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既有建筑外窗的安全問題亟需解決

來源:廣東省建筑科學(xué)研究院　作者:楊仕超　日期:2007-4-21
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[摘要]　本文對(duì)造成既有建筑外窗安全事故的隱患問題進(jìn)行了技術(shù)分析，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，闡述了窗的設(shè)計(jì)使用年限問題，論述了對(duì)既有建筑外窗安全檢查鑒定的必要性和迫切性，以及安全檢查鑒定依據(jù)，提出解決建筑外窗安全問題的建議及措施。

[關(guān)鍵詞]　建筑外窗；使用年限；安全問題；鑒定；措施。

　　(一)前言

　　建筑是人類賴以生存和工作的空間載體，窗戶是建筑軀體上的重要器官。它擔(dān)負(fù)著采光日照、通風(fēng)換氣、視野觀景、保溫隔熱的重要功能，既為人們屏蔽噪聲塵蟲，又使人們聽聞到自然界的鳥語(yǔ)花香，調(diào)節(jié)舒適的室內(nèi)環(huán)境。窗戶起著建筑中人與自然溝通的不可替代的重要作用。

　　然而，窗戶既然是建筑軀體上的器官之一，它也會(huì)同舊建筑本身一樣，會(huì)“衰老”而有“病患”。窗戶是輕質(zhì)、薄壁結(jié)構(gòu)的可動(dòng)易損部件，是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)。老舊建筑中年久失修的窗戶，特別是城市高樓大廈的外窗，其存在的安全隱患已經(jīng)造成危害人們生命安全的重大問題。

　　(二)既有建筑的“問題窗戶”造成安全事故

　　據(jù)報(bào)道，高樓大廈林立的香港，在2004年元月中春節(jié)前后的短短10天里，發(fā)生9宗墜窗共造成2死5傷的人身傷亡事件。新加坡在2003年一年中平均每星期都要發(fā)生兩三起窗戶從高樓墜落的事件，雖然沒有造成重大人員傷亡，但造成的破壞也不小。因此，新加坡建設(shè)局已經(jīng)決定，將立法要求所有高層住宅和商業(yè)樓的業(yè)主，定期聘請(qǐng)合格的技術(shù)人員檢查和維修窗戶，并支付每次約40新元(約200元人民幣)的檢查費(fèi)。新加坡窗戶管理的新條例將在2004年9月生效執(zhí)行。該條例將規(guī)定每個(gè)屋主都有責(zé)任保養(yǎng)及維修窗戶并承擔(dān)所有費(fèi)用。這個(gè)新條例還將強(qiáng)制要求住戶將所有外開式窗戶的鋁鉚釘更換成不銹鋼鉚釘。因?yàn)殇X鉚釘易腐蝕，是不少窗戶從高樓墜落的“罪魁禍?zhǔn)住薄?br>

　　有問題的不止是老建筑的舊窗戶。2003年下半年廣州一棟新建成的高層住宅樓還未投入使用，剛安裝不久的中空玻璃外平開鋁合金窗就出現(xiàn)窗扇險(xiǎn)些墜落的安全問題。目前該工程經(jīng)安全技術(shù)鑒定后正在進(jìn)行整改，以徹底消除安全隱患。

　　(三)既有建筑外窗的主要品種及結(jié)構(gòu)形式

　　目前我國(guó)既有建筑外窗的主要品種是鋁合金窗和PVC塑料窗。它們分別是于上世紀(jì)80年代中期和90年代后期開始在我國(guó)大面積應(yīng)用的。廣東省建筑外窗絕大多數(shù)是鋁合金窗，塑料窗近幾年在廣東省才開始較多應(yīng)用。

　　既有建筑鋁合金窗和塑料窗的主要結(jié)構(gòu)形式是外平開窗和左右推拉窗。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人民生活習(xí)慣以及思想認(rèn)識(shí)原因，38(50)系列類型的外平開式鋁合金窗和90(70)系列類型的推拉式鋁合金窗，這二種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、制作容易、價(jià)格便宜的窗型(型材壁厚1．2mm左右)，至今還在全國(guó)許多地區(qū)和廣東省大量使用。

　　(四)既有建筑外窗的安全隱患何在

　　建筑外窗的安全隱患問題，關(guān)鍵在于開啟窗的扇與框連接鉸鏈及鎖固點(diǎn)的構(gòu)造形式和承載力是否具有足夠的可靠度。

　　1．鋁合金窗的安全隱患問題。

　　38(50)系列類型的外平開式鋁合金窗，其連接鉸鏈大部分采用不銹鋼滑撐，上懸窗采用單鎖點(diǎn)的七字執(zhí)手(單動(dòng)旋壓型)，平開扇采用上下扳動(dòng)的雙頭聯(lián)動(dòng)執(zhí)手。這二種執(zhí)手是鋅鋁合金壓鑄件，承載能力較低，且均無防松動(dòng)措施。多年的窗戶性能檢測(cè)和臺(tái)風(fēng)實(shí)際檢驗(yàn)證明，這種平開窗最危險(xiǎn)的情況有二種：(1)執(zhí)手在動(dòng)態(tài)負(fù)風(fēng)壓(負(fù)風(fēng)壓是正風(fēng)壓2倍)下松動(dòng)脫開或斷裂，造成窗扇鎖固失效(2)不銹鋼滑撐與窗框、扇梃連接固定的螺釘或抽芯鉚釘(有鋁、防銹鋁合金和不銹鋼三種材質(zhì))由于生銹、腐蝕或材質(zhì)強(qiáng)度低而失效。今年1月香港九宗事故中二起窗戶墜落砸死二人的慘劇，都是春節(jié)前夕屋主開啟窗戶搞清潔時(shí)不銹鋼滑撐與框、扇的連接固定失效而使窗扇飛落造成的。

