再論系統門窗的應用前景

　　近幾年，中國(guó)建築房地産行業迅速發(fā)展，門窗，作爲建築的重要組成(chéng)部分，體量十分龐大。然而，很多既有建築的門窗出現了各種(zhǒng)的質量問題，漏風、漏雨、保溫不良等現象非常多，嚴重影響了人們的居住環境體驗。門窗的品質越來越被(bèi)重視，在這(zhè)種(zhǒng)背景下，系統門窗應運而生。系統門窗是一個性能(néng)系統的完美有機組合，系統考慮門窗的氣密、水密、抗風壓、保溫、隔聲等各種(zhǒng)性能(néng)，還(hái)要考慮設備、型材、配件、玻璃、粘膠、密封件等各環節性能(néng)，最終形成(chéng)高性能(néng)的系統門窗。系統門窗在中國(guó)有廣闊的應用前景。

　　一、系統門窗發(fā)展背景

　　門窗被(bèi)譽爲建築的眼睛，是建築的重要組成(chéng)部分，不僅爲建築外立面(miàn)提供了豐富的裝飾效果，在建築中也發(fā)揮著(zhe)重要實用功能(néng)。門窗在建築中最原始的功能(néng)就通風、擋雨，随著(zhe)建築行業的發(fā)展，門窗的功能(néng)有了更多樣(yàng)化的發(fā)展。現代門窗不僅可以實現隔絕噪音、擋風遮雨、保溫隔熱、通風換氣等基本功能(néng)，還(hái)可以實現信息化、智能(néng)化控制，風雨、感應自動鎖閉、手機遠程互聯控制等。

　　我國(guó)是人口大國(guó)，建築門窗的總量位居世界第一位。然而，門窗的質量良莠不齊,有相當大體量的建築門窗質量低下。門窗漏風、漏水、保溫失效、開(kāi)啓不正常等問題頻頻發(fā)生。過(guò)去的20年是我國(guó)房地産飛速發(fā)展的20年。受市場經(jīng)濟環境和技術水平影響，很多“不合格”的門窗被(bèi)應用到建築中，這(zhè)些門窗的“不合格”主要體現在“門窗構造設計不合理”、“門窗材料選擇不合理”、“門窗制作安裝工藝不符合标準”等，這(zhè)些都(dōu)是門窗質量問題的根源所在。

　　社會生産力在進(jìn)步，人們對(duì)居住環境的要求也越來越高，“系統門窗”應運而生。系統門窗是運用系統集成(chéng)的思維方式，基于針對(duì)不同地域氣候環境和使用功能(néng)要求所研發(fā)的門窗系統，它是按照嚴格的程序進(jìn)行設計、制造和安裝，具備高可靠性、高性價比的建築門窗。系統門窗發(fā)展在中國(guó)門窗行業具有裡(lǐ)程碑的意義，徹底解決了門窗在過(guò)去的幾十年存在的痼疾，是未來建築門窗發(fā)展的必經(jīng)之路。

系統門窗的内部結構

　　二、系統門窗的概念

　　系統門窗是有完備技術體系支撐的、涵蓋門窗所有技術環節的、嚴格按照門窗系統各要素的要求完成(chéng)門窗的設計、制造、安裝，并通過(guò)第三方認證的建築門窗。系統門窗有具有信息化、标準化和信息化等特點。

　　廣義的系統門窗，是一套完整的、成(chéng)熟的方法體系。它是基于标準化、系列化、模塊化以及相似性設計的原理，預先研發(fā)出一個系列的、可以用于設計、制造、安裝成(chéng)設定性能(néng)建築門窗的門窗系統,即材料、構造、窗型門窗形式、技術規則、加工工藝工裝、安裝的工法，當建築工程需要時，再根據具體建築工程對(duì)門窗尺寸、開(kāi)啓形式、性能(néng)的要求，在已研發(fā)完成(chéng)的門窗系統的基礎上，完成(chéng)該建築工程不同尺寸、不同開(kāi)啓形式建築門窗的工程設計、制造和安裝。

