某推拉窗窗扇坠落事故的原因分析以及警示

李卓昆

（上海建科检验有限公司，上海 201108）

0 引言

随着我国经济和基建的快速发展，新建的公共建筑和居住建筑数量逐年攀升。外窗是建筑外围护结构中的重要组成部分，其安全性越来越受到重视。

近年来，外窗坠落事故时有发生，大多数事故原因相对简单明显，如台风等极端天气、老旧窗户年久失修以及五金件老化失效等。随着新建建筑窗户抗风性能等设计指标的不断提高以及老旧窗户逐渐被更新替代，此类事故逐年减少。然而，在非极端天气下，新建建筑的窗扇坠落事件也偶有发生。一般来说，这类事故的原因不明确，窗扇坠落损坏后难以调查事故原因，在没有造成重大人身伤害或经济损失的情况下往往不被重视。随着城市化的发展，高层建筑的比例逐年增加，建筑周围人流密集，一旦发生窗扇坠落事故，就很容易造成人身伤害。因此，调查此类坠落事故的原因以及研究相关的技术问题，可为今后的工程实践提供经验，对于保障人身及财产安全具有重要意义。

1 事故概况

2023 年10 月7 日，上海市浦东新区某幼儿园教学楼发生一起推拉窗窗扇坠落事故。发生事故的窗户位于教学楼3 层北外立面，推拉窗一活动扇从窗框脱轨坠落后砸中地面活动人员，造成人员受伤事故。事故发生时覆盖该区域的监控处于停用维修状态，因此无法获取现场监控视频资料，需要通过技术分析来调查事故原因。

发生事故的幼儿园教学楼（以下简称教学楼）地上为3 层，建筑高度为14.7 m，为钢筋混凝土框架结构。教学楼外窗采用95 系列隔热铝合金推拉窗，总尺寸为1 500 mm×2 900 mm，推拉窗活动扇的尺寸为750 mm×1 300 mm。铝合金门窗安装工程于2019 年通过验收。

2 推拉窗简介

与该事故相关的推拉窗部件主要包括限位器、防盗块、装饰盖板、滑轮和轨道等。

推拉窗限位器是用来限制推拉窗开启范围的装置，其有多种形式。

推拉窗防盗块属于推拉窗防脱落装置，其安装在窗扇顶部轨道旁。推拉窗防盗块的原理是在窗扇顶部位置抵住窗扇，使窗扇无法抬升，进而使窗扇无法通过抬升的方式被拆卸，因此其具有防盗和防脱落的功能。防盗块一般安装在2 个活动推拉扇顶部中间位置，能同时对2 个窗扇起作用，也具有提高气密性的功能。教学楼中窗户所使用的防盗块分为底座和面层，如图1 所示。安装防盗块时底座部分通过螺丝钉固定在型材上，面层部分则嵌合在底座上。

图1 推拉窗防盗块Fig.1 Sliding window security block

值得注意的是，由于防脱落装置的原理是限制窗扇的纵向位移，以达到防脱落的效果，因此也将防脱落装置称为限位装置。为避免混淆，本文中限位器（限位装置）特指用来限制推拉窗开启范围的装置。

推拉窗装饰盖板是位于窗扇侧面用于遮挡内部塑料紧固件和滑轮等构件的外部构件。

滑轮和轨道是支持推拉窗窗扇左右移动的构件，滑轮位于窗扇底部，轨道属于窗框的一部分，窗扇上下与窗框连接处均设有轨道，下轨道位于滑轮底部，用于支撑滑轮滚动。

在推拉窗剖面图中，各零件和构件的位置如图2所示。

图2 事故窗的结构剖面图Figure 2 Sectional view of the accident window structure

3 原因分析

事故原因分析主要从工程资料检查和现场勘察两方面进行。

3.1 工程资料检查

工程资料检查包括对教学楼铝合金窗的分项工程验收记录、建筑施工图（包括各楼层平面图、门窗表、建筑设计说明）、彩铝门窗安装合同、门窗质保书和工程检测报告、型材质保书、窗型节点图和铝合金门窗工程施工组织设计等文件进行查阅，以了解项目的基本信息。

推拉窗窗扇坠落的原因可能包括外窗工程设计问题、外窗生产质量问题、外窗施工安装问题和外窗使用维护问题。由于外窗使用维护资料缺失，资料检查主要从工程设计资料检查、外窗生产资料检查和外窗施工安装资料检查3个方面进行。

3.1.1 工程设计资料检查

查阅教学楼的建筑设计总说明发现，窗户防脱落装置和抗风压性能设计指标均满足相关标准的规定。其中，“建筑外门窗抗风压性能不低于5 级”、“铝合金推拉门、推拉窗的窗应设有防止从室外侧拆卸的装置”、“推拉窗用于外墙时，应设置防止窗扇向室外脱离的装置”符合上海市DG/TJ 08-2242—2017《民用建筑外窗应用技术规程》[1]中规定的“外窗的气密、水密、抗风压性能指标值，不应低于现行国家标准GB/T 31433—2015《建筑幕墙门窗通用技术条件》[2]中气密6 级、水密3 级、抗风压3 级的要求”以及“推拉外窗应配置防盗块和防撞装置”的要求。

