某推拉窗窗扇墜落事故的原因分析以及警示

李卓昆

（上海建科檢驗有限公司，上海 201108）

0 引言

隨著我國經濟和基建的快速發展，新建的公共建筑和居住建筑數量逐年攀升。外窗是建筑外圍護結構中的重要組成部分，其安全性越來越受到重視。

近年來，外窗墜落事故時有發生，大多數事故原因相對簡單明顯，如臺風等極端天氣、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性能等設計指標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查事故原因，在沒有造成重大人身傷害或經濟損失的情況下往往不被重視。隨著城市化的發展，高層建筑的比例逐年增加，建筑周圍人流密集，一旦發生窗扇墜落事故，就很容易造成人身傷害。因此，調查此類墜落事故的原因以及研究相關的技術問題，可為今后的工程實踐提供經驗，對于保障人身及財產安全具有重要意義。

1 事故概況

2023 年10 月7 日，上海市浦東新區某幼兒園教學樓發生一起推拉窗窗扇墜落事故。發生事故的窗戶位于教學樓3 層北外立面，推拉窗一活動扇從窗框脫軌墜落后砸中地面活動人員，造成人員受傷事故。事故發生時覆蓋該區域的監控處于停用維修狀態，因此無法獲取現場監控視頻資料，需要通過技術分析來調查事故原因。

發生事故的幼兒園教學樓（以下簡稱教學樓）地上為3 層，建筑高度為14.7 m，為鋼筋混凝土框架結構。教學樓外窗采用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 年通過驗收。

2 推拉窗簡介

與該事故相關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 個活動推拉扇頂部中間位置，能同時對2 個窗扇起作用，也具有提高氣密性的功能。教學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面用于遮擋內部塑料緊固件和滑輪等構件的外部構件。

滑輪和軌道是支持推拉窗窗扇左右移動的構件，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有軌道，下軌道位于滑輪底部，用于支撐滑輪滾動。

在推拉窗剖面圖中，各零件和構件的位置如圖2所示。

圖2 事故窗的結構剖面圖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場勘察兩方面進行。

3.1 工程資料檢查

工程資料檢查包括對教學樓鋁合金窗的分項工程驗收記錄、建筑施工圖（包括各樓層平面圖、門窗表、建筑設計說明）、彩鋁門窗安裝合同、門窗質保書和工程檢測報告、型材質保書、窗型節點圖和鋁合金門窗工程施工組織設計等文件進行查閱，以了解項目的基本信息。

推拉窗窗扇墜落的原因可能包括外窗工程設計問題、外窗生產質量問題、外窗施工安裝問題和外窗使用維護問題。由于外窗使用維護資料缺失，資料檢查主要從工程設計資料檢查、外窗生產資料檢查和外窗施工安裝資料檢查3個方面進行。

3.1.1 工程設計資料檢查

查閱教學樓的建筑設計總說明發現，窗戶防脫落裝置和抗風壓性能設計指標均滿足相關標準的規定。其中，“建筑外門窗抗風壓性能不低于5 級”、“鋁合金推拉門、推拉窗的窗應設有防止從室外側拆卸的裝置”、“推拉窗用于外墻時，應設置防止窗扇向室外脫離的裝置”符合上海市DG/TJ 08-2242—2017《民用建筑外窗應用技術規程》[1]中規定的“外窗的氣密、水密、抗風壓性能指標值，不應低于現行國家標準GB/T 31433—2015《建筑幕墻門窗通用技術條件》[2]中氣密6 級、水密3 級、抗風壓3 級的要求”以及“推拉外窗應配置防盜塊和防撞裝置”的要求。

3.1.2 外窗生產資料檢查

教學樓鋁合金推拉窗的生產工藝文件缺失，建筑門窗產品質量保證書中顯示其執行標準為GB/T 8479—2003《鋁合金窗》[3]，該標準已于2009 年4 月1 日廢止，但查閱工程復驗報告可知，其評定依據是GB/T 8478—2008《鋁合金門窗》[4]，抗風壓性能檢測結果為5級，符合設計要求。

3.1.3 外窗施工安裝資料檢查

教學樓的鋁合金門窗安裝分項工程質量驗收記錄中，驗收結論為符合要求。驗收項目包括GB 50210—2018《建筑裝飾裝修工程質量驗收標準》[5]規定的門窗質量、框與附框安裝、門窗扇安裝、配件質量及安裝、表面質量、推拉窗扇的開關力、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 現場勘察

現場勘察主要包括事故窗所在樓層所有相似窗型的檢查，以及針對事故窗的重點勘察。

3.2.1 3樓相關窗型現場檢查

為了更好地調查事故原因和發現可能存在的共性問題，對3 樓事故窗及所有相關窗型的窗戶進行了質量檢查，共有26 樘窗戶。其中，12 樘窗位于臥室，14樘窗靠近走廊。

現場檢查發現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安裝了防盜塊底座和面層，安裝位置為兩活動扇頂部中間位置。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。檢查過程中發現，個別窗戶的推拉窗啟閉力達到90 N，不符合GB/T 8478—2008《鋁合金門窗》[4]中規定的“窗應在不超過50 N的啟閉力作用下，能靈活開啟和關閉”要求。經查，其原因為窗扇底部滑輪脫出軌道后，窗扇型材直接與底部軌道磨擦，使得窗扇啟閉力增大。