　　系統門窗是有質量保證的、高品質的門窗産品。首先，在門窗系統是經(jīng)過(guò)設計、研發(fā)的，在研發(fā)過(guò)程中，材料的選用、構造的設計、能(néng)夠做成(chéng)的門窗形式、能(néng)夠達到的性能(néng)指标，都(dōu)是要進(jìn)行反複的設計、計算和測試，而且不僅僅是針對(duì)門窗的物理性能(néng)，還(hái)涵蓋力學(xué)機械性能(néng)、反複啓閉耐久性等全部門窗性能(néng)；研發(fā)結果——門窗系統的材料、構造、門窗形式、設計方法、加工工藝工裝、安裝的工法是都(dōu)有固定的或有明确變化、替換邏輯規則的；當進(jìn)一步用于門窗的工程設計、制造和安裝，則是嚴格按照所研發(fā)的門窗系統各要素的要求完成(chéng)的，所以系統門窗是質量有保證的高品質建築門窗。

　　系統門窗是最經(jīng)濟的協同研發(fā)、制造建築門窗的方法。門窗系統的研發(fā)對(duì)象不是一個标準尺寸的門窗，而是一個系列的門窗系統。門窗系統提供者協同各子系統供應商，集成(chéng)研發(fā)出一個系列設定性能(néng)的門窗系統，門窗制造廠可根據建築工程對(duì)門窗性能(néng)的要求，選擇對(duì)應性能(néng)的系列，將(jiāng)研發(fā)的門窗系統無需再研發(fā)，即可多次用于門窗工程的設計、制造加工、安裝，即可得到設定性能(néng)的建築門窗;同時由于系統研發(fā)時已將(jiāng)材料、構造、門窗形式、技術固化或有明确替換規則，再次應用時，是采用搭積木式的簡單化的設計、标準化的制造、規範化的安裝，大幅度的降低對(duì)人員的要求、提高了效率，因此是最經(jīng)濟的、協同研發(fā)、制造建築門窗的方法。

　　系統門窗是一套完善的合格評價體系。它其中包括門窗系統技術評定和系統門窗産品認證，它可以用于門窗行業的管理。首先，由第三方檢測認證機構對(duì)門窗系統提供者所研發(fā)的一個系列的門窗系統是否達到所承諾的性能(néng)指标進(jìn)行檢測、評定，而檢測的樣(yàng)品不是通常标準尺寸的門窗，而是該系列門窗系統的極限尺寸門窗、極限尺寸開(kāi)啓扇以及最重玻璃即最不利的樣(yàng)品門窗，評定該的技術資料是能(néng)夠描述門窗系統的含有物料、構造、窗型門窗形式、技術的全部資料。通過(guò)技術評定後(hòu)，由第三方認證機構頒發(fā)含有該系列門窗系統描述的門窗系統技術評定書;而系統門窗産品質量認證的認證模式是采用型式試驗+初始工廠檢查+獲證後(hòu)監督，通過(guò)了系統門窗産品認證的門窗産品將(jiāng)獲得由第三方認證機構頒發(fā)的的系統門窗産品認證證書和貼到門窗産品上的系統門窗産品認證标志，消費者購買含有性能(néng)指标認證标識的産品，即可得到放心的門窗産品。

　　系統門窗還(hái)是一種(zhǒng)創新的商業模式。它是門窗系統提供者主導并管控、將(jiāng)門窗系統做爲頂層設計、多家企業共同參與、共享門窗系統數據、實現系統建築門窗産品可定制的一種(zhǒng)商業模式。門窗系統提供者通常采用互聯網信息技術，通過(guò)品牌、技術、物料的服務，與門窗廠、銷售經(jīng)銷商共同盈利，如新建建築工程門窗市場的系統供應商-門窗廠-開(kāi)發(fā)商、既有建築門窗改造市場的門窗系統供應商-門窗制造廠-經(jīng)銷商-門店-業主等的商業模式。

