广州新白云国际机场10#机库幕墙工程的后期维护
广州新白云国际机场10#机库幕墙工程的后期维护
广东金刚幕墙工程有限公司 吴 霞 郭学来
一、工程概述
本工程位于广州市花都区新白云国际机场，建设位置位于机场北端，临近东跑道，西侧与南方航空公司机务区相邻。机库平面形状为阶梯状矩形，最长约400m，最宽约160m，机库主厂房结构长：350 m（包括250 m跨维修区和100 m跨喷漆区厂房）。为满足使用工艺的需要，250m跨的维修区之间不设柱，仅大门处中间有一巨型钢筋混凝土柱，将门上桁架分为100m和150m两跨，为配合建筑立面设计，屋盖主桁架体系之上设计钢立柱、主檩、垂直和水平支撑组成屋面支撑系统，营造出三连跨圆拱形屋面和前沿弧形外挑的优美的建筑外轮廓（如图1所示），屋面与东立面幕墙间设有由蓝色方钢管组成的三维装饰架。
机库总建筑面积96253 m2，其中幕墙工程建筑面积 5450m2，包括隐框和点式玻璃幕墙两种形式，隐框玻璃幕墙主要分布在机库东、西立面，其中东立面幕墙位于机库大门的正上方；点式玻璃幕墙分布在附楼部分。
二、10号机库幕墙工程的特点及现状分析
由于机库体型巨大，集多功能建筑用房和多种不同结构型式为一体，建筑外形高低错落，由于机库屋面为三跨弧形屋面，四州向外悬挑跨度较大，对风荷载敏感，如何确定风荷载体型系数对幕墙工程玻璃选型及结构设计至关重要。对于这种特殊体型的结构，我国现行《建筑结构荷载规范》尚无供参考的体型系数，而且由于规范所提供的体型系数没有具体考虑所处之周围环境、大气边界层、气流三维流动的影响，因此需要通过风洞试验了解建筑物表面的实际风压分布情况，为幕墙工程结构设计提供准确可靠的设计依据。
经风洞试验得出的外墙内、外表面风压情况如下：幕墙外表面的风压分布具有矩形外形的特点，迎风面大面积正压，侧、背风面为较小的均匀负压，靠近来流之拐角部分有较大负压产生。幕墙墙体内表面当风向角为
-90 o～75 o时，机库左前侧迎风，机库大厅幕墙内表面有较均匀正压。标准工况下，正压在0.01～0.60之间；正门全开工况下在0.05～0.86之间，正门半开工况下在0.03～0.80之间。当风向角在90 o～-105 o时况下，机库右后侧迎风，机库大厅幕墙墙体内表面侧有较均匀负压。标准工况下，负压在-0.02～0.47之间；正门全开工况下在-0.02～0.47之间，正门半开工况下在-0.02～0.78之间。
根据风洞试验数据，同时考虑机库玻璃幕墙外维护结构的抗脉动风压性能指标（风压峰值），并将这些结果直接用于幕墙工程的抗风计算。由于在幕墙工程设计时已充分考虑各种工况下的最不利荷载组合的影响，幕墙外维护构件的抗风设计满足结构安全的要求。
其次由起重设备的反复荷载引起的横向挠度对大跨度的幕墙工程是一种严峻的考验，维修区大厅：布置了2台悬挂起重机，起重量15T，总重580 kN；4台悬挂升降工作平台，总重1160 kN。喷漆区：布置了7台悬挂升降工作平台，总重2030 kN。由于机库大厅跨度较大，同时在机库大厅的桁架上设有多种起重设备，幕墙外维护构件受各种荷载作用下挠度必修控制在钢结构桁架允许的挠度范围内。
质保期内存在的问题中较突出的是玻璃自爆，先后自曝玻璃数量：18块隐框玻璃（28.44m2），占该部分幕墙面积的0.68％，点式玻璃6块（24m2），占该部分幕墙面积的2 ％，均大于原招标要求（0.2％）。其中玻璃自爆基本集中在竣工后一年半之内。由于玻璃自爆率较大，首先考虑因素为下挠度最大值是否在允许范围内，该工程幕墙是通过22#工字钢与主体钢结构立柱连接，其跨度为5米，检测时对西立面一、二区玻璃幕墙，各区抽取二个点对22#工字钢下挠度检测，其下挠度值在8～12mm之间，小于《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102－2003之6.3.10的挠度限值L/250的规定。
