外开窗安全性检测解读

外开窗安全性检测解读Interpretation of Safety T est of Outward-opening Window■ 王 骅　Wang Hua【摘 要】　上海市工程建设规范《民用建筑外窗应用技术规程》（DG/TJ 08—2242—2017）于2017年12月1日正式实施。

文章首先简述该规范制定的背景，然后基于4类不同高度建筑的风荷载计算，对采用外开窗技术的民用建筑进行研究，形成“外开窗多层建筑允许采用、高层建筑限制使用、超高层建筑禁止使用”的关键技术。

为确保外开窗的安全，给出防人员坠落、防窗扇坠落和防坠落装置的3种检测方法，希望对规程的理解和准确执行有所帮助。

【关键词】民用建筑；外开窗；风荷载；安全性检测【Abstract 】 Shanghai Construction Standard "Technical Specification for Application of Civil Architectural External Windows" (DG/TJ 08-2242-2017) was formally implemented on December 1, 2017. This article firs briefly introduced the background for the development of this specification; and then conducted a study on the civil buildings using outward-opening window technology based on wind load calculations for four types of buildings with different heights to form a key technology, namely "permitted use of outward-opening window in multi-story buildings, limited use in high-rise buildings, prohibited in super high-rise buildings". In order to ensure the safety of outward-opening windows, three detection methods are provided to prevent personnel falling, window sash falling and falling prevention devices. It is hoped that this article can help the understanding and accurate implementation of the specification.【Keywords 】 civil building, outward-opening window, wind load, safety test基金项目：上海市科技发展研究资助项目“区域既有建筑群玻璃幕墙和外墙安全管理技术研究及示范”（编号：17DZ1200300）；上海市城乡建设和交通委员会沪建交[2013]1260号上海地方标准研究项目。

王骅，工学硕士，上海建科检验有限公司幕墙门窗检测部副经理，高级工程师，国家一级注册结构师，上海地标《民用建筑外窗应用技术规程》第四编写人。

１　概述近年来，随着建设用地的稀缺及城市地价的飙升，中高层建筑大量涌现，建筑外窗所承受的风荷载也随之增加。

另一方面，建筑节能的大力推进和用户对通透大空间的需求，导致建筑外窗所用玻璃的尺寸及厚度都不断增加，工程上大量使用多层中空玻璃替代原来的单层玻璃，进一步增加了建筑外窗的自重。

因此，以前的一些关于民用建筑外开窗的相关规定和要求，已远远满足不了技术的发展和社会的进步。

2017年12月1日，上海市工程建设规范《民用建筑外窗应用技术规程》（DG/TJ 08—2242—2017） 正式实施，旨在解决民用建筑外开窗的社会需求，并确保外开窗的安全使用。

２　标准编制背景２．１　外开窗质量事故案例介绍本文在上海建科院等科研机构的研究数据基础上，收集了部分外开窗的质量事故案例。

（1）2011年1月6日，常州晚报报道：窗户高空掉落砸伤清洁工，全楼业主都有责任。

据常州市民反映，该市某小区9楼和31楼的开启窗玻璃掉落砸伤清洁工，而他们小区居民家的窗户掉落已经不是一两次了，所幸再没有人员伤亡。

（2）2013年10月22日，广西防城港北部湾新闻网报道：因新装窗户掉落砸中楼下停放轿车而引起的一起民事纠纷。

外窗系一家不锈钢经营部订做的，因质量问题引发事故。

（3）2014年9月21日，北京晨报报道：窗户砸落伤人，房主租客一起赔。

由于事发后，房东已将窗户更换，因此对于窗户玻璃坠落系因老化还是使用原因无法确定。

（4）2014年11月2日晚，四川成都某小区34层发生一起窗户连框带玻璃坠落，砸在停车场的顶棚上，幸好无人员和车辆过往。

经物业工程部检查，窗户掉落原因确认是窗户高度没有填满，再之楼高风大，结果窗户就掉落了。

从上述案例中，我们发现，民用建筑外开窗存在的安全使用隐患主要表现为面板脱落、开启窗扇坠落、五金件缺失等多项问题。

２．２　相关政策法律法规关于外开窗的相关政策法律法规，因南北方地区居民使用习惯的问题而略有差异，但总体上要求应确保外开窗的安全可靠，且需具备防坠落安全的保障措施。

（1）原建设部第218号公告《建设部推广应用和限制禁止使用技术》中规定：采用中空玻璃形式的建筑平开窗（包括塑料窗、断热型材铝合金窗、断热型材钢窗），外平开窗仅适用于多层房屋建筑。

该文件于2004年3月颁布，此后各地方先后出台了关于外开窗的具体管理要求。

（2）北京市地标《住宅建筑门窗应用技术规范》（DB J01—79—2004）规定：建筑外窗宜为内平开下悬开启方式，中高层、高层及超过100m高度的住宅严禁采用外平开窗。