　　三、系統門窗的技術特點

　　中國(guó)幅員遼闊，跨緯度較廣，距海遠近差距較大，加之地勢高低不同，地形類型及山脈走向(xiàng)多樣(yàng)，因而氣溫降水的組合多種(zhǒng)多樣(yàng)，形成(chéng)了多種(zhǒng)多樣(yàng)的氣候。這(zhè)就對(duì)建築門窗的性能(néng)有了不一樣(yàng)的要求。北方的位于高寒地區，氣候寒冷，要求門窗具有良好(hǎo)的保溫性能(néng);南方熱帶氣候，年降雨量很大，而且經(jīng)常伴有台風登陸現象，要求門窗有良好(hǎo)的氣密性、水密性和抗風壓性能(néng);而中部的長(cháng)江流域，遇到梅雨季節，空氣濕度大，要求門窗有良好(hǎo)的水密性能(néng)。

　　作爲系統門窗，在研發(fā)階段就要以門窗的性能(néng)爲基礎。從研發(fā)到門窗試制、門窗檢測、門窗的研發(fā)定型，形成(chéng)閉環的研發(fā)過(guò)程流程，制作出來的門窗必需到達系統既定的性能(néng)要求。

　　水密性能(néng)是門窗關鍵的性能(néng)之一。我們經(jīng)常在新聞報道(dào)中看到，某地發(fā)生大暴雨，建築門窗大量漏水、室内裝修全部浸水現象。所以提高門窗的水密性能(néng)，是門窗設計中首要考慮的問題。系統門窗在排水構造設計時，最重要的就是等壓設計原理，水密腔和室外大氣的壓力相等，這(zhè)樣(yàng)才能(néng)保證進(jìn)入門窗内部的雨水能(néng)順利排出室外。無論是室外環境多麼(me)惡劣，暴雨還(hái)是台風，門窗氣密腔的氣體壓力始終與室外相同，不會發(fā)生雨水倒灌的現象，從根本原理上保證了門窗的水密性能(néng)。另外，提高門窗的水密性能(néng)不能(néng)光靠堵水來實現。常規的門窗，往往依靠在玻璃内、外側打密封膠來起(qǐ)到防水的作用。但是，打膠施工的不可控因素非常多，打膠工人水平會直接影響密封膠施工的質量，可能(néng)會存在施工質量隐患，存在漏水的可能(néng)性。密封膠本身也有熱脹冷縮的現象，在經(jīng)過(guò)冬季和夏季冷熱溫度更叠的過(guò)程，門窗密封位置的膠縫就容易開(kāi)裂，導緻漏水現象發(fā)生。市場上的密封膠質量也良莠不齊，老化時間過(guò)短，有的密封膠會在使用幾年後(hòu)失效，失去變形能(néng)力。系統門窗的排水設計理念是以“疏水”作爲核心，無論多好(hǎo)的密封措施，也做不到絕對(duì)的隔絕雨水，系統門窗設計在等壓原理的基礎上，又考慮了各種(zhǒng)進(jìn)水的通道(dào)可能(néng)性，在各種(zhǒng)可能(néng)的漏水情況下，設置了排水通道(dào)。比如在做推拉窗排水設計時，既要考慮室内冷凝水的疏水通道(dào)，還(hái)要考慮室内扇和室外扇接收到的的水量大小來合理考慮排水通道(dào)的設置，來保證雨水能(néng)及時排出室外。

