来看，结构胶失效占玻璃幕墙所有质量问题的 40 ％以上，结构胶的质量不达标，与接触材料相容性差；长期受到自然环境如风吹、雨淋、紫外线照射、地震等影响，造成胶体老化、失去粘接能力等均会导致幕墙玻璃松动而脱落。玻璃支承结构即固定装置和框架结构，也会出现结构失效或其它无法预见的缺陷，都可能导致幕墙玻璃的坠落。

2 既有玻璃幕墙安全性能检测技术发展现状

既有玻璃幕墙玻璃材料、胶体及其结构构件的安全服役对保障城市公共安全至关重要，通过对玻璃自爆和玻璃脱落的分析，为以后展开进一步的技术研究和实际应用奠定基础。

2 . 1 玻璃自爆安全性检测技术

玻璃自爆主要是由异质物和安装设计不当引起局部应力集中造成的，相较于自爆源的检查，玻璃应力集中状态的检查更具有直接性，因此，玻璃应力集中的检测对预防玻璃自爆至关重要。

工程中最基本的玻璃外观检测手段是依靠经验的表观检查和触碰检查，即在良好的自然光或散射光照条件下，观察玻璃表面是否有缺陷，该方法简单易行，但只针对缺陷较明显的情况，人为客观因素影响较大，且对检测人员工作经验有较高要求。

目前，关于玻璃应力测试的方法大多只适合于玻璃出厂前的检测，常见的主要有四种：干涉色法即简式偏光仪法、四分之一波片法即读数偏光仪法、补偿式玻璃应力测试法、半影检偏器法，这些方法能够检测的玻璃样品比较小，需固定检测仪器而移动玻璃样品，不适合在线检测大型的既有玻璃幕墙。近几年，万德田等人正在研发一种较新的检测技术一光弹扫描法，根据透射式光弹原理，利用起偏片和检偏片两边的透射光强差的变化获取应力条纹图像，对这些区域进一步放大分析处理可以确定杂质或缺陷的类型、尺寸以及位置。该原理可针对玻璃出厂质量、安装前或服役中的钢化玻璃进行检测，实验装置简单，检测人员无需进行高空作业，人员以及比较贵重的仪器设备均可在室内进行，降低了人员风险，也节约了检测成本。此外，刘小根等人通过光弹扫描法可以观测到真空玻璃支撑物与玻璃支撑点处因应力集中而产生的应力光斑，研究发现随着真空度的提高，应力光斑直径也增大，该原理主要针对真空玻璃实际工程的在线检测，操作简单，结果直观可靠。