某推拉窗窗扇墜落事故的原因分析以及警示

李卓昆

（上海建科檢驗(yàn)有限公司，上海 201108）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)和基建的快速發(fā)展，新建的公共建筑和居住建筑數(shù)量逐年攀升。外窗是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其安全性越來越受到重視。

近年來，外窗墜落事故時(shí)有發(fā)生，大多數(shù)事故原因相對(duì)簡單明顯，如臺(tái)風(fēng)等極端天氣、老舊窗戶年久失修以及五金件老化失效等。隨著新建建筑窗戶抗風(fēng)性能等設(shè)計(jì)指標(biāo)的不斷提高以及老舊窗戶逐漸被更新替代，此類事故逐年減少。然而，在非極端天氣下，新建建筑的窗扇墜落事件也偶有發(fā)生。一般來說，這類事故的原因不明確，窗扇墜落損壞后難以調(diào)查事故原因，在沒有造成重大人身傷害或經(jīng)濟(jì)損失的情況下往往不被重視。隨著城市化的發(fā)展，高層建筑的比例逐年增加，建筑周圍人流密集，一旦發(fā)生窗扇墜落事故，就很容易造成人身傷害。因此，調(diào)查此類墜落事故的原因以及研究相關(guān)的技術(shù)問題，可為今后的工程實(shí)踐提供經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于保障人身及財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。

1 事故概況

2023 年10 月7 日，上海市浦東新區(qū)某幼兒園教學(xué)樓發(fā)生一起推拉窗窗扇墜落事故。發(fā)生事故的窗戶位于教學(xué)樓3 層北外立面，推拉窗一活動(dòng)扇從窗框脫軌墜落后砸中地面活動(dòng)人員，造成人員受傷事故。事故發(fā)生時(shí)覆蓋該區(qū)域的監(jiān)控處于停用維修狀態(tài)，因此無法獲取現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻資料，需要通過技術(shù)分析來調(diào)查事故原因。

發(fā)生事故的幼兒園教學(xué)樓（以下簡稱教學(xué)樓）地上為3 層，建筑高度為14.7 m，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。教學(xué)樓外窗采用95 系列隔熱鋁合金推拉窗，總尺寸為1 500 mm×2 900 mm，推拉窗活動(dòng)扇的尺寸為750 mm×1 300 mm。鋁合金門窗安裝工程于2019 年通過驗(yàn)收。

2 推拉窗簡介

與該事故相關(guān)的推拉窗部件主要包括限位器、防盜塊、裝飾蓋板、滑輪和軌道等。

推拉窗限位器是用來限制推拉窗開啟范圍的裝置，其有多種形式。

推拉窗防盜塊屬于推拉窗防脫落裝置，其安裝在窗扇頂部軌道旁。推拉窗防盜塊的原理是在窗扇頂部位置抵住窗扇，使窗扇無法抬升，進(jìn)而使窗扇無法通過抬升的方式被拆卸，因此其具有防盜和防脫落的功能。防盜塊一般安裝在2 個(gè)活動(dòng)推拉扇頂部中間位置，能同時(shí)對(duì)2 個(gè)窗扇起作用，也具有提高氣密性的功能。教學(xué)樓中窗戶所使用的防盜塊分為底座和面層，如圖1 所示。安裝防盜塊時(shí)底座部分通過螺絲釘固定在型材上，面層部分則嵌合在底座上。

圖1 推拉窗防盜塊Fig.1 Sliding window security block

值得注意的是，由于防脫落裝置的原理是限制窗扇的縱向位移，以達(dá)到防脫落的效果，因此也將防脫落裝置稱為限位裝置。為避免混淆，本文中限位器（限位裝置）特指用來限制推拉窗開啟范圍的裝置。

推拉窗裝飾蓋板是位于窗扇側(cè)面用于遮擋內(nèi)部塑料緊固件和滑輪等構(gòu)件的外部構(gòu)件。

滑輪和軌道是支持推拉窗窗扇左右移動(dòng)的構(gòu)件，滑輪位于窗扇底部，軌道屬于窗框的一部分，窗扇上下與窗框連接處均設(shè)有軌道，下軌道位于滑輪底部，用于支撐滑輪滾動(dòng)。

在推拉窗剖面圖中，各零件和構(gòu)件的位置如圖2所示。

圖2 事故窗的結(jié)構(gòu)剖面圖Figure 2 Sectional view of the accident window structure

3 原因分析

事故原因分析主要從工程資料檢查和現(xiàn)場(chǎng)勘察兩方面進(jìn)行。

3.1 工程資料檢查

工程資料檢查包括對(duì)教學(xué)樓鋁合金窗的分項(xiàng)工程驗(yàn)收記錄、建筑施工圖（包括各樓層平面圖、門窗表、建筑設(shè)計(jì)說明）、彩鋁門窗安裝合同、門窗質(zhì)保書和工程檢測(cè)報(bào)告、型材質(zhì)保書、窗型節(jié)點(diǎn)圖和鋁合金門窗工程施工組織設(shè)計(jì)等文件進(jìn)行查閱，以了解項(xiàng)目的基本信息。