3.1.2 外窗生产资料检查

教学楼铝合金推拉窗的生产工艺文件缺失，建筑门窗产品质量保证书中显示其执行标准为GB/T 8479—2003《铝合金窗》[3]，该标准已于2009 年4 月1 日废止，但查阅工程复验报告可知，其评定依据是GB/T 8478—2008《铝合金门窗》[4]，抗风压性能检测结果为5级，符合设计要求。

3.1.3 外窗施工安装资料检查

教学楼的铝合金门窗安装分项工程质量验收记录中，验收结论为符合要求。验收项目包括GB 50210—2018《建筑装饰装修工程质量验收标准》[5]规定的门窗质量、框与附框安装、门窗扇安装、配件质量及安装、表面质量、推拉窗扇的开关力、框与墙体间缝隙、扇密封胶条或密封毛条和排水孔，以上均符合要求；施工单位抽查了10 组窗的安装允许偏差，均符合要求。

3.2 现场勘察

现场勘察主要包括事故窗所在楼层所有相似窗型的检查，以及针对事故窗的重点勘察。

3.2.1 3楼相关窗型现场检查

为了更好地调查事故原因和发现可能存在的共性问题，对3 楼事故窗及所有相关窗型的窗户进行了质量检查，共有26 樘窗户。其中，12 樘窗位于卧室，14樘窗靠近走廊。

现场检查发现的问题包括未正确安装防盗块、装饰盖板破损、启闭力异常等，具体情况如下。

（1） 外窗施工安装方面。大部分外窗防脱落装置安装错误，26 樘窗户中有3 樘未安装防盗块，有21 樘未正确安装防盗块，仅2 樘正确安装。正确安装的窗户同时安装了防盗块底座和面层，安装位置为两活动扇顶部中间位置。21樘未正确安装防盗块的窗户只安装了底座或只安装了面层胶皮，导致防盗块高度不足，无法有效阻止窗扇抬升。

窗户启闭力不合格。检查过程中发现，个别窗户的推拉窗启闭力达到90 N，不符合GB/T 8478—2008《铝合金门窗》[4]中规定的“窗应在不超过50 N的启闭力作用下，能灵活开启和关闭”要求。经查，其原因为窗扇底部滑轮脱出轨道后，窗扇型材直接与底部轨道磨擦，使得窗扇启闭力增大。

（2） 外窗使用维护方面。上海市DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗应用技术规程》[1]中规定“开启扇应附加安全限位装置，最大开启距离不宜大于100 mm”，限位装置的主要功能是限制窗户的开启大小，防止人员坠落。现场检查发现，走廊的14樘窗中有13樘窗采用自攻螺丝钉作为限位装置。自攻螺丝钉较小且边缘锋利，在反复开启过程中螺丝钉与塑料装饰盖板碰撞，造成塑料装饰盖板损坏。其余12樘卧室窗户未采用螺丝钉限位，塑料装饰盖板完好。

现场对一启闭力异常窗户轨道上的限位螺丝钉进行了测量。从图3 可以看出，螺丝钉总长约25 mm，将其拧入推拉窗轨道后，螺丝钉露出高度约为12 mm，不垂直于轨道，存在一定的偏角。塑料装饰盖板破损后，螺丝钉会继续与装饰盖板内部的零部件碰撞。如图4 所示，塑料装饰盖板内为型材拼接塑料件，塑料件呈拱形，拱高约为11 mm，与螺丝钉露出的高度相近。

图3 限位螺丝钉Fig.3 Limit screw

图4 窗扇侧面Fig.4 Side view of the sash

在开启过程中，倾斜的螺丝钉与内部的型材拼接塑料件碰撞，致使窗扇存在偏离轨道的可能性，型材拼接塑料件内侧还装有滑轮，存在螺丝钉碰撞滑轮的可能性，在上部限位不到位的情况下，存在滑轮被螺丝钉顶起并彻底脱轨的可能性。

3.2.2 事故窗及其周边情况的重点勘察

事故窗位于教学楼3 层北外立面靠近走廊处，窗户活动扇外扇坠落，顶部、底部固定扇以及内活动扇完好。窗户外侧的二楼屋檐瓦片上有窗扇坠落撞击造成的明显破损痕迹。

窗扇坠落至地面后玻璃破碎，窗扇型材搭接处断开，将型材重新拼接，并将其与现场坠落痕迹进行比较，发现2楼屋顶瓦面2处破损痕迹之间的距离与窗框短边长度相近，如图5 所示。在事故窗处从室内向外看，左边瓦片损坏严重，瓦面全部裂开，露出水泥基底，右边2 块瓦面边角损坏。根据瓦片破损痕迹推测窗扇整体呈左低右高的状态撞击到瓦面上，窗扇坠落前处于半开启状态。

