幕墙落地玻璃设置栏杆的问题

幕墙落地玻璃设置栏杆的问题赵西安（中国建筑科学研究院北京100013）幕墙落地玻璃设置栏杆是目前幕墙设计中争议很多的一个问题。由于一些老规范还在，技术又已经过时，因而引出不少麻烦。本文就当前国内外工程的实际，介绍一些可行的做法，供幕墙设计参考。一、许多已建工程落地玻璃未设防撞设施目前我们可以看到国内外许多建筑楼面的落地玻璃没有设置栏杆（图1~图4），虽然我们从外观上不了解是采用了夹层玻璃还是仅仅用单层玻璃或单层玻璃的中空玻璃，但是肯定一点是：并非所有的落地玻璃都必须设置栏杆，至少相当多的已建工程未做栏杆也已经正常使用多年，并不令人担心。图1北京瑜舍大酒店楼上大厅、餐厅和客房均未设栏杆图2北京地铁国展站二层落地大玻璃不设防护设施图3中国国际展览中心二三楼落地玻璃无栏杆图4英国伦敦桥塔楼310m，落地玻璃无栏杆二、单夹胶落地玻璃可不设栏杆单片落地玻璃（浮法玻璃、半钢化玻璃和钢化玻璃）被撞击后有可能飞散，使室内人员有向室外坠落的危险。幕墙落地玻璃设置防撞装置是为了防止这一个危险的发生。夹胶玻璃是不飞散玻璃，尽管撞击可以打破玻璃，但是无法穿越夹胶玻璃板块（图5）。玻璃幕墙采用不可飞散的夹胶玻璃后，消除了室内人员穿出室外而坠落的危险，所以可不设置防撞栏杆（图6~图10）。图52010年希腊骚乱中，暴徒飞腿踢破玻璃，但夹胶玻璃不飞散，无法进入室内图6深圳机场落地玻璃均不设栏杆，A候机楼（左），B候机楼（右）图7日本住友公司高层餐厅落地玻璃不设栏杆图8乌鲁木齐机场三层候机厅，未设栏杆图9武汉机场，三层候机厅未设置栏杆图10广西北海机场二层候机厅，落地玻璃也不设栏杆三、双夹胶中空落地玻璃更可以不设置栏杆广州塔高达600m，玻璃幕墙达460m，由于采用双夹胶中空玻璃，更不必设栏杆了（图11）。图11广州塔内各楼层玻璃均落地，不设栏杆首都机场T3航站楼，外幕墙落地板块2.5mX3.2m，12mm钢化夹胶中空；内隔断钢化夹胶。虽然有可能受到旅客和行李车的撞击，也未设置栏杆（图12）。图12首都机场T3候机楼落地玻璃不设栏杆四、外夹胶内单片中空的落地玻璃也可不设栏杆许多超高层建筑玻璃幕墙采用外玻璃夹胶，内玻璃单片（钢化或半钢化）的做法。虽然内单片玻璃有破碎的可能，但是由于外玻璃夹胶，不存在人员坠落的危险，所以也可不做栏杆。图13~图的超高层建筑，玻璃幕墙都是外玻璃夹胶，内玻璃单片，这些工程均不设栏杆。当然，幕墙的横梁最好调整到在900毫米左右的高度布置，这样会更安全。图13上海环球金融中心，495m，不设栏杆图14广州国际金融中心IFC，432m，办公楼层广州利通广场是目前国内配置最高的玻璃幕墙，58层，303m高。玻璃高度4.2m，每层一块，不设中间横梁，宽度1.5m和2.5m，外玻超白半钢化SGP夹胶，内玻超白钢化，锯齿形墙面（图15、图16）。大型玻璃不设置栏杆，充分显示超白玻璃的通透性能（图17、图18）。图15广州利通广场303m超白玻璃幕墙图16玻璃高达4.2m，锯齿形，外挑500mm图17全层高玻璃板块，不设任何防护设施图18不设防护使超白玻璃特别通透世界最高的建筑——迪拜哈里法塔（828m），其玻璃幕墙面积达10万m2。外玻璃采用8mm半钢化，中空层16毫米，内玻璃为（6mm+6mm）夹胶。内玻璃是夹胶玻璃，不会飞散，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个楼层的落地玻璃都未设置栏杆或其他防撞设施。许多楼层仅仅在400mm处有玻璃幕墙的铝横梁（图19~图20）图19828米高的哈里法塔图20位于124层的观光层，未单设栏杆五、厚度10mm以上的钢化落地玻璃可以不设栏杆多个有限元计算分析表明：10mm以上厚度的钢化玻璃可以抵抗人身体的撞击而不会破碎，图39的钢化玻璃1.2mX2.9m，厚度10mm，承受1.4X150kg的集中冲击力，其最大弯曲应力仅为45N/mm2，远小于其抗弯强度。耐撞击试验也充分证明了这个结论。实际上，很多工程中10mm厚度的钢化玻璃已作为独立的玻璃栏板使用（图21），这就表明其耐撞击性能已经客观上被承认。何况幕墙玻璃并非悬臂安装，而是四边支承，工作条件要好得多。图21悬臂安装的钢化玻璃栏板广州银行大厦，高260m，是目前全国第二高的石材幕墙工程。玻璃采用钢化中空，内片厚度为10mm和12mm。经技术论证，未设防护设施。但其250mm高的楼面卧梁能起一定程度的保护作用（图22）。图22钢化中空玻璃落地点窗未设护栏六、全玻幕墙、点支幕墙和索网幕墙很多都不设栏杆建筑师选用全玻幕墙、点支玻璃幕墙，尤其是选用索网玻璃幕墙，都是为了尽量通透，不希望增加一点遮挡。哪怕是一根细细的栏杆，往往建筑师都无法接受。所以全玻幕墙、点支和索网玻璃幕墙在地面或者楼面处常常不让设置栏杆。