極端風氣候對幕墻玻璃的破壞”這個題目，是我近年來重點思考的一個問題。幕墻專業人要多一些、深一些學習和了解風氣候特別是極端風氣候的常識，覆面材料特別是玻璃面板的知識。要重視分析“風—玻璃”這一對矛盾統一體。對風的作用下，玻璃面板的表現，覆面抗風設計應有更大的關注和改善。
以下內容，根據行業專家蕭愉先生的講話稿整理而，特別鳴謝：建筑幕墻（詞條“建筑幕墻”由行業大百科提供）設計咨詢（微信平臺）。
極端氣候對幕墻玻璃的破壞分析
目錄
⊙今年9月15日臺風“莫蘭蒂”登陸廈門
⊙登陸廈門特大臺風的風速與風壓（詞條“風壓”由行業大百科提供）
⊙臺風破壞玻璃面板的表現特征
⊙上海地區氣候風的統計分析
⊙玻璃面板破壞要點的歸納
⊙對臺風災害破壞后的態度
⊙極端氣候風對面板破壞后的善后工作
今年9月15日臺風“莫蘭蒂”登陸廈門
某超高層半隱框玻璃幕墻
(局部外片玻璃脫落)
廈門五緣灣某海景房，整個臨海面的門窗玻璃幾乎全部“吹”掉
按規范設計、施工的超高層建筑（詞條“超高層建筑”由行業大百科提供）玻璃幕墻依然巍然矗立
按規范設計、施工的超高層建筑玻璃幕墻依然巍然矗立
2014年8月5日
“威馬遜”臺風席卷海口
大臺風后玻璃幕墻
2014年8月5日，海口某大廈幕墻玻璃在超強臺風“威馬遜”中破損嚴重，存在極大的安全隱患。
2014年8月5日，海口某大廈幕墻玻璃在超強臺風“威馬遜”中破損嚴重，存在極大的安全隱患。
登陸廈門特大臺風的風速與風壓
2016年9月15日，“莫蘭蒂”特大強臺風風力:
1999年10月9日，9914號強臺風登陸廈門瞬時風速46m/s。
規范基本風壓取值，廈門地區10米高處10分鐘平均風壓值
0.80KN/m2 50年一遇;0.95 KN/m2 100年一遇。
一般規范設計取值30年一遇。
瞬時風速3秒和10分鐘(600秒)的時距轉換關系一般為：
V3/V600=1:1.42 。 V3=54.9m/s時，W0=1.8838KN/m2;
V60=45.1m/s時，W0=1.2713 KN/m2;V600=V10min=38.6m/s，W0=0.9312KN/m2 。
風速和風壓關系一般取P=V2/1600 。
臺風作用過于猛烈，風載荷變化多端。風力并非簡單的正、負風壓，而是非常復雜的作用，推壓、吸拉、彎曲、切換、扭轉、變向等,只能說尚處“無知”認識。
臺風破壞玻璃面板的表現特征
2016年9月15日，14號超強臺風“莫蘭蒂”登陸廈門，對玻璃幕墻的襲擊，所造成的破壞，大致有以下幾種表現：
1.臨海迎風面曲面玻璃面板破壞，面目全非;
2.開啟窗扇大量脫落，局部外片玻璃脫落;
3.玻璃開孔駁爪處嚴重破壞;
4.底層玻璃門、塔樓裙房結合部位玻璃面板破壞;
5.自封陽臺玻璃門窗成重災區;
6.裝飾部件、外遮陽構件吹落等。
玻璃幕墻遭受臺風侵襲的主要部位，均是風荷載偏大部位。
1.玻璃面板破壞、碎裂、位移的部位，與風洞試驗最大風壓分布
區域基本對應;
2.造成損壞底部多大于上部，屋頂及檐口、轉角部較普遍;
3.塔樓裙房結合部位即“Hot sport”熱點部位問題較多;
4.建筑凹部玻璃、凸出裝飾、遮陽構件影響較大;
5.臨海陽臺封閉玻璃破壞;
6.除連接關系破壞失效外，若干玻璃面板破壞明顯，破損嚴重，表現為厚度薄，面積大。
上海地區氣候風的統計分析
1、1971年~2007年風速記錄
1971年~2007年風速(m/s)記錄(上海崇明，B類，高度4.5m臺風季節)。
