再论系统门窗的应用前景

　　近几年，中国建筑房地产行业迅速发展，门窗，作为建筑的重要组成部分，体量十分庞大。然而，很多既有建筑的门窗出现了各种的质量问题，漏风、漏雨、保温不良等现象非常多，严重影响了人们的居住环境体验。门窗的品质越来越被重视，在这种背景下，系统门窗应运而生。系统门窗是一个性能系统的完美有机组合，系统考虑门窗的气密、水密、抗风压、保温、隔声等各种性能，还要考虑设备、型材、配件、玻璃、粘胶、密封件等各环节性能，最终形成高性能的系统门窗。系统门窗在中国有广阔的应用前景。

　　一、系统门窗发展背景

　　门窗被誉为建筑的眼睛，是建筑的重要组成部分，不仅为建筑外立面提供了丰富的装饰效果，在建筑中也发挥着重要实用功能。门窗在建筑中最原始的功能就通风、挡雨，随着建筑行业的发展，门窗的功能有了更多样化的发展。现代门窗不仅可以实现隔绝噪音、挡风遮雨、保温隔热、通风换气等基本功能，还可以实现信息化、智能化控制，风雨、感应自动锁闭、手机远程互联控制等。

　　我国是人口大国，建筑门窗的总量位居世界第一位。然而，门窗的质量良莠不齐,有相当大体量的建筑门窗质量低下。门窗漏风、漏水、保温失效、开启不正常等问题频频发生。过去的20年是我国房地产飞速发展的20年。受市场经济环境和技术水平影响，很多“不合格”的门窗被应用到建筑中，这些门窗的“不合格”主要体现在“门窗构造设计不合理”、“门窗材料选择不合理”、“门窗制作安装工艺不符合标准”等，这些都是门窗质量问题的根源所在。

　　社会生产力在进步，人们对居住环境的要求也越来越高，“系统门窗”应运而生。系统门窗是运用系统集成的思维方式，基于针对不同地域气候环境和使用功能要求所研发的门窗系统，它是按照严格的程序进行设计、制造和安装，具备高可靠性、高性价比的建筑门窗。系统门窗发展在中国门窗行业具有里程碑的意义，彻底解决了门窗在过去的几十年存在的痼疾，是未来建筑门窗发展的必经之路。

系统门窗的内部结构

　　二、系统门窗的概念

　　系统门窗是有完备技术体系支撑的、涵盖门窗所有技术环节的、严格按照门窗系统各要素的要求完成门窗的设计、制造、安装，并通过第三方认证的建筑门窗。系统门窗有具有信息化、标准化和信息化等特点。

　　广义的系统门窗，是一套完整的、成熟的方法体系。它是基于标准化、系列化、模块化以及相似性设计的原理，预先研发出一个系列的、可以用于设计、制造、安装成设定性能建筑门窗的门窗系统,即材料、构造、窗型门窗形式、技术规则、加工工艺工装、安装的工法，当建筑工程需要时，再根据具体建筑工程对门窗尺寸、开启形式、性能的要求，在已研发完成的门窗系统的基础上，完成该建筑工程不同尺寸、不同开启形式建筑门窗的工程设计、制造和安装。

　　系统门窗是有质量保证的、高品质的门窗产品。首先，在门窗系统是经过设计、研发的，在研发过程中，材料的选用、构造的设计、能够做成的门窗形式、能够达到的性能指标，都是要进行反复的设计、计算和测试，而且不仅仅是针对门窗的物理性能，还涵盖力学机械性能、反复启闭耐久性等全部门窗性能；研发结果——门窗系统的材料、构造、门窗形式、设计方法、加工工艺工装、安装的工法是都有固定的或有明确变化、替换逻辑规则的；当进一步用于门窗的工程设计、制造和安装，则是严格按照所研发的门窗系统各要素的要求完成的，所以系统门窗是质量有保证的高品质建筑门窗。