推拉窗窗扇墜落的原因可能包括外窗工程設(shè)計(jì)問題、外窗生產(chǎn)質(zhì)量問題、外窗施工安裝問題和外窗使用維護(hù)問題。由于外窗使用維護(hù)資料缺失，資料檢查主要從工程設(shè)計(jì)資料檢查、外窗生產(chǎn)資料檢查和外窗施工安裝資料檢查3個(gè)方面進(jìn)行。

3.1.1 工程設(shè)計(jì)資料檢查

查閱教學(xué)樓的建筑設(shè)計(jì)總說明發(fā)現(xiàn)，窗戶防脫落裝置和抗風(fēng)壓性能設(shè)計(jì)指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。其中，“建筑外門窗抗風(fēng)壓性能不低于5 級(jí)”、“鋁合金推拉門、推拉窗的窗應(yīng)設(shè)有防止從室外側(cè)拆卸的裝置”、“推拉窗用于外墻時(shí)，應(yīng)設(shè)置防止窗扇向室外脫離的裝置”符合上海市DG/TJ 08-2242—2017《民用建筑外窗應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》[1]中規(guī)定的“外窗的氣密、水密、抗風(fēng)壓性能指標(biāo)值，不應(yīng)低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31433—2015《建筑幕墻門窗通用技術(shù)條件》[2]中氣密6 級(jí)、水密3 級(jí)、抗風(fēng)壓3 級(jí)的要求”以及“推拉外窗應(yīng)配置防盜塊和防撞裝置”的要求。

3.1.2 外窗生產(chǎn)資料檢查

教學(xué)樓鋁合金推拉窗的生產(chǎn)工藝文件缺失，建筑門窗產(chǎn)品質(zhì)量保證書中顯示其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 8479—2003《鋁合金窗》[3]，該標(biāo)準(zhǔn)已于2009 年4 月1 日廢止，但查閱工程復(fù)驗(yàn)報(bào)告可知，其評(píng)定依據(jù)是GB/T 8478—2008《鋁合金門窗》[4]，抗風(fēng)壓性能檢測(cè)結(jié)果為5級(jí)，符合設(shè)計(jì)要求。

3.1.3 外窗施工安裝資料檢查

教學(xué)樓的鋁合金門窗安裝分項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收記錄中，驗(yàn)收結(jié)論為符合要求。驗(yàn)收項(xiàng)目包括GB 50210—2018《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》[5]規(guī)定的門窗質(zhì)量、框與附框安裝、門窗扇安裝、配件質(zhì)量及安裝、表面質(zhì)量、推拉窗扇的開關(guān)力、框與墻體間縫隙、扇密封膠條或密封毛條和排水孔，以上均符合要求；施工單位抽查了10 組窗的安裝允許偏差，均符合要求。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)勘察

現(xiàn)場(chǎng)勘察主要包括事故窗所在樓層所有相似窗型的檢查，以及針對(duì)事故窗的重點(diǎn)勘察。

3.2.1 3樓相關(guān)窗型現(xiàn)場(chǎng)檢查

為了更好地調(diào)查事故原因和發(fā)現(xiàn)可能存在的共性問題，對(duì)3 樓事故窗及所有相關(guān)窗型的窗戶進(jìn)行了質(zhì)量檢查，共有26 樘窗戶。其中，12 樘窗位于臥室，14樘窗靠近走廊。

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)的問題包括未正確安裝防盜塊、裝飾蓋板破損、啟閉力異常等，具體情況如下。

（1） 外窗施工安裝方面。大部分外窗防脫落裝置安裝錯(cuò)誤，26 樘窗戶中有3 樘未安裝防盜塊，有21 樘未正確安裝防盜塊，僅2 樘正確安裝。正確安裝的窗戶同時(shí)安裝了防盜塊底座和面層，安裝位置為兩活動(dòng)扇頂部中間位置。21樘未正確安裝防盜塊的窗戶只安裝了底座或只安裝了面層膠皮，導(dǎo)致防盜塊高度不足，無法有效阻止窗扇抬升。

窗戶啟閉力不合格。檢查過程中發(fā)現(xiàn)，個(gè)別窗戶的推拉窗啟閉力達(dá)到90 N，不符合GB/T 8478—2008《鋁合金門窗》[4]中規(guī)定的“窗應(yīng)在不超過50 N的啟閉力作用下，能靈活開啟和關(guān)閉”要求。經(jīng)查，其原因?yàn)榇吧鹊撞炕喢摮鲕壍篮?，窗扇型材直接與底部軌道磨擦，使得窗扇啟閉力增大。

