郭志勇  董林  谢腾云  文丹  李滔

　　（中建五局装饰幕墙有限公司，湖南省、长沙市，410004）

【摘要】：当前我国大量建筑幕墙已进入“老龄化”阶段，实行建筑幕墙安全评估是保证“老龄”甚至“超龄”服役幕墙的继续使用的保障，幕墙概况的实时监测及风险预警可作为幕墙评估的重要指标纳入幕墙运维管理事项。本文重点从玻璃幕墙服役过程中的风险项监测、实时评估预警作研究，并对城市玻璃幕墙运维作研究探索。

【关键词】：建筑幕墙、安全评估、实时预警

　　0 前言

　　建筑幕墙作为现代建筑大量采用的设计形式，其“易于替换的建筑结构构件”的建筑设计性质在后期幕墙的局部维护修整，区域性翻新提供便利，也因此设计性质，其设计年限普遍是在25年，低于建筑设计一般年限50年。综合我国现幕墙的运维趋形势，早期的建筑幕墙纷纷进入“老龄”甚至“超龄”服役的状态。尽管建筑设计和建筑幕墙设计都是按照国家标准取一定的安全系数以保证工程质量及质保年限，且合理的运维能提高幕墙的使用寿命，但仍然难以实现玻璃幕墙与建筑设计年限同步，也难以界定超时限玻璃幕墙在当前环境下的安全性并加以处理。

　　目前我国有使用了30年的幕墙，维护得当，没有安全隐患问题的话，仍在继续为人民服务【1】，然而更多的是在构配件等出现质保问题后，未及时进行隐患排查风险预警，导致幕墙本身出现大量的安全隐患，酿成严重的后果。根据中国消防安全年报公布的数据表明，从2006年至2018年的这13年里，全国发生的幕墙安全事故高达2.9万多起，经济损失高达1.3亿元，这给社会经济的发展和民众的安慰带来了巨大的影响【2】。根据全国人大颁布的相关法律规定，建筑安全是一个重大的民生工程【3】。 建设部在2006年颁布《既有幕墙安全维护管理办法》伊始，各地方政府相继出台有关管理办法，促使既有幕墙的维护行为落到实处。

　　本文从建筑幕墙常规风险分析、现阶段幕墙运维执行与相关单位管控的壁障两个方面对建筑幕墙运维阶段安全评估进行必要性探析，并据此对一种运维预警系统进行可行性方案探析。

　　1建筑玻璃幕墙运维阶段的风险分析

　　建筑幕墙运维风险主要分为：结构性风险分析、功能性风险分析、装饰性风险分析三个大类别。

　　结构性风险主要表现在幕墙支撑体系与建筑主体结构的锚固强度，幕墙本身龙骨的力学性能，幕墙面板部分的有效固定三个方面上。随着幕墙使用时间的增长，建筑墙体可能出现的局部老化、幕墙构件的热胀冷缩导致幕墙锚固件个别松动脱落；雨水酸蚀导致部分构件防锈失效引起的结构隐患；正负风压的周期性影响、气候影响导致的紧固件松动等问题凸显较为明显。

　　玻璃幕墙所采用的面板材料普遍为钢化中空玻璃，在建筑行业定性为安全玻璃，但即便如此在安全玻璃规范中仍然是有自爆率的要求。玻璃自爆一般出现在幕墙施工完成后的一年时间内，由于结构体系的耦合，此时结构体系的形变量是最大的，而此时钢化玻璃均质程度较差的玻璃受形变影响就很容易自爆开裂。还有一个时间段就是幕墙运维10年以上的，受结构胶质保期影响，极少量胶的粘结性能及伸展性能不能满足玻璃热胀冷缩的形变，就会有玻璃自爆的风险。

　　功能性风险主要表现在幕墙气密性水密性，抗风压形变等。建筑幕墙作为建筑外围护使用，其面板材料及密封用胶都是有耐候要求的，影响建筑幕墙气密性及水密性最大的因素是外幕密封胶的耐候性。

