金刚幕墙集团有限公司 黎威林

 

 

提  要     在幕墙设计过程中，经常碰到业主、设计院询问室内护栏的做法问题，在图纸送审过程中，审图公司也比较关注护栏问题，该部位的设计涉及到建筑设计和幕墙设计的交集区域，同时也是一个盲点区域，本文旨在通过分析护栏的设计要素，结合现有规范，为在幕墙中护栏设计提供经验借鉴。

关键词   室外栏杆、建筑护栏、护栏设计、玻璃幕墙、安全、防护 

 

         1 护栏的发展过程

         日常生活中我们常见的室外栏杆，大多设置在阳台、屋顶、楼梯、走廊等位置，为使用者提供靠扶，防跌落安全防护等作用；而建筑护栏一般设置在门窗洞口、玻璃幕墙内侧，充当醒目标志，防止使用者意外触碰玻璃，避免玻璃破损引起人员跌落的情况发生。两者在功能上基本相同，但实际工程中却不能通用，因为玻璃幕墙内侧独立设置的栏杆可以当做建筑护栏，而某些建筑护栏却不能等同于栏杆，在设计、施工中不能一概而论。

         一般情况下，建筑设计院出于安全考虑多数情况会在建筑图上保留单独栏杆做法，可由内装或单独分包单位完成。在实际施工中，建筑师和业主为了达到最佳的建筑艺术效果，往往不能接受在幕墙内部做独立的栏杆，甚至业主倾向于把护栏做在幕墙上，由幕墙公司统一完成，这样一来在可以减少一个专业，节约成本，方便管理。

         在高速发展的经济时代，高层和超高层建筑如雨后春笋，外立面基本都是玻璃幕墙，室内的安全防护尤为重要，某些形式的室内护栏在一定程度上会影响外观，在视觉上感觉繁琐冗余（如图1，图6）。而业主又大都会追求通透大气的视觉效果，就出现了某些项目在竣工验收通过后就把护栏拆掉，给实际使用造成安全隐患。

         为了满足业主和建筑师们追求的外观效果、安全防护和方便的管理，幕墙设计师把护栏设计集成到幕墙上，为业主和建筑师实现了这一要求。在实际工程中，集成在幕墙上护栏也是各式各样，如下图3、图4、图5、图6、图7。

         2 护栏集成到幕墙设计中的理论基础

         在现行规范中，对栏杆的高度、面板厚度和荷载取值有详细规定，但对集成在幕墙上的护栏设计，可以采用何种形式哪些类别尚无清晰的指引，本文将罗列分析各规范中有关栏杆的条款，为幕墙护栏的设计提供一些经验借鉴。

         2.1 上海市建筑幕墙工程技术规范DGJ08-56-2012中关于护栏的条文“条文4.3.5 楼层外缘无实体墙的玻璃部位应设置防撞设施和醒目的警示标志。设置固定护栏时， 护栏高度应符合《民用建筑设计通则》GB50352 的规定。具备以下条件之一者可不设护栏：

         1．在护栏高度处设有幕墙橫梁，该部位的横梁及立柱已经抗冲击计算，滿足可能发生的撞击。冲击力标准值为 1.2kN，应计入冲击系数 1.50、荷载分项系数 1.40。可不与风荷载及地震作用力相组合。

         2．中空玻璃的内片采用钢化玻璃，单块玻璃面积不大于 3.0㎡，钢化玻璃厚度不小于8.0mm。

         3．中空玻璃的内片采用夹层玻璃，单块玻璃面积不大于 4.0㎡，夹层玻璃厚度不小于12.76mm。

         4．单块玻璃面积大于 4.0㎡，中空玻璃的内片采用夹层玻璃，夹层玻璃厚度经计算确定，且应不小于 12.76mm，冲击力标准值为 1.5kN，荷载作用于玻璃板块中央，应计入冲击系数1.50、荷载分项系数 1.40，且应与风荷载、地震作用力相组合，符合承载能力极限状态的规定。”

         依据上海地标中这4条来分析一下，幕墙的龙骨和玻璃面板强度计算在需要满足风荷载、地震作用的同时还需要考虑使用者在室内的偶然冲击作用，在足以确保安全时，也就是能满足规范中4条中的其中一条就可以不设护栏。