只要玻璃采用了夹胶，不可能飞散；或者采用了10mm以上厚度的单片钢化玻璃，人体不可能撞碎，我们就可以同意这个要求，为建筑功能和建筑艺术创造更好的条件（图23~图26）。图23北京地铁15号线车站全玻幕墙无栏杆`图24深圳电视中心采用点支钢化夹胶玻璃，楼面不设置栏杆图25广州机场候机厅点支落地玻璃未设栏杆图26济南卷烟厂索网幕墙，玻璃分块很大，也没有设栏杆七、底层落地玻璃可以不设防撞栏杆试验和计算分析表明：10mm及以上厚度的钢化玻璃，正常人是无法将其冲击破碎的；夹胶玻璃更无飞散之虑。加之底层室内外楼地面标高相近，不至于发生坠落危险。底层落地玻璃是否设置栏杆可酌情处理，从国内外已建工程来看，大多数都不设栏杆（图28~图31）。图28南宁国际会展中心，钢化中空，无坠落危险，不设栏杆图29中国建研院办公楼大堂落地中空玻璃无栏杆图30中组部全国组织干部学院大尺寸中空落地玻璃未设栏杆图31台中市某办公楼底层大玻璃十分通透八、双层幕墙的内幕墙落地玻璃可以不设栏杆双层通风玻璃幕墙类似于中空玻璃，它也是由外玻璃和内玻璃构成，只不过两片玻璃的距离大一些，这应该说会更安全一点。只要外玻璃是夹胶的，不管内玻璃如何破损，人总是掉不下去的。何况内幕墙总要有门通行，落地玻璃门也不可能设个妨碍交通的栏杆（图32~图35）。再退一步说，有了外幕墙，内幕墙就相当于一道室内的玻璃隔断，又有谁在室内玻璃隔断两侧各做一道栏杆呢？图32北京旺座大厦，典型双层幕墙，内外图33深圳TCL大厦，外幕墙夹胶点支，内幕墙钢化中空。幕墙均无栏杆外幕墙和内幕墙均无栏杆图34上海科技孵化大厦，内幕墙可开启，不能设栏杆图35南京人寿保险公司大楼，外幕墙点支夹胶，内幕墙可开启，内外幕墙均不设栏杆九、防撞设施不止是栏杆，还有各种各样的形式《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第4.4.5条规定设置“防撞设施”，并不单指必须是独立的落地栏杆。实际上，目前在许多工程中也采用了多种形式的防撞设施。1在立柱平面内设置水平金属管在立柱平面内、离开玻璃内表面一定距离，设置一根或数根水平的金属管作为防撞设施，既美观，也十分有效。金属管多为不锈钢管，两端固定在立柱上，不占用室内空间，也便于清扫。图36观光层楼面，440m，设置金属管防撞设施图37环球金融中心的高空玻璃走廊和水平的金属防撞管上海环球金融中心高495m，一般楼层不设置防撞设施。考虑到440m观光层观众很多，行动难以控制，特别设置了一道金属管防护（图36）。到了480m的玻璃空中走廊，同样也加了一道防撞金属管（图37）。2．夹胶或钢化玻璃拦板在幕墙玻璃的内侧，设置夹胶玻璃或钢化玻璃的拦板也是有效的防撞设施。为可靠防止撞击，夹胶玻璃的单片玻璃厚度不应小于6mm；钢化玻璃的厚度不应小于10mm。玻璃可以对边支承或点支承在立柱上（图38~图42）。图38点支承夹胶玻璃拦板图39不锈钢挂钩固定的钢化玻璃拦板图40杭州开元大酒店，12mm钢化玻璃拦板图41全玻幕墙的防撞拦板图42苏州索菲特酒店用12mm厚、间隔布置的悬臂钢化玻璃作为落地玻璃保护3．拉杆或拉索、金属网防撞设施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，而且其弹性可以避免室内人员碰撞时产生人身伤害。有时也还可以附加一根刚性杆件（图43）。也可以在落地玻璃前面设置金属网防护（图44）。图43拉索防撞设施图44金属网防撞装置4.利用横梁作为防护设施，不另外增加构件最省事的办法是在0.8m~1.2m范围内设置玻璃幕墙的横梁，直接认为这些横梁就是防护措施，不再另行安排其他的附加设施（图45~图47）。图45纽约11大道100号办公楼利用横梁作为防护设施图46开罗国际机场落地玻璃利用幕墙横梁防护，不另设栏杆图47迪拜0-14塔楼利用水平横梁作为防护但是，目前相关规范并未对这种做法作出明确规定，只能是具体工程协商解决。八、小结夹胶玻璃是非飞散玻璃，室内人员不可能穿过夹胶玻璃向室外坠落。幕墙只要采用了夹胶玻璃，即使内玻璃或内幕墙的单片玻璃破碎，也不致于引发人身安全问题。尤其是双层幕墙，内幕墙设置玻璃门后，实际上也无法设置单独的栏杆。国内外采用夹胶玻璃的幕墙，落地玻璃不设栏杆的实例很多，从已有的经验来看，安全上没有问题。厚度10mm以上的钢化玻璃或钢化中空玻璃人体难以将其撞碎，许多工程都未做防护设施。当然，本文仅从安全的角度进行了讨论，幕墙落地玻璃使用中还会有楼内人员向下观望时的恐惧心理问题。如果建筑师的艺术构思令客人无法接受的话，可以在室内布置时用家具、绿色植物盆栽遮挡，再不行只得设置一些栏杆等安民设施了。落地玻璃即使需要设置防撞或安民设施，也不意味着必须做独立的落地栏杆，防撞设施有多种形式，可以根据具体情况灵活选用。