　　根据JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》要求，幕墙胶使用应满足幕墙设计年限要求。据统计，当前国内白云、枝江等一线玻璃胶品牌商提供的常规幕墙胶产品质保期在10年左右。受气候影响，过质保期的密封胶胶伸展性能不能满足幕墙体系自身的应力释放产生的形变，就会出现开裂现象，影响整个体系的气密性水密性能。虽然目前国内一线品牌胶在实际实验中取得不错的表现，但是专家【4、5】还是对服役20年以上幕墙胶的粘合情况提出了担忧。

　　装饰性风险主要表现在外漏型材腐蚀、玻璃遮阳膜老化、钢材锈蚀水渍污染、棱角积灰污染等方面。主要是由于幕墙服役时长的的增加，受复杂气候、环境、早期材质本身质量的影响，幕墙本身在视觉效果上呈现的减分项。

　　由此我们梳理规划风险表现。参考《建筑幕墙》（GB/T 21086-2007）制定既有幕墙风险评定标准用于对项目中不同部位不合格风险类型进行识别。

　　表1既有幕墙固有风险评定暂定标准

　　传统幕墙风险数据采集依赖于持有方物业的自我发现排除，建筑幕墙的三年一次专项检查。然而实际过程中受经费等制约因素的影响幕墙专项检查往往借助幕墙清洗的时机做表面的观测检查。虽然针对幕墙检查国家颁布了《既有幕墙安全维护管理办法》做专项要求，但是部分城市对该部分执行力的缺乏，导致众多业主对幕墙定期安全维护疏于执行，而物业单位执行起来又缺乏行业的专业性，在信息传递隐患表达上执行力度及准确度普遍不高。而由此产生的安全性评估，也有“头疼医头、脚疼医脚”的意味，未有统一的维护规划或强制翻新的标准。在规范管理及执行之间存在行业壁障。

　　3  当前环境下对新型运维方式的探索及预警系统的研究

　　建设部2006年颁布《既有幕墙安全维护管理办法》伊始，全国各地相继出台关于幕墙安全维护的相关政策，如2013年福建省出台《既有建筑幕墙安全维护管理实施细则》，对既有幕墙强制执行安全监测。2019年深圳市住房和建设局公开征集《深圳市既有建筑幕墙安全维护和管理办法（意见稿）》，并制定了运维监测样表等，将幕墙安全维护责任制进一步落实下来。如何落实既有建筑幕墙的安全维护是本次考虑的重点。

　　接下来我们分析当前遇到的运维问题及解决办法。

　　图1  建筑幕墙运维评估及预警思路

　　3.1数据采集阶段

　　建筑的生命周期阶段不同，在施工阶段和维护阶段往往不是同一批专业的人员，因此信息的来源，最熟悉该项目的设计与施工人员不会主动参与到建筑维护事项。当下阶段，智慧建造广泛运用于各个项目，BIM技术助力设计、施工阶段，为建筑方案设计、成本归集、专业交互、施工模拟、隐患排查等起到重要作用【6】。而目前要探讨的幕墙安全评估事项，完全可以作为BIM的拓展运用。业主在早期的施工建造中，做精细化的BIM建模，在资料归档移交时，将BIM资料作延伸规整，为运维阶段定制系统化模型【6】。在我们幕墙安全评估过程信息提取时，物业部门通过定制化系统app延伸端口，能通过手机、电脑等第三方平台，进行BIM模型漫游，准确描述风险源，并添加语音、图片作为辅助信息事项上传到云平台，进行精确数据采集，并留存云端上传记录。对于城区既有幕墙，物业运维部门可由专业公司专项定制3DS扫略精细化模型对建筑实体放样。方便物业运维部门的隐患排查风险描述，采用虚实结合的手法打破专业性壁障。