         2.2 按JGJ113-2009建筑玻璃应用技术规程

         “6.2.5栏杆用玻璃应符合下列规定：

         1  不承受水平荷载的栏杆玻璃应使用符合本规程表6.1.2-1的规定，且公称厚度不小于5mm的钢化玻璃，或公称厚度不小于6.38mm的夹层玻璃。

         2  承受水平荷载的栏杆玻璃应使用公称厚度不小于12mm 的钢化玻璃或钢化夹层玻璃，当玻璃位于建筑高度为5m及以上时，应使用钢化夹层玻璃。”

         “7.2.5  室内栏板用玻璃应符合下列规定：

         1．不承受水平荷载的栏板玻璃应使用符合本规程表7.1.1-1的规定、且公称厚度不小于5mm的钢化玻璃，或公称厚度不小于6.38mm的夹层玻璃。

         2．承受水平荷载的栏板玻璃应使用符合本规程表7.1.1-1的规定、且公称厚度不小于12mm 的钢化玻璃或公称厚度不小于16.76mm钢化夹层玻璃。当栏板玻璃最低点离一侧楼地面高度在3m或3m以上、5m或5m以下时，应使用公称厚度不小于16.76mm钢化夹层玻璃。当栏板玻璃最低点离一侧楼地面高度大于5m时，不得使用承受水平荷载的栏板玻璃。”

         “7.2.6  室外栏板玻璃除应符合本规程第 7.2.5条规定外，尚应进行玻璃抗风压计算。对有抗震设计要求的地区，尚应考虑地震作用的组合效应。”

         我们试想一下，如果幕墙玻璃能同时充当室内护栏的面板，针对它是否承受人体扶靠时的水平荷载，可不可以根据JGJ113-2009这两条来判断幕墙玻璃是需要采用夹胶钢化中空玻璃还是钢化中空玻璃呢？这一点还是需要讨论研究论证的。

         2.3 按JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》

         “4.4.4 人员流动密度大、青少年或者幼儿活动的公共场所及使用中易受到撞击的部位其玻璃幕墙应采用安全玻璃；对使用中容易受到撞击的部位，尚应设置明显的警示标志。

         4.4.5 当与玻璃幕墙相邻的楼面外缘无实体墙时，应设置防撞设施。”

        《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定设置“防撞设施”，并未限定必须是独立的防撞栏杆。采用耐撞击性能满足要求的安全玻璃，可以满足外墙维护结构的防撞要求。

         3 护栏集成到幕墙中的设计要点

         3.1 扶手

         在玻璃幕墙设计中一般从室内地面量起0.9～ 1.1米处宜设置水平分格线，此高度是一般人双手习惯性寻求支撑的位置。设计规范里对栏杆扶手的一般性要求为，楼梯栏杆高度0.9米，多层建筑临空栏杆高度1.05米，高层建筑临空栏杆高度1.1米。如果室内设有栏杆，那么在1.1米高度设置横梁与扶手平齐；如果室内不设栏杆，那么在1.1米高度设置横梁，可以部分代替扶手。

         3.2 玻璃

         玻璃幕墙一般采用中空钢化夹胶玻璃或者中空钢化玻璃，这两种玻璃都属于安全玻璃。近年来，建筑玻璃均质热处理技术和超白玻璃应用，大大降低了玻璃的自爆几率，增强了幕墙的安全可靠性，对护栏集成在幕墙起着一定的积极作用。

         3.3 可踏部位

         GB 50352-2005 《民用建筑设计通则》规定“栏杆高度应从楼地面或屋面至栏杆扶手顶面垂直高度计算，如底部有宽度大于或等于0.22m，且高度低于或者等于0.45m的可踏部位，应从可踏部位顶面计算”。幕墙设计中室内踢脚收口设计一般宽度小于220mm，不是可踏面，不会影响护栏高度计算，按从室内地面算起。

