趙西安-幕墻落地玻璃設(shè)置欄桿的問(wèn)題

幕墻落地玻璃設(shè)置欄桿的問(wèn)題趙西安〔中國(guó)建筑科學(xué)研究院北京100013〕幕墻落地玻璃設(shè)置欄桿是目前幕墻設(shè)計(jì)中爭(zhēng)議很多的一個(gè)問(wèn)題。由于一些老標(biāo)準(zhǔn)還在，技術(shù)又已經(jīng)過(guò)時(shí)，因而引出不少麻煩。本文就當(dāng)前國(guó)內(nèi)外工程的實(shí)際，介紹一些可行的做法，供幕墻設(shè)計(jì)參考。一、許多已建工程落地玻璃未設(shè)防撞設(shè)施目前我們可以看到國(guó)內(nèi)外許多建筑樓面的落地玻璃沒(méi)有設(shè)置欄桿〔圖1~圖4〕，雖然我們從外觀上不了解是采用了夾層玻璃還是僅僅用單層玻璃或單層玻璃的中空玻璃，但是肯定一點(diǎn)是：并非所有的落地玻璃都必須設(shè)置欄桿，至少相當(dāng)多的已建工程未做欄桿也已經(jīng)正常使用多年，并不令人擔(dān)憂。圖1北京瑜舍大酒店樓上大廳、餐廳和客房均未設(shè)欄桿圖2北京地鐵國(guó)展站二層落地大玻璃不設(shè)防護(hù)設(shè)施圖3中國(guó)國(guó)際展覽中心二三樓落地玻璃無(wú)欄桿圖4英國(guó)倫敦橋塔樓310m，落地玻璃無(wú)欄桿二、單夾膠落地玻璃可不設(shè)欄桿單片落地玻璃〔浮法玻璃、半鋼化玻璃和鋼化玻璃〕被撞擊后有可能飛散，使室內(nèi)人員有向室外墜落的危險(xiǎn)。幕墻落地玻璃設(shè)置防撞裝置是為了防止這一個(gè)危險(xiǎn)的發(fā)生。夾膠玻璃是不飛散玻璃，盡管撞擊可以打破玻璃，但是無(wú)法穿越夾膠玻璃板塊〔圖5〕。玻璃幕墻采用不可飛散的夾膠玻璃后，消除了室內(nèi)人員穿出室外而墜落的危險(xiǎn)，所以可不設(shè)置防撞欄桿〔圖6~圖10〕。圖52010年希臘騷亂中，暴徒飛腿踢破玻璃，但夾膠玻璃不飛散，無(wú)法進(jìn)入室內(nèi)圖6深圳機(jī)場(chǎng)落地玻璃均不設(shè)欄桿，A候機(jī)樓〔左〕，B候機(jī)樓〔右〕圖7日本住友公司高層餐廳落地玻璃不設(shè)欄桿圖8烏魯木齊機(jī)場(chǎng)三層候機(jī)廳，未設(shè)欄桿圖9武漢機(jī)場(chǎng)，三層候機(jī)廳未設(shè)置欄桿圖10廣西北海機(jī)場(chǎng)二層候機(jī)廳，落地玻璃也不設(shè)欄桿三、雙夾膠中空落地玻璃更可以不設(shè)置欄桿廣州塔高達(dá)600m，玻璃幕墻達(dá)460m，由于采用雙夾膠中空玻璃，更不必設(shè)欄桿了〔圖11〕。圖11廣州塔內(nèi)各樓層玻璃均落地，不設(shè)欄桿首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓，外幕墻落地板塊2.5mX3.2m，12mm鋼化夾膠中空；內(nèi)隔斷鋼化夾膠。雖然有可能受到旅客和行李車的撞擊，也未設(shè)置欄桿〔圖12〕。圖12首都機(jī)場(chǎng)T3候機(jī)樓落地玻璃不設(shè)欄桿四、外夾膠內(nèi)單片中空的落地玻璃也可不設(shè)欄桿許多超高層建筑玻璃幕墻采用外玻璃夾膠，內(nèi)玻璃單片〔鋼化或半鋼化〕的做法。雖然內(nèi)單片玻璃有破碎的可能，但是由于外玻璃夾膠，不存在人員墜落的危險(xiǎn)，所以也可不做欄桿。圖13~圖的超高層建筑，玻璃幕墻都是外玻璃夾膠，內(nèi)玻璃單片，這些工程均不設(shè)欄桿。當(dāng)然，幕墻的橫梁最好調(diào)整到在900毫米左右的高度布置，這樣會(huì)更平安。圖13上海環(huán)球金融中心，495m，不設(shè)欄桿圖14廣州國(guó)際金融中心IFC，432m，辦公樓層廣州利通廣場(chǎng)是目前國(guó)內(nèi)配置最高的玻璃幕墻，58層，303m高。玻璃高度4.2m，每層一塊，不設(shè)中間橫梁，寬度1.5m和2.5m，外玻超白半鋼化SGP夾膠，內(nèi)玻超白鋼化，鋸齒形墻面〔圖15、圖16〕。大型玻璃不設(shè)置欄桿，充分顯示超白玻璃的通透性能〔圖17、圖18〕。