隨著國家建筑節(jié)能政策的完善，人們充分認(rèn)識到建筑節(jié)能的重要性。而門窗等透光建筑構(gòu)件是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱工性能較薄弱的環(huán)節(jié)，通過透光建筑構(gòu)件的能耗，在整個建筑物能耗中占有相當(dāng)可觀的比例。目前，我國已把建筑節(jié)能列為國家可持續(xù)發(fā)展的重要工作，相繼制訂和頒布了一系列建筑節(jié)能方面的標(biāo)準(zhǔn)，在這些標(biāo)準(zhǔn)中，對建筑外窗都提出了明確的要求。

    建筑外窗產(chǎn)業(yè)問題透析

    建筑外窗是建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其主要作用是采光通風(fēng)，給建筑物創(chuàng)造良好的室內(nèi)光環(huán)境和空氣環(huán)境。目前我國的基本建設(shè)規(guī)模和鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程都處在高速發(fā)展階段，在相當(dāng)長的時間里，建筑市場對門窗的需求在數(shù)量上還會穩(wěn)步增加。

    據(jù)專家介紹，我國建筑外窗產(chǎn)業(yè)仍然面臨著一系列問題。比如技術(shù)問題，建筑外窗是建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，建筑外窗的性能直接影響到建筑物的美觀、安全、環(huán)保等諸多方面。與氣候條件接近的西歐、北美國家相比，目前我國建筑通過外窗的熱損失是加拿大和其他" >其他北半球國家同類建筑物的兩倍以上。

    在寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)，外窗熱工性能不好，既浪費(fèi)能源，又可能產(chǎn)生結(jié)露等室內(nèi)熱環(huán)境問題。據(jù)調(diào)查，我國北方一些地區(qū)的采暖建筑，由于采用普通門窗，冬季通過外窗的傳熱與空氣滲透耗熱量之和，可達(dá)全部建筑能耗的50%以上。根據(jù)嚴(yán)寒地區(qū)建筑外窗現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果顯示，采用單框三玻塑料窗的建筑，由于安裝構(gòu)造不合理導(dǎo)致窗墻連接部位以及漏氣部位嚴(yán)重結(jié)冰結(jié)眼，在極端溫差作用下，型材產(chǎn)生彎曲、玻璃形成弧面，降低了建筑外窗的性能。

    在夏熱冬暖地區(qū)，外窗隔熱性能差，不但大幅度提高空調(diào)能耗，還會嚴(yán)重影響室內(nèi)舒適度。夏季通過向陽面門窗進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱，已成為空調(diào)負(fù)荷的主體。

    在夏熱冬冷地區(qū)，上述問題都有不同程度的體現(xiàn)。但是建筑師偏愛使用大窗墻比設(shè)計(jì)，很多場合甚至高度跨越一個樓層。由于該地區(qū)大量采用的隔熱型材鋁合金外窗型材的剛度不足，往往給工程帶來很大的安全隱患。

    在我國沿海城市，臺風(fēng)是常見的天氣狀況，外窗強(qiáng)度或剛度不夠，將造成結(jié)構(gòu)損壞，危害人身安全。雨水通過外窗的孔縫滲人室內(nèi)，會浸染房間內(nèi)部裝修和室內(nèi)陳設(shè)物件，不僅影響室內(nèi)正常活動并且使居民在心理上形成不能滿足建筑基本要求的不舒適和不安全感。同時，長期滯留在型材腔內(nèi)的積水還會腐蝕金屬材料、五金配件" >五金配件，影響正常開關(guān)，縮短建筑外窗的壽命。因此建筑外窗良好的抗風(fēng)壓性能和水密性能是滿足該地區(qū)外窗使用功能的基本要求。

    再如市場及宏觀調(diào)控問題，建筑外窗的研發(fā)體系多以型材廠為龍頭企業(yè)，型材廠往往不了解門窗的工程應(yīng)用技術(shù)；門窗廠以組裝門窗為主，研發(fā)技術(shù)力量不足。國外引進(jìn)的產(chǎn)品不能滿足我國大面積氣候條件。建筑外窗設(shè)計(jì)、制作、安裝和施工驗(yàn)收環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)性，標(biāo)準(zhǔn)不配套。缺少統(tǒng)一的設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不考慮安裝要求，而驗(yàn)收規(guī)范要求過于簡單，使門窗生產(chǎn)廠家無所適從。惡劣的市場環(huán)境導(dǎo)致低價競爭，劣質(zhì)產(chǎn)品充斥市場。

    建筑外窗系統(tǒng)研究存在難點(diǎn)

    專家根據(jù)研究中所遇到的問題分析認(rèn)為，靠前、建筑外窗的評估方法是研究中的難點(diǎn)。建筑外窗的評估體系是指對建筑外窗系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)條件的符合性進(jìn)行全面的判定，包括設(shè)計(jì)驗(yàn)證、產(chǎn)品檢測及工程檢測評定。研究者重點(diǎn)使用編制計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，同時建立全面、科學(xué)、準(zhǔn)確、可行的產(chǎn)品及工程現(xiàn)場檢測技術(shù)手段，制定合理的評估方法。