图5 现场痕迹比对Fig.5 Comparison of on-site traces

事故窗同样采用在轨道上固定螺丝钉的方式来限制其开启范围。窗内扇侧面靠近螺丝钉的塑料装饰盖板已有破损痕迹。窗外扇已经坠落损坏，未找到其装饰盖板。窗外扇轨道上螺丝钉露出高度约为12 mm，内扇轨道上螺丝钉距离内扇（关闭状态）约为100 mm，如图6所示。

图6 事故窗限位螺丝钉Fig.6 Limit screw for accident window

事故窗所安装的防盗块面层如图7 所示。由图7 可见：在外窗施工安装方面，推拉窗外扇上方轨道中部仅安装了防盗块（防脱落装置）面层胶皮，未安装防盗块底座。面层胶皮材质柔软，其实际有效高度不足3 mm，最高处高度仅为5 mm，不能保证在窗扇抬高时窗扇不脱轨。这不符合门窗生产企业提供的《铝合金门窗工程施工组织设计》中规定的 “推拉门、窗应设有限位装置，其数量和间距保证门窗扇抬高或推拉时不脱轨”要求。

图7 事故窗所安装的防盗块面层Figure 7 The surface layer of the anti-theft block installed on the accident window

4 窗扇坠落原因

根据以上资料检查和现场勘察，排除了暴风等天气原因造成窗扇坠落的可能性。事故发生时，教学楼所在地未出现台风等恶劣天气，现场勘察未发现其他窗户因大风天气受损，且根据工程资料检查结果，发现窗户抗风性能设计指标及工程复验报告符合上海市相关规定。现场勘察还发现，窗扇坠落时处于半开启位置，这在一定程度上验证了窗扇坠落可能发生在使用过程中的推测。

综上所述，窗扇坠落原因可能是以下几点的综合作用。

（1） 坠落窗扇上方轨道旁的防盗块（防脱落装置）未正确安装，不满足门窗生产企业提供的《铝合金门窗工程施工组织设计》中规定的“推拉门、窗应设有限位装置，其数量和间距保证门窗扇抬高或推拉时不脱轨”要求。

（2） 在使用过程中，固定在轨道上起限位作用的螺丝钉与塑料装饰盖板碰撞，使其发生损坏，螺丝钉穿过装饰盖板与滑轮等部件发生碰撞，窗扇因撞击急停发生一定程度的弹起而脱出轨道。

（3） 窗扇底部滑轮脱出轨道，导致窗扇型材直接与底部轨道磨擦，使得窗扇启闭力增大，在使用过程中操作者需要施加更大的力才能打开窗扇，在大力启闭情况下窗扇弹起高度更高，增加了窗扇坠落的风险。

5 结语

5.1 规范外窗现场施工安装意义重大

现场检查发现，排查范围内的26 樘窗户中仅2樘窗户上正确安装有防盗块，其余均未安装或未正确安装防盗块。小部分窗户防盗块被正确安装，说明现场安装人员很可能掌握正确的安装方法，但出于缩短工期等原因没有严格执行，在验收过程中也未发现防盗块被错误安装。

5.2 应完善推拉窗防脱落装置的相关规定

教学楼外窗设计资料中提出需安装防脱落装置的要求，现行多个标准也有相关规定，如 JGJ 214—2010《铝合金门窗工程技术规范》[6]第4.12.4 条规定：“铝合金推拉门、推拉窗的扇应有防止从室外侧拆卸的装置。推拉窗用于外墙时，应设置防止窗扇向室外脱落的装置”，GB 50210—2018《建筑装饰装修工程质量验收标准》[5]第5.3.4 条规定：“金属门窗扇必须安装牢固 并应开关灵活、关闭严密、无倒翘。推拉门窗扇必须有防脱落措施”。以上均为强制性条款，说明了安装防脱落装置的必要性，但现行标准均未对推拉窗防脱落装置的形式、安装质量进行进一步规定。文中所提的正确安装方法仅为行业通常做法，有必要将其纳入相关标准。

5.3 推拉窗应选用合适的限位器

采用限位器限制推拉窗开启范围是上海市DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗应用技术规程》[1]中的规定，其中包括“开启扇应附加安全限位装置，最大开启距离不宜大于100 mm”。本事故中幼儿园限制推拉窗窗扇开启范围的行为符合上海市相关规定，能有效防止儿童在外窗处意外坠落。但是，包括DG/TJ 08—2242—2017《民用建筑外窗应用技术规程》[1]在内的相关标准并未对限位器的选择进行规定，虽然市场上有多种可供选用的推拉窗限位器商品，但建筑使用方（尤其是公共建筑）普遍采用螺丝钉直接固定在窗扇轨道上的方式，以达到安装“限位器”的目的。这种方式快速廉价，但存在很大的安全隐患。推拉窗限位装置应尽量选择塑料或橡胶等柔性材质装置，避免限位装置对装饰盖板以及窗扇内部构造造成破坏。此外，限位装置尺寸不宜过小，避免其穿过装饰盖板接触到滑轮等窗扇内部结构。