　　建築節能(néng)是越來越受關注的話題，我們的建築能(néng)耗占全國(guó)總額能(néng)耗的三分之一，而在建築能(néng)耗中，空調能(néng)耗又占主要比例，約2/3左右。夏天冷氣和冬天的熱量，很大一部分是從門窗流失。綠色建築的發(fā)展，節能(néng)門窗的應用是其中重要一環。系統門窗根據我國(guó)南北方的氣候差異，保溫設計也充分應用其中。在北方嚴寒地區，門窗的保溫性能(néng)尤爲重要。首先是從型材構造設計考慮，采用了大尺寸的隔熱條，減少了熱量在型材中的熱傳導。很多新技術應用進(jìn)一步降低了型材的傳熱系數：比如采用異型的隔熱條，增長(cháng)熱量的傳導路徑;在隔熱條腔體内填充低熱傳導率的材料，減少因爲隔熱腔體内冷熱空氣對(duì)流而産生的熱量損失。玻璃，作爲門窗的重要組成(chéng)部分，在保溫隔熱方面(miàn)也起(qǐ)到了非常重要的作用。傳統的普通白玻，不能(néng)有效的阻擋熱量的傳遞。目前多層中空、Low-E膜、暖邊、真空玻璃、稀有氣體填充等技術的應用，大大降低了玻璃的傳熱系數。以上技術的應用，使得玻璃的傳熱系數能(néng)達到0.5W/(㎡·K)以内。超低能(néng)耗玻璃的應用，使得門窗的整體節能(néng)水平跨上了新的台階。目前我們國(guó)家和各地方政府不斷出台新的門窗标準，對(duì)門窗保溫性能(néng)的要求也原來越嚴格。北京市新地标將(jiāng)門窗的傳熱系數要求將(jiāng)至1.0W/(㎡·K)，這(zhè)也給門窗行業提供了新的方向(xiàng)和目标。近幾年，被(bèi)動房建築應用也原來越多，被(bèi)動房要求門窗的K值小于0.8W/(㎡·K)，對(duì)超低能(néng)耗門窗的發(fā)展起(qǐ)到了巨大推動作用。下一步，系統門窗的發(fā)展方向(xiàng)，必然會朝著(zhe)更高的節能(néng)性能(néng)邁進(jìn)。

　　門窗的抗風壓性能(néng)是體現門窗使用安全的重要性能(néng)。我們經(jīng)常在新聞消息中看到，台風過(guò)境之後(hòu)門窗破壞嚴重，玻璃被(bèi)飓風破壞，型材杆件也發(fā)生彎曲甚至斷裂。這(zhè)些都(dōu)是門窗抗風壓性能(néng)設計不合理導緻的。很多門窗企業的設計人員，對(duì)門窗的抗風壓性能(néng)不夠重視，随意選擇型材杆件來設計門窗，有的甚至不懂得如何校核門窗杆件的力學(xué)強度。随著(zhe)我們國(guó)家建築行業的發(fā)展，越來越多的超高層建築拔地而起(qǐ)。風速随著(zhe)離地高度呈現越來越大的趨勢，所以高層建築的門窗抗風壓性能(néng)更應該被(bèi)重視和計算校核。而且，高層建築門窗發(fā)生破壞，高空墜物安全隐患巨大。系統門窗在抗風壓性能(néng)設計時，首要考慮的就是型材本身的強度問題。以專業的設計計算軟件，來核算當地風荷載環境，嚴格按照規範計算門窗所受的風壓強度大小，選擇滿足力學(xué)性能(néng)要求的型材，保證在極端惡劣天氣條件下，門窗的安全性能(néng)。

　　作爲系統門窗，氣密性能(néng)、隔聲性能(néng)等也是必不可少的性能(néng)要素，在系統設計時，需要整合型材構造、組裝配件、膠條、開(kāi)啓五金等各種(zhǒng)材料組合，并通過(guò)不斷的系統試驗、改進(jìn)，最終使門窗達到既定性能(néng)。

　　“三分靠制作，七分靠安裝”是門窗行業講的比較多的一句話，足以顯示出門窗安裝的重要性。以往門窗安裝不規範的現象比比皆是，門窗與洞口的間隙過(guò)大或者過(guò)小，門窗安裝縫隙位置，防水處理不得當，安裝上牆的門窗密封處理不好(hǎo)，這(zhè)一系列的問題都(dōu)影響門窗的安裝質量，門窗在設計、制作的過(guò)程控制的再好(hǎo)，如果安裝方法不得當，也會使門窗的性能(néng)大打折扣。系統門窗在設計階段就充分考了安裝階段的控制要點，提出以幹法施工爲基礎的完善的安裝工法，在門窗與洞口之間填充有效的保溫材料來保證門窗安裝後(hòu)的保溫性能(néng)；用防水砂漿塞縫，室外側安裝防水透氣膜等，有效保證門窗安裝上牆後(hòu)的氣密性能(néng)和水密性能(néng)。