    第二、高溫差作用對建筑外窗系統(tǒng)性能的影響。建筑外窗系統(tǒng)在室內(nèi)外高溫差作用下性能會發(fā)生改變甚至失去正常使用功能。如室內(nèi)外溫差過大，建筑外窗型材及玻璃變形增大，導(dǎo)致氣密、水密、隔聲性能下降、材料強(qiáng)度降低。目前此類研究在國內(nèi)尚屬空白，美國10多年前已經(jīng)開始這方面的研究，并制定了ASTME1424一91（2000年修訂）“關(guān)于確定通過外窗、幕墻和門、在試件兩側(cè)規(guī)定的壓力和溫度差下的空氣滲透率的標(biāo)準(zhǔn)測定方法”標(biāo)準(zhǔn)。研究溫差作用下的建筑外窗的性能變化，建立相應(yīng)的檢測研究手段，對建筑外窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)性的意義。

    第三、熱循環(huán)作用下建筑外窗系統(tǒng)的性能研究。在室外溫度反復(fù)變化作用下，建筑外窗系統(tǒng)的各項(xiàng)性能，如氣密、水密性能將會產(chǎn)生很大的改變，影響建筑外窗系統(tǒng)的正常使用，從而縮短建筑外窗的使用壽命。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)按照反復(fù)啟閉次數(shù)來確定外窗使用壽命的作法不完善，還應(yīng)該考慮循環(huán)溫差作用的影響，如美國標(biāo)準(zhǔn)E2264一05“窗產(chǎn)品溫度循環(huán)影響測試規(guī)程”就考察了建筑外窗循環(huán)溫差作用下的性能改變。本項(xiàng)目也是在國內(nèi)首次對上述問題開展系統(tǒng)研究。

    第四、建筑外窗型材熱工性能。建筑外窗的型材斷面非常復(fù)雜，有些特性可以準(zhǔn)確地計(jì)算出來，比如截面慣性矩，但是有些指標(biāo)往往需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定邊界條件計(jì)算，如傳熱系數(shù)。能否通過試驗(yàn)的方法模擬邊界條件來相對準(zhǔn)確地測定型材的傳熱系數(shù)，為建筑外窗提供設(shè)計(jì)依據(jù)，是需要解決的主要難點(diǎn)之一。

    第五、建筑外窗安裝工藝。建筑外窗的安裝工藝對建筑外窗的性能有很大影響。當(dāng)外窗安裝不合理時，首先可能產(chǎn)生安全隱患，國內(nèi)已經(jīng)有多次的安全事故發(fā)生；其次可能產(chǎn)生漏水、漏氣、局部冷橋造成的結(jié)露結(jié)冰等，嚴(yán)重影響了外窗的正常使用。多年來，門窗行業(yè)一直討論的問題是是否應(yīng)該增加安裝附框，即在土建施工過程中在門窗的洞口安裝金屬附框，在建筑裝修階段將外窗整體固定在附框上，這樣做可以避免交叉施工造成的對外窗的破壞，同時可以保證外窗的質(zhì)量，有利于建筑外窗工業(yè)化。實(shí)際上在國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)不僅采用簡單附框技術(shù)，而且采用專用功能性附框，既滿足安裝要求，又提高了外窗的性能。因此本項(xiàng)目的難點(diǎn)是推廣采用功能性附框的同時，在功能性與經(jīng)濟(jì)性之間尋找平衡點(diǎn)。

    第六、建筑外窗遮陽一體化技術(shù)。建筑外遮陽技術(shù)已列入本課題夏熱冬暖地區(qū)的重點(diǎn)研究內(nèi)容。外遮陽是較直接、較有效的遮陽手段，但是往往在建筑設(shè)計(jì)時提出遮陽設(shè)計(jì)方案并在施工裝修過程中實(shí)現(xiàn)，而與門窗企業(yè)無關(guān)，所以很難配合一致，降低了遮陽效果。因此，門窗企業(yè)生產(chǎn)外窗遮陽一體化的產(chǎn)品，將有效改善上述問題。業(yè)內(nèi)研究者將重點(diǎn)進(jìn)行遮陽與外窗一體化方面的研究，提出合理化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化方案，供建筑師選用，在設(shè)計(jì)階段就可以明確遮陽的效果。同時建筑外窗遮陽一體化技術(shù)必將提高工業(yè)化加工程度，為提高產(chǎn)品質(zhì)量創(chuàng)造有利條件。此外，可以考慮夏熱冬冷地區(qū)夏季遮陽、冬季吸熱的特殊技術(shù)，提高節(jié)能效果。