该标准于2004年首发，并于2014年修订时关于外开窗的内容升级为强制性条文，从安全角度严禁7层（含7层）以上建筑采用外平开窗。

（3）天津市地标《建筑节能门窗技术标准》（DB29—163—2013）规定：住宅建筑外窗开启扇不应外开，其他建筑宜采用内平开形式。

采用塑料窗和玻璃钢窗时，平开窗应采用角部铰链，7层及以上严禁采用外平窗；铝合金窗采用外开形式时，7层及以上应采用上悬开启形式，并设置限位支撑，其开启角度不应大于30°，且水平开启距离不得大于600mm。

其外开窗的技术要求与天津市住宅设计标准相匹配。

（4）南方地区江苏省地标《居住建筑标准化外窗系统应用技术规程》（DGJ 32J 157—2013）规定：居住建筑标准化外窗系统应以平开外窗系统（包括外平开、内平开、内开内倒等）为主，其他开启形式为辅。

关于外开窗如何选用，未做明确的说明。

（5）浙江省省标《建筑门窗应用技术规程》（DB 33/1064—2009）规定，7层及以上的建筑外窗宜采用内开启形式。

对应条文说明表述为，为了增强门窗的安全性，确需采用外开窗或推拉窗时，窗扇必须装有防松脱装置，产品应经有检测。

３　风荷载计算本着加强外开窗的技术进步、促进产业发展、保证结构安全、减少不必要的经济损失的精神，配合上海市工程建设规范项目，开展不同高度建筑的风荷载计算。

根据民用建筑的分类特点，共设计4组不同高度、具有典型代表性的外开窗，分别为低层建筑（h=10m）、多层建筑（h=20m）、高层建筑（h=50m、h=80m）、超高层建筑（h=100m），高层建筑因层高跨度较大选择了2个不同的高度。

选择有密集建筑群的城市市区，地面粗糙度统一取C类。

外窗从属面积A=1m2，风荷载采用上海市50年重现期风压值。

围护结构（门窗、幕墙）垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下列公式计算[1]：ωk=βgzμs1μzω0式中， ωk—风荷载标准值（kN/m2）；βgz—高度z处的阵风系数；μs1 —风荷载局部体型系数；μz—风压高度变化系数；ω0—基本风压（kN/m2），上海地区取0.55 kN/m2。

根据风荷载计算公式，得到上述4类不同建筑高度的风荷载标准值（表1），并得出以下规律。

（1）1～3层为低层住宅，高度不超过10m，风荷载（负风压）标准值为1.61 kN/m2，对应外开窗抗风压性能等级2级。

（2）4～6层为多层住宅，高度不超过20m，风荷载（负风压）标准值为1.78 kN/m2，对应外开窗抗风压性能等级2级。

（3）高度不超过50m的中小高层住宅，风荷载（负风压）标准值为2.41 kN/m2，是低层建筑风荷载的1.50倍，对应外开窗抗风压性能等级3级。

用范围应至少能覆盖整个开启扇的面积。

动态风压风速不低于33m/s，每个测试方向持续时间不小于3min。

（2）对开启扇施加动态风压共4次，其顺序及方向为：①平行于窗框所在平面，由转轴向开启缝方向；②垂直于窗框所在平面，由外向内；③平行于窗框所在平面，由开启缝向转轴方向；④垂直于窗框所在平面，由内向外（图3）。

（3）记录试验过程中可能发生的损坏（玻璃破裂、五金件损坏、窗扇掉落及可以观察到的不可恢复的变形等）和功能障碍（外窗的启闭功能发生障碍、胶条脱离等）。

外平开窗的窗扇不应在任何一次试验后发生损坏和功能障碍，即通过检测。

４．３　开启扇防坠落装置试验方法本方法主要模拟外平开窗在承重五金连接失效情况下，窗扇的防坠落装置的工作能力。

（1）开启扇应按其使用状态进行安装固定，并打开、关闭开启扇5次。

（2）将框扇之间的承重五金及限位装置拆除。

（3）将开启扇提升至最高位置，松开开启扇，使其在自然状态下坠落。

重复该步骤3次，（下转第４９页）（4）高度不超过80m 的高层住宅，风荷载（负风压）标准值为2.85 kN/m 2，是低层建筑风荷载的1.77倍，对应外开窗抗风压性能等级4级。

（5）建筑高度大于100m 的民用建筑为超高层建筑，风荷载（负风压）标准值在3.07 kN/m 2以上，至少是低层建筑风荷载的1.91倍，对应外开窗抗风压性能等级5级及以上。

因此，上海市工程建设规范《民用建筑外窗应用技术规程》在充分考虑了风荷载的作用影响下，形成了“外开窗多层建筑允许采用、高层建筑限制使用、超高层建筑禁止使用”的关键技术（图1）。

４　安全性检测技术《民用建筑外窗应用技术规程》给出了外开窗的安全性检测技术，主要包括3个附录：附录C《防人员坠落性能检测方法》、附录D《开启扇动态风压作用下防坠落性能检测方法》和附录E《开启扇防坠落装置试验方法》。