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既有建筑外窗的安全問題亟需解決

來源:廣東省建筑科學研究院　作者:楊仕超　日期:2007-4-21
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[摘要]　本文對造成既有建筑外窗安全事故的隱患問題進行了技術分析，根據(jù)有關標準規(guī)范，闡述了窗的設計使用年限問題，論述了對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。
[關鍵詞]　建筑外窗；使用年限；安全問題；鑒定；措施。

[摘要]　本文對造成既有建筑外窗安全事故的隱患問題進行了技術分析，根據(jù)有關標準規(guī)范，闡述了窗的設計使用年限問題，論述了對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。它擔負著采光日照、通風換氣、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花香，調節(jié)舒適的室內環(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，它也會同舊建筑本身一樣，會“衰老”而有“病患”。窗戶是輕質、薄壁結構的可動易損部件，是建筑圍護結構中最薄弱的環(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，定期聘請合格的技術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。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)定每個屋主都有責任保養(yǎng)及維修窗戶并承擔所有費用。這個新條例還將強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。因為鋁鉚釘易腐蝕，是不少窗戶從高樓墜落的“罪魁禍首”。

　　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)窗扇險些墜落的安全問題。目前該工程經(jīng)安全技術鑒定后正在進行整改，以徹底消除安全隱患。

　　(三)既有建筑外窗的主要品種及結構形式

　　目前我國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80年代中期和90年代后期開始在我國大面積應用的。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用。

　　既有建筑鋁合金窗和塑料窗的主要結構形式是外平開窗和左右推拉窗。由于我國經(jīng)濟發(fā)展水平和人民生活習慣以及思想認識原因，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，這二種結構簡單、使用方便、制作容易、價格便宜的窗型(型材壁厚1．2mm左右)，至今還在全國許多地區(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，關鍵在于開啟窗的扇與框連接鉸鏈及鎖固點的構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，上懸窗采用單鎖點的七字執(zhí)手(單動旋壓型)，平開扇采用上下扳動的雙頭聯(lián)動執(zhí)手。這二種執(zhí)手是鋅鋁合金壓鑄件，承載能力較低，且均無防松動措施。多年的窗戶性能檢測和臺風實際檢驗證明，這種平開窗最危險的情況有二種：(1)執(zhí)手在動態(tài)負風壓(負風壓是正風壓2倍)下松動脫開或斷裂，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)由于生銹、腐蝕或材質強度低而失效。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窗扇下的二個滑輪，鎖固窗扇的月牙鎖和鉤鎖只承受窗平面內的啟閉力，不受垂直于窗平面的風荷載等外力。尼龍滑輪與鋁合金型材導軌的凹凸槽配合尺寸只有3.5mm左右。實際經(jīng)驗證明，這種推拉窗最危險的就是滑輪脫軌：(1)在負風壓作用下窗扇脫軌(2)推拉窗扇時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，正常的設計應是“半推拉”，即室外側是固定扇，擋住室內滑軌上的活動扇。然而，人們卻大部分采用“全推拉”窗型，二扇都是活動的，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構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，由于材質的巨大差異，這種高分子的熱塑性塑料窗與無機的輕金屬鋁合金窗相比，又增加了更嚴重的安全隱患。其一，塑料型材中插入的加強襯鋼在窗角部是斷開的，窗框、扇連接的強度完全靠型材本身的焊接強度來保障。型材壁厚較薄，框、扇角部剪切強度低，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

　　我國自上世紀70年代末改革開放后從國外引進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。廣東省對塑料窗的較多應用也有5年多，而鋁合金窗則是全國應用最早、最多的，早已“超期服役”，應該進行檢查、維修和更換。

而且，我國的鋁合金窗及塑料窗從國外引進后，鋁合金型材壁厚從國外的2.0mm左右減薄到1.2mm左右，塑料窗型材壁厚從國外的3.0mm左右減薄到2.0mm左右；單玻窗的全包單價才250元／左右，整窗和五金配件的造價只是國外造價的1／10。這樣的窗戶適合當時我國經(jīng)濟發(fā)展水平，價格便宜能夠承受，但產(chǎn)品材料質量和檔次低，結構簡單，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建筑節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展要求。

　　根據(jù)GB50068-2001《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》規(guī)定(見表5．1)，門窗作為易于替換的非結構構件，其設計使用年限應為10年(設計基準期可為50年)。新修訂的國家標準GB／T 8478—2003《鋁合金門》和GB／T 8479—2003《鋁合金窗》規(guī)定門窗反復啟閉性能，門為10萬次，窗為l萬次，就是參照日本工業(yè)標準JIS A 4706—1996。

　

表結構設計使用年限分類

類別	設計使用年限(年)	結構
l	5	臨時性結構
2	25	易于替換的結構構件
3	50	普通房屋和構筑物
4	100	紀念性建筑和特別重要的建筑結構

　　《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年設計使用壽命確定的。超過設計使用年限后，門窗還可使用，但是已不能保證原設計的可靠度。

　　香港、新加坡的鋁合金門窗比我國大陸的造價和質量水平高，但應用得早，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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