圖15廣州利通廣場(chǎng)303m超白玻璃幕墻圖16玻璃高達(dá)4.2m，鋸齒形，外挑500mm圖17全層高玻璃板塊，不設(shè)任何防護(hù)設(shè)施圖18不設(shè)防護(hù)使超白玻璃特別通透世界最高的建筑——迪拜哈里法塔〔828m〕，其玻璃幕墻面積達(dá)10萬(wàn)m2。外玻璃采用8mm半鋼化，中空層16毫米，內(nèi)玻璃為〔6mm+6mm〕夾膠。內(nèi)玻璃是夾膠玻璃，不會(huì)飛散，而且三片玻璃均采用了超白玻璃，自爆的可能性很小，所以162個(gè)樓層的落地玻璃都未設(shè)置欄桿或其他防撞設(shè)施。許多樓層僅僅在400mm處有玻璃幕墻的鋁橫梁〔圖19~圖20〕圖19828米高的哈里法塔圖20位于124層的觀光層，未單設(shè)欄桿五、厚度10mm以上的鋼化落地玻璃可以不設(shè)欄桿多個(gè)有限元計(jì)算分析說(shuō)明：10mm以上厚度的鋼化玻璃可以抵抗人身體的撞擊而不會(huì)破碎，圖39的鋼化玻璃1.2mX2.9m，厚度10mm，承受1.4X150kg的集中沖擊力，其最大彎曲應(yīng)力僅為45N/mm2，遠(yuǎn)小于其抗彎強(qiáng)度。耐撞擊試驗(yàn)也充分證明了這個(gè)結(jié)論。實(shí)際上，很多工程中10mm厚度的鋼化玻璃已作為獨(dú)立的玻璃欄板使用〔圖21〕，這就說(shuō)明其耐撞擊性能已經(jīng)客觀上被成認(rèn)。何況幕墻玻璃并非懸臂安裝，而是四邊支承，工作條件要好得多。圖21懸臂安裝的鋼化玻璃欄板廣州銀行大廈，高260m，是目前全國(guó)第二高的石材幕墻工程。玻璃采用鋼化中空，內(nèi)片厚度為10mm和12mm。經(jīng)技術(shù)論證，未設(shè)防護(hù)設(shè)施。但其250mm高的樓面臥梁能起一定程度的保護(hù)作用〔圖22〕。圖22鋼化中空玻璃落地點(diǎn)窗未設(shè)護(hù)欄六、全玻幕墻、點(diǎn)支幕墻和索網(wǎng)幕墻很多都不設(shè)欄桿建筑師選用全玻幕墻、點(diǎn)支玻璃幕墻，尤其是選用索網(wǎng)玻璃幕墻，都是為了盡量通透，不希望增加一點(diǎn)遮擋。哪怕是一根細(xì)細(xì)的欄桿，往往建筑師都無(wú)法接受。所以全玻幕墻、點(diǎn)支和索網(wǎng)玻璃幕墻在地面或者樓面處常常不讓設(shè)置欄桿。只要玻璃采用了夾膠，不可能飛散；或者采用了10mm以上厚度的單片鋼化玻璃，人體不可能撞碎，我們就可以同意這個(gè)要求，為建筑功能和建筑藝術(shù)創(chuàng)造更好的條件〔圖23~圖26〕。圖23北京地鐵15號(hào)線車站全玻幕墻無(wú)欄桿`圖24深圳電視中心采用點(diǎn)支鋼化夾膠玻璃，樓面不設(shè)置欄桿圖25廣州機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳點(diǎn)支落地玻璃未設(shè)欄桿圖26濟(jì)南卷煙廠索網(wǎng)幕墻，玻璃分塊很大，也沒(méi)有設(shè)欄桿七、底層落地玻璃可以不設(shè)防撞欄桿試驗(yàn)和計(jì)算分析說(shuō)明：10mm及以上厚度的鋼化玻璃，正常人是無(wú)法將其沖擊破碎的；夾膠玻璃更無(wú)飛散之慮。加之底層室內(nèi)外樓地面標(biāo)高相近，不至于發(fā)生墜落危險(xiǎn)。底層落地玻璃是否設(shè)置欄桿可酌情處理，從國(guó)內(nèi)外已建工程來(lái)看，大多數(shù)都不設(shè)欄桿〔圖28~圖31〕。圖28南寧國(guó)際會(huì)展中心，鋼化中空，無(wú)墜落危險(xiǎn)，不設(shè)欄桿圖29中國(guó)建研院辦公樓大堂落地中空玻璃無(wú)欄桿圖30中組部全國(guó)組織干部學(xué)院大尺寸中空落地玻璃未設(shè)欄桿圖31臺(tái)中市某辦公樓底層大玻璃十分通透八、雙層幕墻的內(nèi)幕墻落地玻璃可以不設(shè)欄桿雙層通風(fēng)玻璃幕墻類似于中空玻璃，它也是由外玻璃和內(nèi)玻璃構(gòu)成，只不過(guò)兩片玻璃的距離大一些，這應(yīng)該說(shuō)會(huì)更平安一點(diǎn)。只要外玻璃是夾膠的，不管內(nèi)玻璃如何破損，人總是掉不下去的。