排除由于下挠度超过限值引起玻璃自曝外的其它因素为玻璃内产生了不均衡应力，产生不均衡应力的原因有以下几种：
A、生产制造过程中的原因：1.钢化玻璃系人为加工提高其强度，在预加热过程中，玻璃内部产生不均匀内应力。2.残存硫和镍杂质，在玻璃钢化过程中残存硫化镍杂质会导致玻璃破裂。
B、 加工过程中原因：1.分块切割边角产生残余应力；2.点式中空玻璃钻孔产生残余应力；
C、安装过程中原因：1.移动、运输过程中玻璃构件受力不均衡，产生残余应力；2.玻璃的铝合金框架与玻璃配合尺寸松紧不一致产生残余应力。
D、 环境原因：1. 日夜、季节温差产生的温度应力；2.玻璃受阳光照射不同部位产生温度应力；3.玻璃幕墙依附的主体结构在风荷载、其它长期荷载和地震作用下的产生层间变位（横向、纵向移位）所产生的不均匀应力。
玻璃自爆的原因可能是一种原因，也可能是几个原因共同所用的结果，从玻璃自曝发生的时间分析：大多发生在完工后前期，2006年下半年玻璃自曝仅1件，2007年后未发生玻璃自曝，这说明随着时间推移，玻璃中的残余应力也逐步消失，玻璃自曝问题趋于结束。
三、后期维护
幕墙在提升建筑物美观的同时也留下了安全隐患，1994年14号台风登陆厦门、2004年“云娜”台风登陆台州、2005年“麦莎”台风都发现若干建筑幕墙工程受到较为严重的损坏。建设部于2006年印发了《既有建筑幕墙安全维护管理办法》（建质[2006]291号），广东省建设厅于2007年12月印发了《广东省建设厅既有建筑幕墙安全维护管理实施细则》的通知（粤建管字〔2007〕122号），强制性法规和行政管理规定的出台对建筑幕墙的安全鉴定和定期检查、维护保养提供了依据。
结合本工程的特点，以及在适用中存在的问题，制定以下维护措施。其中幕墙的维修和大修具有相应建筑幕墙工程专业承包资质的施工企业进行，施工人员必须经过专业技术培训，高空作业人员应取得高空作业资格。
日常维护和保养：
1、应保持幕墙表面整洁，避免锐器及腐蚀性气体和液体与幕墙表面接触。
2、在使用过程中如发现门、窗启闭不灵或附件损坏等现象时，应及时修理或更换。
3、 当发现密封胶或密封胶条脱落或损坏时，应及时进行修补或更换。
4、 当发现幕墙构件锈蚀时，应及时除锈补漆或采取其他防锈措施。
5、 当发现幕墙玻璃有自爆、点式幕墙的驳接爪件有异常时，应及时更换并做好安全警示，避免不安全事件发生。
6、镀膜玻璃内面禁止进行贴纸或其它装饰膜，避免引起热聚种造成的玻璃炸裂。
7、恶劣天气如台风、暴雨等之前应仔细检查各个部位有无渗漏现象，可开启部分的关闭情况，
定期检查和维护
1、在幕墙工程竣工验收后，每五年应进行一次全面检查，检查内容包括：
1） 对大跨度钢结构桁架挠度跟踪检查，并请有资质的设计单位进行安全校核。
2） 幕墙整体有无变形、错位、松动，如有则应对该部位对应的隐蔽结构进行进一步的检查；幕墙的主要承力构件、连接构件和连接螺栓是否松动、损坏、连接是否可靠、有无变形和锈蚀等。
3）玻璃面板有无松动、变形和损坏。
4）密封胶有无脱胶、开裂、起泡，密封胶条有无脱落、老化等损坏现象。
5）开启部分是否开闭灵活，五金附件是否有功能障碍或损坏，安装螺栓或螺钉是否松动和失效。
6）幕墙排水系统是否畅通。
7）幕墙防雷系统是否正常
2、对以上检查中不符合要求者进行维修和更换。
3、隐框幕墙工程所用的结构胶使用十年后应对该工程不同部位的结构硅酮密封胶进行粘接性能的抽样检查，此后每三年检查一次
4、点式玻璃幕墙每5年应检查相应的承重不锈刚爪件。
安全性鉴定
1、面板、连接构件或局部墙面等出现异常变形、脱落、爆裂现象。
2、遭受台风、地震、雷击、火灾、爆炸等自然灾害或突发事件而造成损坏。
3、相关建筑主体结构经检测、鉴定存在安全隐患。
当出现以上情况时，应及时组织专业技术人员进行安全性鉴定。
四、小结
建筑幕墙的后期维护和安全性鉴定应引起人们的足够的重视。
更多内容详见《门窗幕墙月刊》杂志