（2） 外窗使用維護方面。上海市DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗應用技術規程》[1]中規定“開啟扇應附加安全限位裝置，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。現場檢查發現，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。

現場對一啟閉力異常窗戶軌道上的限位螺絲釘進行了測量。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，螺絲釘會繼續與裝飾蓋板內部的零部件碰撞。如圖4 所示，塑料裝飾蓋板內為型材拼接塑料件，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 窗扇側面Fig.4 Side view of the sash

在開啟過程中，傾斜的螺絲釘與內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，型材拼接塑料件內側還裝有滑輪，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勘察

事故窗位于教學樓3 層北外立面靠近走廊處，窗戶活動扇外扇墜落，頂部、底部固定扇以及內活動扇完好。窗戶外側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，并將其與現場墜落痕跡進行比較，發現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。在事故窗處從室內向外看，左邊瓦片損壞嚴重，瓦面全部裂開，露出水泥基底，右邊2 塊瓦面邊角損壞。根據瓦片破損痕跡推測窗扇整體呈左低右高的狀態撞擊到瓦面上，窗扇墜落前處于半開啟狀態。

圖5 現場痕跡比對Fig.5 Comparison of on-site traces

事故窗同樣采用在軌道上固定螺絲釘的方式來限制其開啟范圍。窗內扇側面靠近螺絲釘的塑料裝飾蓋板已有破損痕跡。窗外扇已經墜落損壞，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，內扇軌道上螺絲釘距離內扇（關閉狀態）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。面層膠皮材質柔軟，其實際有效高度不足3 mm，最高處高度僅為5 mm，不能保證在窗扇抬高時窗扇不脫軌。這不符合門窗生產企業提供的《鋁合金門窗工程施工組織設計》中規定的 “推拉門、窗應設有限位裝置，其數量和間距保證門窗扇抬高或推拉時不脫軌”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

根據以上資料檢查和現場勘察，排除了暴風等天氣原因造成窗扇墜落的可能性。事故發生時，教學樓所在地未出現臺風等惡劣天氣，現場勘察未發現其他窗戶因大風天氣受損，且根據工程資料檢查結果，發現窗戶抗風性能設計指標及工程復驗報告符合上海市相關規定。現場勘察還發現，窗扇墜落時處于半開啟位置，這在一定程度上驗證了窗扇墜落可能發生在使用過程中的推測。

綜上所述，窗扇墜落原因可能是以下幾點的綜合作用。

（1） 墜落窗扇上方軌道旁的防盜塊（防脫落裝置）未正確安裝，不滿足門窗生產企業提供的《鋁合金門窗工程施工組織設計》中規定的“推拉門、窗應設有限位裝置，其數量和間距保證門窗扇抬高或推拉時不脫軌”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，使其發生損壞，螺絲釘穿過裝飾蓋板與滑輪等部件發生碰撞，窗扇因撞擊急停發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險。

5 結語

5.1 規范外窗現場施工安裝意義重大

現場檢查發現，排查范圍內的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，說明現場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格執行，在驗收過程中也未發現防盜塊被錯誤安裝。

5.2 應完善推拉窗防脫落裝置的相關規定

教學樓外窗設計資料中提出需安裝防脫落裝置的要求，現行多個標準也有相關規定，如 JGJ 214—2010《鋁合金門窗工程技術規范》[6]第4.12.4 條規定：“鋁合金推拉門、推拉窗的扇應有防止從室外側拆卸的裝置。推拉窗用于外墻時，應設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量驗收標準》[5]第5.3.4 條規定：“金屬門窗扇必須安裝牢固 并應開關靈活、關閉嚴密、無倒翹。推拉門窗扇必須有防脫落措施”。以上均為強制性條款，說明了安裝防脫落裝置的必要性，但現行標準均未對推拉窗防脫落裝置的形式、安裝質量進行進一步規定。文中所提的正確安裝方法僅為行業通常做法，有必要將其納入相關標準。

5.3 推拉窗應選用合適的限位器

采用限位器限制推拉窗開啟范圍是上海市DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗應用技術規程》[1]中的規定，其中包括“開啟扇應附加安全限位裝置，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規定，能有效防止兒童在外窗處意外墜落。但是，包括DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗應用技術規程》[1]在內的相關標準并未對限位器的選擇進行規定，雖然市場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，以達到安裝“限位器”的目的。這種方式快速廉價，但存在很大的安全隱患。推拉窗限位裝置應盡量選擇塑料或橡膠等柔性材質裝置，避免限位裝置對裝飾蓋板以及窗扇內部構造造成破壞。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部結構。