　　系統門窗是一套完整的體系，兼顧門窗的各項性能(néng)和施工方法。可以根據不同地域對(duì)門窗的使用習慣，整合最佳的門窗方案，是最合理的門窗技術體系。

　　四、系統門窗的應用

　　在過(guò)去的十幾年中，大量的低品質門窗被(bèi)使用在既有建築中。門窗達不到應有的性能(néng)，嚴重影響了人們的居住環境舒适度。随時我國(guó)經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們生活條件越來越好(hǎo),對(duì)居住環境要求也越來越高。門窗的更新換代逐漸被(bèi)提上日程，有一定經(jīng)濟基礎的人希望更換家裡(lǐ)的門窗，獲得更好(hǎo)的居住體驗。然而，家裝門窗市場也給大量的門窗企業提出了更嚴格的要求。首先就是門窗品質的要求，業主要求門窗要有更好(hǎo)的氣密、水密、隔音保溫等性能(néng)，再不能(néng)是以前粗制濫造的門窗。其次家裝市場往往是小批量門窗，而且門窗的顔色、開(kāi)啓形式多樣(yàng)化。系統門窗采用标準化的設計理念，從型材構造設計到配套件的設計，都(dōu)盡可能(néng)采用标準槽口，各個系列的型材和配件通用性極好(hǎo)。比如型材的角碼槽口、膠條槽口、五金槽口、安裝槽口等都(dōu)采用标準化設計;而且各個系列之間的型材，盡可能(néng)采用相同的型材設計，通過(guò)隔熱條長(cháng)度的變化來實現系列的變化，提高型材和配件的通用性能(néng)。

　　目前市場上的門窗品質和系列非常雜亂，而且質量良莠不齊。而門窗消費大衆的需求又是個性化的，同樣(yàng)的系列的框、扇型材就可能(néng)多達幾百種(zhǒng)型号。門窗企業難以承受強大的庫存壓力，難以滿足家裝市場的個性化需求。系統門窗的标準化設計，爲家裝的個性化門窗需求，提供了良好(hǎo)的解決方案。門窗系統的要素中如材料、構造、門窗形式、技術規則、加工工藝工裝、安裝的工法是相對(duì)固定的或有明确變化、替換邏輯規則。所以就解決了單件、小批量的門窗定制與大規模工業化生産之間的矛盾。滿足了家裝門窗的定制化需求。

　　我們國(guó)家對(duì)建築質量和建築節能(néng)要求越來越高，系統門窗的應用已成(chéng)爲必然的趨勢。房地産行業的“甲指乙采”門窗工程模式，已經(jīng)不能(néng)滿足建築的高質量要求。甲方指定材料采購渠道(dào)的初衷還(hái)是爲了保證門窗的各項材料質量，但是各種(zhǒng)材料來自不同的供貨廠家，材料做在門窗上的匹配度包含太多的不确定性，比如型材和角碼配件組合起(qǐ)來後(hòu)不一定能(néng)發(fā)揮1+1=2的作用。而系統門窗恰恰是整合了組成(chéng)門窗的各種(zhǒng)材料，通過(guò)科學(xué)的方法來試驗驗證門窗材料的可靠性，組合門窗的匹配度，用系統的方法來讓各項材料發(fā)揮出最平衡的作用。而甲方隻需要考察門窗系統供應商的水平和實力，确定系統供應商的系統産品是否滿足建築需求即可，這(zhè)樣(yàng)既可以節省采購的時間和經(jīng)曆，又能(néng)得到系統可靠的門窗産品。

　　門窗行業的發(fā)展，必定會向(xiàng)著(zhe)工業4.0的個性化、定制化方向(xiàng)發(fā)展。系統的标準化、信息化特點可以在既有完整門窗體系的基礎上，組合優化，滿足個性化要求，實現以不變應萬變的商業模式。而且系統門窗是經(jīng)過(guò)嚴格設計、試驗的高品質門窗産品，随著(zhe)我們對(duì)門窗品質要求的不斷提高，系統門窗將(jiāng)不斷科學(xué)合理的探索進(jìn)步，爲未來的建築門窗行業的發(fā)展貢獻力量。