第一組：n=24
14.0,14.5,11.7,10.0,17.0,12.7,10.7,12.0,17.7,13.3,
12.3,14.7,15.7,12.0,14.7,12.7,9.7,11.7,16.3,18.0,
11.7,12.0,14.0,12.7。
第二組：n=23
9.0,9.7,11.0,13.3,13.3,11.7,10.7,11.0,15.3,11.7,
14.0,12.0,7.3,10.7,14.3,13.0,8.7,12.3,12.9,9.2,
10.0,8.9,9.2。
N=24+23=47
——摘自空氣動力學報第28卷第4期，武占科等專文。
數據統計分析：(表一)
2、1974年~2001年各區縣各重現期最大風速
1974年~2011年上海各區縣10m高度各重現期最大風速(m/s)(表二)
4、時最大風速的方向
5、不同時距、高度風速的換算
玻璃面板破壞要點的歸納
從安全性考慮，技術規范中，對下列玻璃問題應予重視，拾遺補缺。
1.鋼化玻璃：
1-1，玻璃破損率 三要素：風載荷、厚度和面積。
鋼化玻璃自爆率，上墻應持“零容忍”態度。對于玻璃輕質高強、典型脆性、強度離散（詞條“離散”由行業大百科提供）的特點，應考慮其薄板、強度因子、強度分布因子三要素。
1-2，對玻璃面板驗收時，應增加提供含鐵量、表面強度和破損率三個特征數。
對產品指標應有個性化的制造商保證。對玻璃面板實際厚度有統計數據。
2.夾層玻璃 三要素:剪切強度,粘結強度和工作溫度范圍。
2-1，剪切強度，三要素，膜片剪切模量、粘結強度和使用溫度。
對于夾層玻璃、復合面板、等效厚度、內外片共同工作的特點，應考慮其膜片種類、剪切模量，工作溫度對膜片模量的影響，粘結強度問題。夾層玻璃不耐高溫，隨溫度升高膜片彈性模量（詞條“彈性模量”由行業大百科提供）、剪切模量及粘結強度極大降低。
2-2，對于玻璃面板驗收時，應增加提供剪切強度、粘結強度 和工作溫度范圍三個特征數。
3.點支承開孔玻璃面板 三要素:大面強度、端部強度和孔邊應力（詞條“應力”由行業大百科提供）控制。
3-1，玻璃的脆性性質，使其存在大量微裂紋。開孔處應力集中，成為整個面板最薄弱處，這是控制玻璃面板安全性的關鍵所在。應力集中系數可能達2.35~3.0 。
3-2，對玻璃面板驗算時應增加孔邊應力主控指標一項。
4.超白低鐵玻璃 三要素:含鐵量、紅外線反射率和低輻射膜使用年限。
4-1，超白玻璃是低鐵含量玻璃，因為鐵的共生礦物金屬鎳Ni的含量與含鐵量相關，因而影響硫化鎳NiS的含量，故而影響自爆率。此外，超白玻璃對可見光的高透射率的同時，熱輻射、紅外線亦高透射。為了保證熱工性能，減低熱輻射、紅外線的進入，必須保證LOW-E膜對紅外線的相應反射效果，必須保證LOW-E鍍膜的使用年限。
4-2，對玻璃面板強調含鐵量、鍍膜玻璃對熱輻射、紅外線的反射率和LOW-E膜的使用年限，應增加這幾項特征性能數據的規定。
5.彎曲玻璃 三要素:加熱、彎曲和冷淬均勻性。
5-1，玻璃是高強度、高脆性材料，在非常小變形下即會突然破壞，故不宜冷彎。冷彎使保持高彎曲應力狀態及存在逆向回彈作用。而熱彎玻璃要經過加熱、彎曲、冷淬三道工序的工藝處理，溫度分布均勻性、彎曲變形均勻性、冷淬均勻性帶來強度分布均勻性的較大離散。
5-2，對玻璃面板驗收，應增加提供各批量、個性化的強度分布均勻性特征指標。
5-3,重視曲面玻璃安裝適應性.