何況內(nèi)幕墻總要有門通行，落地玻璃門也不可能設(shè)個(gè)阻礙交通的欄桿〔圖32~圖35〕。再退一步說(shuō)，有了外幕墻，內(nèi)幕墻就相當(dāng)于一道室內(nèi)的玻璃隔斷，又有誰(shuí)在室內(nèi)玻璃隔斷兩側(cè)各做一道欄桿呢？圖32北京旺座大廈，典型雙層幕墻，內(nèi)外圖33深圳TCL大廈，外幕墻夾膠點(diǎn)支，內(nèi)幕墻鋼化中空。幕墻均無(wú)欄桿外幕墻和內(nèi)幕墻均無(wú)欄桿圖34上?？萍挤趸髲B，內(nèi)幕墻可開(kāi)啟，不能設(shè)欄桿圖35南京人壽保險(xiǎn)公司大樓，外幕墻點(diǎn)支夾膠，內(nèi)幕墻可開(kāi)啟，內(nèi)外幕墻均不設(shè)欄桿九、防撞設(shè)施不止是欄桿，還有各種各樣的形式《玻璃幕墻工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ102-2003第4.4.5條規(guī)定設(shè)置“防撞設(shè)施”，并不單指必須是獨(dú)立的落地欄桿。實(shí)際上，目前在許多工程中也采用了多種形式的防撞設(shè)施。1在立柱平面內(nèi)設(shè)置水平金屬管在立柱平面內(nèi)、離開(kāi)玻璃內(nèi)外表一定距離，設(shè)置一根或數(shù)根水平的金屬管作為防撞設(shè)施，既美觀，也十分有效。金屬管多為不銹鋼管，兩端固定在立柱上，不占用室內(nèi)空間，也便于清掃。圖36觀光層樓面，440m，設(shè)置金屬管防撞設(shè)施圖37環(huán)球金融中心的高空玻璃走廊和水平的金屬防撞管上海環(huán)球金融中心高495m，一般樓層不設(shè)置防撞設(shè)施。考慮到440m觀光層觀眾很多，行動(dòng)難以控制，特別設(shè)置了一道金屬管防護(hù)〔圖36〕。到了480m的玻璃空中走廊，同樣也加了一道防撞金屬管〔圖37〕。2．夾膠或鋼化玻璃攔板在幕墻玻璃的內(nèi)側(cè)，設(shè)置夾膠玻璃或鋼化玻璃的攔板也是有效的防撞設(shè)施。為可靠防止撞擊，夾膠玻璃的單片玻璃厚度不應(yīng)小于6mm；鋼化玻璃的厚度不應(yīng)小于10mm。玻璃可以對(duì)邊支承或點(diǎn)支承在立柱上〔圖38~圖42〕。圖38點(diǎn)支承夾膠玻璃攔板圖39不銹鋼掛鉤固定的鋼化玻璃攔板圖40杭州開(kāi)元大酒店，12mm鋼化玻璃攔板圖41全玻幕墻的防撞攔板圖42蘇州索菲特酒店用12mm厚、間隔布置的懸臂鋼化玻璃作為落地玻璃保護(hù)拉桿或拉索、金屬網(wǎng)防撞設(shè)施可以在幕墻立柱之間張拉不銹鋼拉桿或不銹鋼絞線，有預(yù)拉力、張緊的索桿有良好的防護(hù)性能，而且其彈性可以防止室內(nèi)人員碰撞時(shí)產(chǎn)生人身傷害。有時(shí)也還可以附加一根剛性桿件〔圖43〕。也可以在落地玻璃前面設(shè)置金屬網(wǎng)防護(hù)〔圖44〕。圖43拉索防撞設(shè)施圖44金屬網(wǎng)防撞裝置4.利用橫梁作為防護(hù)設(shè)施，不另外增加構(gòu)件最省事的方法是在0.8m~1.2m范圍內(nèi)設(shè)置玻璃幕墻的橫梁，直接認(rèn)為這些橫梁就是防護(hù)措施，不再另行安排其他的附加設(shè)施〔圖45~圖47〕。圖45紐約11大道100號(hào)辦公樓利用橫梁作為防護(hù)設(shè)施圖46開(kāi)羅國(guó)際機(jī)場(chǎng)落地玻璃利用幕墻橫梁防護(hù)，不另設(shè)欄桿圖47迪拜0-14塔樓利用水平橫梁作為防護(hù)但是，目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)這種做法作出明確規(guī)定，只能是具體工程協(xié)商解決。八、小結(jié)夾膠玻璃是非飛散玻璃，室內(nèi)人員不可能穿過(guò)夾膠玻璃向室外墜落。幕墻只要采用了夾膠玻璃，即使內(nèi)玻璃或內(nèi)幕墻的單片玻璃破碎，也不致于引發(fā)人身平安問(wèn)題。尤其是雙層幕墻，內(nèi)幕墻設(shè)置玻璃門后，實(shí)際上也無(wú)法設(shè)置單獨(dú)的欄桿。國(guó)內(nèi)外采用夾膠玻