　　另外，依托于5G助力物联网的快速普及，建筑玻璃幕墙结构性监测方法可依托于传感器设置，在玻璃幕墙结构上设置温度传感器、压力传感器、应力传感器、位移传感器；参数测量，测量室内个温差  W，玻璃表面压力P，得到玻璃承载力P承，测量龙骨应力值P、相对变形值DX；玻璃幕墙结构分区；设置预警值，其中设置预警系数值分别为A、B、C、D；分区预警针对不同分区设置相同或不同的预警系数值，并在监视器上显示该分区预警颜色。

　　图2玻璃幕墙结构安全性监测方法示意

　　3.2数据汇总及实时预警

　　通过客观和全面、自动化实时对幕墙结构的安全性进行监测预警，从定制化运维端口反馈数据可按幕墙风险评估项进行入口分类，在运维部门能清晰甄别风险事故，风险等级情况下可做直接信息化录入，如：A9013室编号XX窗户锁扣松动，B8123室XX玻璃自爆等。对于无法准确描述事项如：XX位置幕墙大风天局部异响等情况，做特殊信息化情况录入。对于准确录入的实况讯息，可由承接幕墙运维信息服务的专业公司组织专家进行幕墙风险评估建模【6】及计算，进行维护阈值的确定。当录入讯息超过阈值时系统自动提出风险预警。如XX大厦已有超过阈值窗户出现渗水情况，请统一安排维护等。

　　3.3建筑幕墙运维平台信息交互

　　通过幕墙实况信息录入及风险预警，物业运维单位可以得到最新的实况幕墙信息。信息通过由质检监督部门统一筹划的云平台进行大数据统一。监管部门可通过云平台对运维信息服务单位的企业资质、专家组情况、运维决策实力进行评估，开放给楼宇物业部门。物业部门可以根据需求定制幕墙运维信息服务需求，定制三方app运维端口。运维信息服务企业可利用集中力量量化式开展评估作业。风险预警讯息可由政府部门主导并入城市建筑GIS系统，对于强制检测的楼宇幕墙相关部门可通过运维平台端口进行规划监督查办。

　　4 结语

　　建筑幕墙是建筑装饰装修的一个分支，以其种种优点，越来越多的被应用到现代化楼宇外墙上，但是既有幕墙运维阶段的安全隐患问题一直是悬在楼宇上的利剑。过去由于监管不到位、运维的专业度不够，造成了不好的影响。现在随着各地方既有幕墙安全维护管理办法的政策落地【7】，建筑幕墙后期运维的重视程度会愈发提高。本文首先对建筑幕墙运维阶段的常见风险进行归纳分析，其次，对既有幕墙运维安全评估及实时预警系统进行研究，对运维信息交互作了初步的预想。随着云平台、BIM技术、5G信息交互技术、城市GIS系统更多的运用于城市建造，建筑幕墙运维期间的监测预警及执行监督将日趋完善。

　　参考文献：

　　[1] 金鸣宏.论幕墙的使用年限[J].现代物业(上旬刊),2013,12(12):66-67

　　[2] 关于建筑安全管理存在的问题分析及对策探讨[J]. 牛萍萍.  福建质量管理. 2016(04)

　　[3] 中美既有建筑幕墙安全性检测内容和方法比较[J]. 王作虎,裴杰,李建辉.  施工技术. 2014(22)

　　[4] 我国既有建筑玻璃幕墙结构粘接可靠性分析[J]. 马启元.  粘接. 2016(03)[6]

　　[5] 周平,汪洋,利贵良,蒋金博,张冠琦.服役20年幕墙粘结及密封材料状况调查研究[J].合成材料老化与应用,2017,46(S1):59-63

　　[6] 谭明权. 既有建筑幕墙安全风险评价研究[D].武汉科技大学,2019

　　[7] 各地既有幕墙管理办法[J].中国建筑金属结构,2020(02):34-35.

　　[8] 常乐，玻璃幕墙结构安全性监测方法，专利号：201910114672.8

　　作者简介： 郭志勇，工程技术部副经理，中建五局装饰幕墙有限公司，湖南省长沙市天心区中意一路158号，410004，13687376881，1607089112@qq.com