         4 结合上述栏杆相关规范，可以知道目前可行的护栏设计经验有以下几点：

         4.1 幕墙采用夹胶玻璃落地可以不设置栏杆，此观点可以参见赵西安老师的文章《幕墙落地玻璃设置栏杆的问题》。

         4.2 采用飞散性玻璃时应设置防撞设施， 可以在玻璃的内侧立柱平面内设置一根或数根水平的金属管作为防撞设施，简洁美观，不占用室内空间，如上图7。

         4.3 在幕墙玻璃的内侧，设置夹胶玻璃或钢化玻璃的栏板也是有效的防撞设施。玻璃栏板可以对边支承或点支承在立柱上，如上图3，图4，图5，图6。

         4.4 还可以在幕墙立柱之间张拉不锈钢拉杆或不锈钢绞线，有预拉力、张紧的索杆有良好的防护性能，其弹性可以避免室内人员碰撞时产生人身伤害。

         护栏集成到幕墙的设置有多种多样，在实际工程中可以根据具体情况灵活选用，下文将通过实例来分析探讨一下它的可行性和优越性。

         5 护栏集成到幕墙中的典型项目分析 

         5.1 云南昆明某项目，由两栋60层的超高层建筑和一栋25层的商业综合楼组成，建筑总高度260米，幕墙面积约15万㎡；裙楼框架式玻璃幕墙，塔楼为单元式玻璃幕墙；幕墙分格宽度为1500㎜，采用8(Low-E)+12A+6+1.14pvb+6钢化中空夹胶玻璃。幕墙局部大样如下图：

         本工程幕墙招标图纸方案中，室内护栏采用集成到幕墙上的玻璃栏板，幕墙玻璃采用8(Low-E)+12A+6钢化中空玻璃。护栏玻璃采用8mm钢化玻璃，与横梁、立柱、幕墙玻璃形成一个封闭的玻璃盒子，见下图9。

         这种封闭玻璃盒子的做法，长期积累灰尘，是一个清洁死角。整个幕墙局部多了一层玻璃，降低了玻璃的折射率，影响整个幕墙的通透感。在后期施工阶段，业主综合考虑了各项因素，要求室内护栏优化为集成到幕墙玻璃的内侧的金属护栏。具体做法是玻璃幕墙要考虑人体冲击作用、风荷载和地震作用共同作用的组合工况，选用8(Low-E)+12A+6+1.14pvb+6钢化中空夹胶超白玻璃，并在立柱平面内设置4根间距255㎜φ38的水平铝合金金属管（见下图10）作为隔离防撞设施，室内金属踢脚的设计使人不易靠近幕墙玻璃，人与幕墙玻璃碰撞的发生概率是极小的，增强了安全性。这项优化在视觉上感觉更加简洁，节省了室内空间。

         5.2 上海某项目，建筑高度140米，地上裙楼3层，塔楼26层，幕墙面积约4万㎡，裙楼框架式玻璃幕墙，塔楼为单元式竖明横隐玻璃幕墙，幕墙分格宽度为1620㎜，采用8+1.14pvb+6(Low-E) +12A+8钢化中空夹胶玻璃。

         幕墙施工图初步审查阶段室内设置独立栏杆作为建筑护栏（见图11），业主希望栏杆能够做在幕墙上，使幕墙室内效果看起来更加通透简洁。考虑这一点幕墙公司二次深化设计成在横梁位置设置一条横向的防撞扶手，在立柱之间设置2根50*35铝合金金属水平管（见图12）。

         在集成到幕墙上护栏设计中，尽管横梁在一定程度上可以替代扶手，但它有一定的棱角，人扶靠时容易造成身体伤害，建议设置专门的扶手，增加人能玻璃的距离，减少触碰的机率。各种材质扶手管能丰富室内装饰效果，光滑的曲线也提高人使用时的舒适度。

         我们知道上海是全国幕墙规范要求最高、图审最严的城市，本例表明只要幕墙玻璃足够安全，不一定要设置独立防护栏杆。

         6 结语

         根据国家标准《建筑幕墙》GB/T21086-2007，耐撞击性能属幕墙基本性能之一，关系到安全，不论是否设栏杆，该性能均应确保。防护栏杆可以根据各工程特点灵活采用不同的形式，在设计中，计算幕墙耐撞击时应考虑各种荷载的组合作用，对于一些层高较大，板块也较大的工程，有关各方可以通过专家论证和幕墙耐撞击性能检测来确定是否设置护栏。在工程使用中，应在室内侧设置一些醒目的标志，避免人与幕墙玻璃的直接接触，以达到预期的安全防护目标。然而不管采用何种形式的建筑护栏只能防止人们意外跌落并不能防止人故意破坏和跨越，设计也只能从上理论解决的安全问题，只有使用者心中有安全意识才能避免更多的安全事故的发生。

 

参考文献：

黄小坤等.玻璃幕墙工程技术规范（JGJ102-2003）.北京：中国建筑工业出版社2003

刘忠伟等.建筑玻璃应用技术规程（JGJ113-2009）.北京：中国建筑工业出版社2009

赵西安. 幕墙落地玻璃设置栏杆的问题.中国门窗幕墙网《赵西安 文集》

赵冠谦等. 民用建筑设计通则（GB 50352-2005）. 中华人民共和国国家标准.2005-05-09发布