（2） 外窗使用維護(hù)方面。上海市DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》[1]中規(guī)定“開啟扇應(yīng)附加安全限位裝置，最大開啟距離不宜大于100 mm”，限位裝置的主要功能是限制窗戶的開啟大小，防止人員墜落。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，走廊的14樘窗中有13樘窗采用自攻螺絲釘作為限位裝置。自攻螺絲釘較小且邊緣鋒利，在反復(fù)開啟過程中螺絲釘與塑料裝飾蓋板碰撞，造成塑料裝飾蓋板損壞。其余12樘臥室窗戶未采用螺絲釘限位，塑料裝飾蓋板完好。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)一啟閉力異常窗戶軌道上的限位螺絲釘進(jìn)行了測(cè)量。從圖3 可以看出，螺絲釘總長約25 mm，將其擰入推拉窗軌道后，螺絲釘露出高度約為12 mm，不垂直于軌道，存在一定的偏角。塑料裝飾蓋板破損后，螺絲釘會(huì)繼續(xù)與裝飾蓋板內(nèi)部的零部件碰撞。如圖4 所示，塑料裝飾蓋板內(nèi)為型材拼接塑料件，塑料件呈拱形，拱高約為11 mm，與螺絲釘露出的高度相近。

圖3 限位螺絲釘Fig.3 Limit screw

圖4 窗扇側(cè)面Fig.4 Side view of the sash

在開啟過程中，傾斜的螺絲釘與內(nèi)部的型材拼接塑料件碰撞，致使窗扇存在偏離軌道的可能性，型材拼接塑料件內(nèi)側(cè)還裝有滑輪，存在螺絲釘碰撞滑輪的可能性，在上部限位不到位的情況下，存在滑輪被螺絲釘頂起并徹底脫軌的可能性。

3.2.2 事故窗及其周邊情況的重點(diǎn)勘察

事故窗位于教學(xué)樓3 層北外立面靠近走廊處，窗戶活動(dòng)扇外扇墜落，頂部、底部固定扇以及內(nèi)活動(dòng)扇完好。窗戶外側(cè)的二樓屋檐瓦片上有窗扇墜落撞擊造成的明顯破損痕跡。

窗扇墜落至地面后玻璃破碎，窗扇型材搭接處斷開，將型材重新拼接，并將其與現(xiàn)場(chǎng)墜落痕跡進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)2樓屋頂瓦面2處破損痕跡之間的距離與窗框短邊長度相近，如圖5 所示。在事故窗處從室內(nèi)向外看，左邊瓦片損壞嚴(yán)重，瓦面全部裂開，露出水泥基底，右邊2 塊瓦面邊角損壞。根據(jù)瓦片破損痕跡推測(cè)窗扇整體呈左低右高的狀態(tài)撞擊到瓦面上，窗扇墜落前處于半開啟狀態(tài)。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)痕跡比對(duì)Fig.5 Comparison of on-site traces

事故窗同樣采用在軌道上固定螺絲釘?shù)姆绞絹硐拗破溟_啟范圍。窗內(nèi)扇側(cè)面靠近螺絲釘?shù)乃芰涎b飾蓋板已有破損痕跡。窗外扇已經(jīng)墜落損壞，未找到其裝飾蓋板。窗外扇軌道上螺絲釘露出高度約為12 mm，內(nèi)扇軌道上螺絲釘距離內(nèi)扇（關(guān)閉狀態(tài)）約為100 mm，如圖6所示。

圖6 事故窗限位螺絲釘Fig.6 Limit screw for accident window

事故窗所安裝的防盜塊面層如圖7 所示。由圖7 可見：在外窗施工安裝方面，推拉窗外扇上方軌道中部僅安裝了防盜塊（防脫落裝置）面層膠皮，未安裝防盜塊底座。面層膠皮材質(zhì)柔軟，其實(shí)際有效高度不足3 mm，最高處高度僅為5 mm，不能保證在窗扇抬高時(shí)窗扇不脫軌。這不符合門窗生產(chǎn)企業(yè)提供的《鋁合金門窗工程施工組織設(shè)計(jì)》中規(guī)定的 “推拉門、窗應(yīng)設(shè)有限位裝置，其數(shù)量和間距保證門窗扇抬高或推拉時(shí)不脫軌”要求。

圖7 事故窗所安裝的防盜塊面層Figure 7 The surface layer of the anti-theft block installed on the accident window