　　系统门窗是最经济的协同研发、制造建筑门窗的方法。门窗系统的研发对象不是一个标准尺寸的门窗，而是一个系列的门窗系统。门窗系统提供者协同各子系统供应商，集成研发出一个系列设定性能的门窗系统，门窗制造厂可根据建筑工程对门窗性能的要求，选择对应性能的系列，将研发的门窗系统无需再研发，即可多次用于门窗工程的设计、制造加工、安装，即可得到设定性能的建筑门窗;同时由于系统研发时已将材料、构造、门窗形式、技术固化或有明确替换规则，再次应用时，是采用搭积木式的简单化的设计、标准化的制造、规范化的安装，大幅度的降低对人员的要求、提高了效率，因此是最经济的、协同研发、制造建筑门窗的方法。

　　系统门窗是一套完善的合格评价体系。它其中包括门窗系统技术评定和系统门窗产品认证，它可以用于门窗行业的管理。首先，由第三方检测认证机构对门窗系统提供者所研发的一个系列的门窗系统是否达到所承诺的性能指标进行检测、评定，而检测的样品不是通常标准尺寸的门窗，而是该系列门窗系统的极限尺寸门窗、极限尺寸开启扇以及最重玻璃即最不利的样品门窗，评定该的技术资料是能够描述门窗系统的含有物料、构造、窗型门窗形式、技术的全部资料。通过技术评定后，由第三方认证机构颁发含有该系列门窗系统描述的门窗系统技术评定书;而系统门窗产品质量认证的认证模式是采用型式试验+初始工厂检查+获证后监督，通过了系统门窗产品认证的门窗产品将获得由第三方认证机构颁发的的系统门窗产品认证证书和贴到门窗产品上的系统门窗产品认证标志，消费者购买含有性能指标认证标识的产品，即可得到放心的门窗产品。

　　系统门窗还是一种创新的商业模式。它是门窗系统提供者主导并管控、将门窗系统做为顶层设计、多家企业共同参与、共享门窗系统数据、实现系统建筑门窗产品可定制的一种商业模式。门窗系统提供者通常采用互联网信息技术，通过品牌、技术、物料的服务，与门窗厂、销售经销商共同盈利，如新建建筑工程门窗市场的系统供应商-门窗厂-开发商、既有建筑门窗改造市场的门窗系统供应商-门窗制造厂-经销商-门店-业主等的商业模式。

　　三、系统门窗的技术特点

　　中国幅员辽阔，跨纬度较广，距海远近差距较大，加之地势高低不同，地形类型及山脉走向多样，因而气温降水的组合多种多样，形成了多种多样的气候。这就对建筑门窗的性能有了不一样的要求。北方的位于高寒地区，气候寒冷，要求门窗具有良好的保温性能;南方热带气候，年降雨量很大，而且经常伴有台风登陆现象，要求门窗有良好的气密性、水密性和抗风压性能;而中部的长江流域，遇到梅雨季节，空气湿度大，要求门窗有良好的水密性能。