6.中空玻璃 三要素:合格率、外片粘結強度和氣密性。
6-1，中空玻璃成品合格率普遍偏低，應予嚴格管控出廠、上墻質量，特別是外片玻璃粘結強度和氣密性。同時，應重視中空玻璃空氣間層內的工作環境，應保證對低輻射LOW-E軟弱膜的有利耐用條件，防止縮短使用年限。并應有對LOW-E膜功能存在的檢測。
6-2，對中空玻璃面板應提供合格率具體指標，特別是外片粘結強度、氣密性，提供具體檢測LOW-E膜工作條件的規定。
上述玻璃面板的破壞，來自于風載荷突破規范預料，不可抵抗風力，而玻璃偏弱無能抵抗。建議，希望玻璃制造商、幕墻工程商和材料驗收檢測單位取得共識，形成標準。幕墻工程，材料是基礎。有了優良的玻璃面板質量，才可能有優良的幕墻工程，兩者密切協調合作，才能有效預防風險，控制質量安全，擔當社會責任。
超大特強臺風侵襲破壞玻璃面板，暴露了弱點和不足，壞事變好事,可以促進完善進步。超大特強臺風雖然百年一遇，但氣候變化極端異常氣象條件出現概率增大。針對此種環境，必要的適當強化抗風設計，提高玻璃面板的安全可靠性的控制，還是必要的。
對臺風災害破壞后的態度
臺風、地震、異常氣象等天災，是不可抗拒的自然破壞。如何認識風險事件：
a.沒有調查就沒有發言權。(多聞、多問)
b.沒有數據就不要亂講。所以要慎于言，不失言，知者不言，言者不知，我們對危害、風險知之甚少、甚淺，基本上“無知也”“空空如也”。
c.一次風險事件、事故，“未見顏色而言謂之瞽”“ 道聽而涂說，德之棄也”。不是哪一個工程、企業、少數人的事，應該將其視為行業、專業共同的責任，這方面的經驗、預防、成果應該行業共享。
d.出了事故不要隱瞞和推卸責任，“小人之過也必文”。
e.是幕墻問題還是窗問題，要分清。
f.是材料問題還是結構，是管理還是技術?
面板破壞后的善后工作
1.宏觀對比
美國波士頓漢考克大廈，20世紀70年代初期風暴、龍卷風襲擊，十分之一玻璃破碎。
1-1.美國土木工程協會針對1983年阿麗西亞颶風對高層建筑（詞條“高層建筑”由行業大百科提供）玻璃幕墻嚴重破壞，專家特別會議分析主要原因：撞擊、風壓、內壓支承平面外屈曲,玻璃擠壓（詞條“擠壓”由行業大百科提供）、脹縮,安裝不合格。
1-2.組織專門研究試驗，經20年風雨的窗玻璃，按斷裂力學理論，針對玻璃典型脆性材料試驗，計算玻璃破損概率。
1-3.在上述試驗基礎上，制定新的ASTM E1300-系列圖表，經驗曲線。
2.對災情的態度
2-1，實事求是調研，沒有調查就沒有發言權，用數據說話。
2-2，不是哪個項目、哪個企業、哪些人的事，是整個行業、專業的事。
2-3，不隱瞞、不掩蓋、不推卸責任，勇于擔當，不文過飾非。
2-4，問題導向，視其所以、思其所由，亡羊補牢，預防風險。
2-5，對出現的問題辯證分析，既不絕對否定，也不絕對肯定，解決問題,技術進步。
3.中觀行動
3-1，規范的拾遺補缺，重視玻璃面板的問題。
3-2，材料是基礎，應用技術要內涵產品應用，發揮特長，克服特短。
3-3，玻璃面板在臺風中暴露的問題：
3-3-1，熱彎玻璃問題嚴重，加熱、彎曲、冷淬均勻性，強度分布均勻性。安裝精準及
變形適應性.
3-3-2，開孔玻璃多有破壞，孔邊應力、應力集中，柔性接觸材料、施工。
3-3-3，平板玻璃破損概率，預測概率、表面強度、問題緣由。
3-3-4，夾層玻璃粘結強度，剪切強度、膜片模量、使用溫度。
3-3-5，中空玻璃合格品率，漏氣密封、熱反射率、使用年限。
3-3-6，超白玻璃熱透射率，反射紅外、鍍膜環境、使用壽命。
3-4，玻璃幕墻工程和幕墻玻璃品質一體化：
3-4-1，玻璃產品出廠質量保證，現場檢測實測。
3-4-2，幕墻工程上墻零容忍破損率，驗收條件。
3-4-3，設計、制造、施工的責任制度，管理體制。
3-4-4，規范中應用技術和生產技術的銜接、實驗、試驗、經驗數據。
4.微觀具體
4-1，增加質量要求指標(玻璃面板)，玻璃含鐵量、破損率、熱反射率、紅外線透射率、LOW-E膜使用壽命、檢查中空玻璃合格率、夾層玻璃使用溫度、抗剪強度、鋼化玻璃表面強度、夾層玻璃使用溫度、熱彎玻璃強度分布……
4-2，補充設計計算施工規定：等效厚度計算、使用面積、長寬比、風荷載偏大區域選用(熱點)、駁爪柔性處置、樣品抽查、統計分析、玻璃供應商個性指標,熱彎板片安裝要求、膜片選擇。
4-3，當下切入點幾件事，能否提出技術條件?