4 窗扇墜落原因

根據(jù)以上資料檢查和現(xiàn)場(chǎng)勘察，排除了暴風(fēng)等天氣原因造成窗扇墜落的可能性。事故發(fā)生時(shí)，教學(xué)樓所在地未出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣，現(xiàn)場(chǎng)勘察未發(fā)現(xiàn)其他窗戶因大風(fēng)天氣受損，且根據(jù)工程資料檢查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)窗戶抗風(fēng)性能設(shè)計(jì)指標(biāo)及工程復(fù)驗(yàn)報(bào)告符合上海市相關(guān)規(guī)定?，F(xiàn)場(chǎng)勘察還發(fā)現(xiàn)，窗扇墜落時(shí)處于半開啟位置，這在一定程度上驗(yàn)證了窗扇墜落可能發(fā)生在使用過程中的推測(cè)。

綜上所述，窗扇墜落原因可能是以下幾點(diǎn)的綜合作用。

（1） 墜落窗扇上方軌道旁的防盜塊（防脫落裝置）未正確安裝，不滿足門窗生產(chǎn)企業(yè)提供的《鋁合金門窗工程施工組織設(shè)計(jì)》中規(guī)定的“推拉門、窗應(yīng)設(shè)有限位裝置，其數(shù)量和間距保證門窗扇抬高或推拉時(shí)不脫軌”要求。

（2） 在使用過程中，固定在軌道上起限位作用的螺絲釘與塑料裝飾蓋板碰撞，使其發(fā)生損壞，螺絲釘穿過裝飾蓋板與滑輪等部件發(fā)生碰撞，窗扇因撞擊急停發(fā)生一定程度的彈起而脫出軌道。

（3） 窗扇底部滑輪脫出軌道，導(dǎo)致窗扇型材直接與底部軌道磨擦，使得窗扇啟閉力增大，在使用過程中操作者需要施加更大的力才能打開窗扇，在大力啟閉情況下窗扇彈起高度更高，增加了窗扇墜落的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語

5.1 規(guī)范外窗現(xiàn)場(chǎng)施工安裝意義重大

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，排查范圍內(nèi)的26 樘窗戶中僅2樘窗戶上正確安裝有防盜塊，其余均未安裝或未正確安裝防盜塊。小部分窗戶防盜塊被正確安裝，說明現(xiàn)場(chǎng)安裝人員很可能掌握正確的安裝方法，但出于縮短工期等原因沒有嚴(yán)格執(zhí)行，在驗(yàn)收過程中也未發(fā)現(xiàn)防盜塊被錯(cuò)誤安裝。

5.2 應(yīng)完善推拉窗防脫落裝置的相關(guān)規(guī)定

教學(xué)樓外窗設(shè)計(jì)資料中提出需安裝防脫落裝置的要求，現(xiàn)行多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也有相關(guān)規(guī)定，如 JGJ 214—2010《鋁合金門窗工程技術(shù)規(guī)范》[6]第4.12.4 條規(guī)定：“鋁合金推拉門、推拉窗的扇應(yīng)有防止從室外側(cè)拆卸的裝置。推拉窗用于外墻時(shí)，應(yīng)設(shè)置防止窗扇向室外脫落的裝置”，GB 50210—2018《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》[5]第5.3.4 條規(guī)定：“金屬門窗扇必須安裝牢固 并應(yīng)開關(guān)靈活、關(guān)閉嚴(yán)密、無倒翹。推拉門窗扇必須有防脫落措施”。以上均為強(qiáng)制性條款，說明了安裝防脫落裝置的必要性，但現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)均未對(duì)推拉窗防脫落裝置的形式、安裝質(zhì)量進(jìn)行進(jìn)一步規(guī)定。文中所提的正確安裝方法僅為行業(yè)通常做法，有必要將其納入相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 推拉窗應(yīng)選用合適的限位器

采用限位器限制推拉窗開啟范圍是上海市DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》[1]中的規(guī)定，其中包括“開啟扇應(yīng)附加安全限位裝置，最大開啟距離不宜大于100 mm”。本事故中幼兒園限制推拉窗窗扇開啟范圍的行為符合上海市相關(guān)規(guī)定，能有效防止兒童在外窗處意外墜落。但是，包括DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》[1]在內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)限位器的選擇進(jìn)行規(guī)定，雖然市場(chǎng)上有多種可供選用的推拉窗限位器商品，但建筑使用方（尤其是公共建筑）普遍采用螺絲釘直接固定在窗扇軌道上的方式，以達(dá)到安裝“限位器”的目的。這種方式快速廉價(jià)，但存在很大的安全隱患。推拉窗限位裝置應(yīng)盡量選擇塑料或橡膠等柔性材質(zhì)裝置，避免限位裝置對(duì)裝飾蓋板以及窗扇內(nèi)部構(gòu)造造成破壞。此外，限位裝置尺寸不宜過小，避免其穿過裝飾蓋板接觸到滑輪等窗扇內(nèi)部結(jié)構(gòu)。