　　作为系统门窗，在研发阶段就要以门窗的性能为基础。从研发到门窗试制、门窗检测、门窗的研发定型，形成闭环的研发过程流程，制作出来的门窗必需到达系统既定的性能要求。

　　水密性能是门窗关键的性能之一。我们经常在新闻报道中看到，某地发生大暴雨，建筑门窗大量漏水、室内装修全部浸水现象。所以提高门窗的水密性能，是门窗设计中首要考虑的问题。系统门窗在排水构造设计时，最重要的就是等压设计原理，水密腔和室外大气的压力相等，这样才能保证进入门窗内部的雨水能顺利排出室外。无论是室外环境多么恶劣，暴雨还是台风，门窗气密腔的气体压力始终与室外相同，不会发生雨水倒灌的现象，从根本原理上保证了门窗的水密性能。另外，提高门窗的水密性能不能光靠堵水来实现。常规的门窗，往往依靠在玻璃内、外侧打密封胶来起到防水的作用。但是，打胶施工的不可控因素非常多，打胶工人水平会直接影响密封胶施工的质量，可能会存在施工质量隐患，存在漏水的可能性。密封胶本身也有热胀冷缩的现象，在经过冬季和夏季冷热温度更迭的过程，门窗密封位置的胶缝就容易开裂，导致漏水现象发生。市场上的密封胶质量也良莠不齐，老化时间过短，有的密封胶会在使用几年后失效，失去变形能力。系统门窗的排水设计理念是以“疏水”作为核心，无论多好的密封措施，也做不到绝对的隔绝雨水，系统门窗设计在等压原理的基础上，又考虑了各种进水的通道可能性，在各种可能的漏水情况下，设置了排水通道。比如在做推拉窗排水设计时，既要考虑室内冷凝水的疏水通道，还要考虑室内扇和室外扇接收到的的水量大小来合理考虑排水通道的设置，来保证雨水能及时排出室外。

　　建筑节能是越来越受关注的话题，我们的建筑能耗占全国总额能耗的三分之一，而在建筑能耗中，空调能耗又占主要比例，约2/3左右。夏天冷气和冬天的热量，很大一部分是从门窗流失。绿色建筑的发展，节能门窗的应用是其中重要一环。系统门窗根据我国南北方的气候差异，保温设计也充分应用其中。在北方严寒地区，门窗的保温性能尤为重要。首先是从型材构造设计考虑，采用了大尺寸的隔热条，减少了热量在型材中的热传导。很多新技术应用进一步降低了型材的传热系数：比如采用异型的隔热条，增长热量的传导路径;在隔热条腔体内填充低热传导率的材料，减少因为隔热腔体内冷热空气对流而产生的热量损失。玻璃，作为门窗的重要组成部分，在保温隔热方面也起到了非常重要的作用。传统的普通白玻，不能有效的阻挡热量的传递。目前多层中空、Low-E膜、暖边、真空玻璃、稀有气体填充等技术的应用，大大降低了玻璃的传热系数。以上技术的应用，使得玻璃的传热系数能达到0.5W/(㎡·K)以内。超低能耗玻璃的应用，使得门窗的整体节能水平跨上了新的台阶。目前我们国家和各地方政府不断出台新的门窗标准，对门窗保温性能的要求也原来越严格。北京市新地标将门窗的传热系数要求将至1.0W/(㎡·K)，这也给门窗行业提供了新的方向和目标。近几年，被动房建筑应用也原来越多，被动房要求门窗的K值小于0.8W/(㎡·K)，对超低能耗门窗的发展起到了巨大推动作用。下一步，系统门窗的发展方向，必然会朝着更高的节能性能迈进。

　　门窗的抗风压性能是体现门窗使用安全的重要性能。我们经常在新闻消息中看到，台风过境之后门窗破坏严重，玻璃被飓风破坏，型材杆件也发生弯曲甚至断裂。这些都是门窗抗风压性能设计不合理导致的。很多门窗企业的设计人员，对门窗的抗风压性能不够重视，随意选择型材杆件来设计门窗，有的甚至不懂得如何校核门窗杆件的力学强度。随着我们国家建筑行业的发展，越来越多的超高层建筑拔地而起。风速随着离地高度呈现越来越大的趋势，所以高层建筑的门窗抗风压性能更应该被重视和计算校核。而且，高层建筑门窗发生破坏，高空坠物安全隐患巨大。系统门窗在抗风压性能设计时，首要考虑的就是型材本身的强度问题。以专业的设计计算软件，来核算当地风荷载环境，严格按照规范计算门窗所受的风压强度大小，选择满足力学性能要求的型材，保证在极端恶劣天气条件下，门窗的安全性能。

　　作为系统门窗，气密性能、隔声性能等也是必不可少的性能要素，在系统设计时，需要整合型材构造、组装配件、胶条、开启五金等各种材料组合，并通过不断的系统试验、改进，最终使门窗达到既定性能。