4-3-1，列出增補對玻璃面板性能補充要求指標及個性化統計分析。
4-3-2，夾層玻璃等效厚度計算、膜片剪切模量取值、使用溫度規定。
4-3-3，玻璃面板打孔的孔邊應力取值，減少采用比例。
4-3-4，平板玻璃四邊支承時，玻璃破損率估算及表面強度檢測。
4-3-5，熱彎玻璃均勻性工藝參數檢查核定及安裝要求，普查。
4-3-6，中空玻璃合格率抽查及出廠質量保證，工作環境溫度、紫外線、溫度、密封性。
4-3-7，低輻射鍍膜溫度LOW-E使用壽命的行業共識。
4-3-8，降低鋼化玻璃表面強度要求，提高半鋼化玻璃使用比例。
4-4，中、長期研究實驗工作，建立統計相關關系和經驗方程，規范建立在數據基礎上。
結束語
認識“極端氣候風---玻璃表皮”矛盾對立統一體.
(1), 上海風環境
沿海,臺風,極端異常氣候風,最大時風速方向,年平均風速,時最大風速,瞬時風速,橫向風.
(1949~2005年,大于等于6~8級風84次)
(2),上海風荷載
負風壓,基本風壓,建筑表皮風壓分布,熱點部位,群體效應,風洞試驗,計算風工程,重現期,
(風壓分布,正負風壓,持續時間)
(3),幕墻抗風設計
基本風壓重現期取值,建筑表皮不同方向、部位、時間,不同玻璃構件,控制風荷載,玻璃破損概率,安全與經濟平衡,開窗問題
(風荷載、表皮構件、支承構件三要素;主體、維護、附屬三結構.維護墻面、屋面、裝飾遮陽構件三系統)
關于本文作者蕭愉先生
如果你還不認識蕭愉，那小編得趕緊先幫你補補課了，在幕墻行業，這可是知名度相當高的大咖哦!
蕭愉說
極端風氣候對幕墻玻璃的破壞”這個題目，是我近年來重點思考的一個問題。幕墻專業人要多一些、深一些學習和了解風氣候特別是極端風氣候的常識，覆面材料特別是玻璃面板的知識。要重視分析“風—玻璃”這一對矛盾統一體。對風的作用下，玻璃面板的表現，覆面抗風設計應有更大的關注和改善。
1.既有幕墻的現場檢查，可考慮重點為彎曲玻璃、開啟著連接、塔樓和裙房結合部、點支承、玻璃面板開孔駁爪、底層玻璃門、頂部女兒墻及檐口、轉角部位、立面裝飾構件和遮陽構件以及自封陽臺建筑玻璃等。
2.對玻璃面板材料定貨驗收，應重點強調熱彎玻璃加工溫度、彎曲、冷淬均勻性和強度均勻性指標記錄;夾層玻璃兩片玻璃間粘結強度、工作溫度范圍、膜片剪切模量;中空玻璃合格率、氣密性、內外片粘結強度、結露狀況;開孔玻璃板片，除大面、端部強度外，更應重視孔邊應力、應力集中系數;鋼化玻璃表面應力強度、破損率、含鐵量;超白玻璃低輻射鍍膜的使用年限、紅外線反射、透射率等。
3.上海地區有臺風侵襲、熱帶風暴大雨亦時卷來。因此幕墻覆面板片抗風設計，應予特別關注;此外，極端風氣候的氣象條件，也不容忽視。例如，四川成都雖無臺風但異常氣象，但2016年8月7日狂風暴雨加冰雹的破壞是嚴重的。上海亦有過事件案例。對于風荷載的認識有些新的表現，一是強臺風襲來時瞬時風速大,基本風壓值可能較大超過規范取值;二是負風壓在底層較大,似不同于正風壓的規律;三是上海地區城市中心年最大風速因建筑密度、臺風路徑、寒潮強度變化，似有減少趨勢;但應關注高層建筑群體橫向風引起相互干擾、風致振動、扭轉響應等作用。
問題導向,目標導向,一家之言,信言不美——蕭愉
編者按
看完蕭總的通篇解讀，令人肅然起敬，小編忍不住捫心自問，我們從事幕墻這份工作的初衷是什么?是為了賺一點錢，還是為了回饋社會造福大眾，當我們掌握大量技術，并且擁有更多信息的時候，不能再僅僅只思考個人的問題，更應該像蕭總那樣，在一個合適的場合，去普及、去呼吁，讓這個行業的發展之路走得更夯實，讓人民大眾因為我們這個行業而得到便利!