　　90(70)系列類型的推拉式鋁合金窗，其扇與框連接鉸鏈就是每個(gè)窗扇下的二個(gè)滑輪，鎖固窗扇的月牙鎖和鉤鎖只承受窗平面內(nèi)的啟閉力，不受垂直于窗平面的風(fēng)荷載等外力。尼龍滑輪與鋁合金型材導(dǎo)軌的凹凸槽配合尺寸只有3.5mm左右。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明，這種推拉窗最危險(xiǎn)的就是滑輪脫軌：(1)在負(fù)風(fēng)壓作用下窗扇脫軌(2)推拉窗扇時(shí)不順暢而使窗扇跳起脫軌。而且，這種推拉窗是“日本式”窗型，窗下框無外翼緣擋板，正常的設(shè)計(jì)應(yīng)是“半推拉”，即室外側(cè)是固定扇，擋住室內(nèi)滑軌上的活動(dòng)扇。然而，人們卻大部分采用“全推拉”窗型，二扇都是活動(dòng)的，一旦脫軌必然飛出墜落。

　　2. 塑料窗的安全隱患問題。

　　近幾年來在廣東省應(yīng)用較多的PVC塑料窗主要是60系列外平開窗和80系列推拉窗。這二種窗型的開啟形式和結(jié)構(gòu)配合原理與同類開啟形式的鋁合金窗基本是一樣的，鉸鏈和鎖固配件大同小異，其安全隱患問題基本相同。而且，與壁厚1.2mm左右的薄壁鋁型材相似，塑料窗大多采用壁厚2.0mm左右的PVC型材。

　　然而，由于材質(zhì)的巨大差異，這種高分子的熱塑性塑料窗與無機(jī)的輕金屬鋁合金窗相比，又增加了更嚴(yán)重的安全隱患。其一，塑料型材中插入的加強(qiáng)襯鋼在窗角部是斷開的，窗框、扇連接的強(qiáng)度完全靠型材本身的焊接強(qiáng)度來保障。型材壁厚較薄，框、扇角部剪切強(qiáng)度低，再加之塑料在北方寒冷地區(qū)易低溫冷脆，在南方炎熱地區(qū)易高溫老化和紫外線光照射老化，舊的塑料窗必然存在焊縫開裂、玻璃破碎、窗扇下墜的安全事故隱患(我國(guó)北方地區(qū)已有此類事故發(fā)生)。其二，塑料窗的鉸鏈和鎖固五金配件的安裝，是采用自攻螺釘與塑料型材內(nèi)1.2mm厚的襯鋼聯(lián)接緊固(襯鋼與塑料型材的線膨脹系數(shù)相差很多)，如果自攻螺紋聯(lián)接不牢或根本未固定在襯鋼上，則很容易發(fā)生連接失效窗扇墜落的事故(同樣面積的窗扇，塑料窗要比鋁合金窗重)。

　　(五)既有建筑外窗安全檢查鑒定的必要性

　　我國(guó)自上世紀(jì)70年代末改革開放后從國(guó)外引進(jìn)鋁合金窗和塑料窗以來，鋁合金窗已使用20年以上，塑料窗使用至少有10年以上。廣東省對(duì)塑料窗的較多應(yīng)用也有5年多，而鋁合金窗則是全國(guó)應(yīng)用最早、最多的，早已“超期服役”，應(yīng)該進(jìn)行檢查、維修和更換。

而且，我國(guó)的鋁合金窗及塑料窗從國(guó)外引進(jìn)后，鋁合金型材壁厚從國(guó)外的2.0mm左右減薄到1.2mm左右，塑料窗型材壁厚從國(guó)外的3.0mm左右減薄到2.0mm左右；單玻窗的全包單價(jià)才250元／左右，整窗和五金配件的造價(jià)只是國(guó)外造價(jià)的1／10。這樣的窗戶適合當(dāng)時(shí)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，價(jià)格便宜能夠承受，但產(chǎn)品材料質(zhì)量和檔次低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能不高，耐久性差，使用多年來，至今已經(jīng)既不能保證安全可靠，也不能保證必需的氣密、水密等正常使用性能，而且不符合目前我國(guó)建筑節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展要求。

　　根據(jù)GB50068-2001《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定(見表5．1)，門窗作為易于替換的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)為10年(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期可為50年)。新修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T 8478—2003《鋁合金門》和GB／T 8479—2003《鋁合金窗》規(guī)定門窗反復(fù)啟閉性能，門為10萬次，窗為l萬次，就是參照日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS A 4706—1996。

　

表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限分類

類別	設(shè)計(jì)使用年限(年)	結(jié)構(gòu)
l	5	臨時(shí)性結(jié)構(gòu)
2	25	易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件
3	50	普通房屋和構(gòu)筑物
4	100	紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)

　　《金屬窗》的同樣規(guī)定，按照門每天開啟30次、窗每天開啟3次的10年設(shè)計(jì)使用壽命確定的。超過設(shè)計(jì)使用年限后，門窗還可使用，但是已不能保證原設(shè)計(jì)的可靠度。

　　香港、新加坡的鋁合金門窗比我國(guó)大陸的造價(jià)和質(zhì)量水平高，但應(yīng)用得早，使用至今都開始出現(xiàn)不少窗戶墜落的事故。因此，如果我們不盡快解決既有建筑外窗安全隱患問題，可能我們比香港、新加坡出現(xiàn)的窗戶墜落的事故還要多。

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