　　“三分靠制作，七分靠安装”是门窗行业讲的比较多的一句话，足以显示出门窗安装的重要性。以往门窗安装不规范的现象比比皆是，门窗与洞口的间隙过大或者过小，门窗安装缝隙位置，防水处理不得当，安装上墙的门窗密封处理不好，这一系列的问题都影响门窗的安装质量，门窗在设计、制作的过程控制的再好，如果安装方法不得当，也会使门窗的性能大打折扣。系统门窗在设计阶段就充分考了安装阶段的控制要点，提出以干法施工为基础的完善的安装工法，在门窗与洞口之间填充有效的保温材料来保证门窗安装后的保温性能；用防水砂浆塞缝，室外侧安装防水透气膜等，有效保证门窗安装上墙后的气密性能和水密性能。

　　系统门窗是一套完整的体系，兼顾门窗的各项性能和施工方法。可以根据不同地域对门窗的使用习惯，整合最佳的门窗方案，是最合理的门窗技术体系。

　　四、系统门窗的应用

　　在过去的十几年中，大量的低品质门窗被使用在既有建筑中。门窗达不到应有的性能，严重影响了人们的居住环境舒适度。随时我国经济的快速发展,人们生活条件越来越好,对居住环境要求也越来越高。门窗的更新换代逐渐被提上日程，有一定经济基础的人希望更换家里的门窗，获得更好的居住体验。然而，家装门窗市场也给大量的门窗企业提出了更严格的要求。首先就是门窗品质的要求，业主要求门窗要有更好的气密、水密、隔音保温等性能，再不能是以前粗制滥造的门窗。其次家装市场往往是小批量门窗，而且门窗的颜色、开启形式多样化。系统门窗采用标准化的设计理念，从型材构造设计到配套件的设计，都尽可能采用标准槽口，各个系列的型材和配件通用性极好。比如型材的角码槽口、胶条槽口、五金槽口、安装槽口等都采用标准化设计;而且各个系列之间的型材，尽可能采用相同的型材设计，通过隔热条长度的变化来实现系列的变化，提高型材和配件的通用性能。

　　目前市场上的门窗品质和系列非常杂乱，而且质量良莠不齐。而门窗消费大众的需求又是个性化的，同样的系列的框、扇型材就可能多达几百种型号。门窗企业难以承受强大的库存压力，难以满足家装市场的个性化需求。系统门窗的标准化设计，为家装的个性化门窗需求，提供了良好的解决方案。门窗系统的要素中如材料、构造、门窗形式、技术规则、加工工艺工装、安装的工法是相对固定的或有明确变化、替换逻辑规则。所以就解决了单件、小批量的门窗定制与大规模工业化生产之间的矛盾。满足了家装门窗的定制化需求。

　　我们国家对建筑质量和建筑节能要求越来越高，系统门窗的应用已成为必然的趋势。房地产行业的“甲指乙采”门窗工程模式，已经不能满足建筑的高质量要求。甲方指定材料采购渠道的初衷还是为了保证门窗的各项材料质量，但是各种材料来自不同的供货厂家，材料做在门窗上的匹配度包含太多的不确定性，比如型材和角码配件组合起来后不一定能发挥1+1=2的作用。而系统门窗恰恰是整合了组成门窗的各种材料，通过科学的方法来试验验证门窗材料的可靠性，组合门窗的匹配度，用系统的方法来让各项材料发挥出最平衡的作用。而甲方只需要考察门窗系统供应商的水平和实力，确定系统供应商的系统产品是否满足建筑需求即可，这样既可以节省采购的时间和经历，又能得到系统可靠的门窗产品。

　　门窗行业的发展，必定会向着工业4.0的个性化、定制化方向发展。系统的标准化、信息化特点可以在既有完整门窗体系的基础上，组合优化，满足个性化要求，实现以不变应万变的商业模式。而且系统门窗是经过严格设计、试验的高品质门窗产品，随着我们对门窗品质要求的不断提高，系统门窗将不断科学合理的探索进步，为未来的建筑门窗行业的发展贡献力量。