隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升。其反映到對(duì)門(mén)窗性能的要求提高,即表現(xiàn)為傳熱系數(shù)K值在不斷降低。但在建筑工程中,門(mén)窗質(zhì)量普遍存在著不盡如人意的情況。其原因既有門(mén)窗本身的問(wèn)題,也有門(mén)窗與建筑連結(jié)的構(gòu)造問(wèn)題。一個(gè)好的門(mén)窗所用的材料和構(gòu)造都應(yīng)該是正確的。通常,人們往往非常重視門(mén)窗的氣密性、水密性、抗風(fēng)壓和傳熱系數(shù)指標(biāo),而忽略型材構(gòu)造、五金、玻璃配置、密封材料同門(mén)窗與墻體的連接材料的性能。我國(guó)絕大多數(shù)工程門(mén)窗的價(jià)格低于500元/m2,如此低的價(jià)格是不可能購(gòu)買(mǎi)到性能良好的門(mén)窗的。這些問(wèn)題會(huì)在房屋使用的過(guò)程中表現(xiàn)出門(mén)窗與外墻之間在暴風(fēng)雨中滲漏、室內(nèi)結(jié)露發(fā)霉和能量損失過(guò)大的問(wèn)題。同德國(guó)、瑞典、奧地利這些被動(dòng)式低能耗建筑已經(jīng)普及的國(guó)家相比,我國(guó)的門(mén)窗工程質(zhì)量與之存在著很大差距。這幾年隨著被動(dòng)房的發(fā)展,市場(chǎng)上已經(jīng)接受了2000元/m2以上的高性能門(mén)窗。但是,大多數(shù)建筑師并不把為建筑選擇和配置門(mén)窗合適的性能當(dāng)作一件必不可少的工作來(lái)做??梢哉f(shuō),我國(guó)既未形成系統(tǒng)門(mén)窗所必須的關(guān)鍵材料理論體系,更沒(méi)有建立相應(yīng)產(chǎn)業(yè)。
系統(tǒng)門(mén)窗的使用是保障房屋實(shí)現(xiàn)良好室內(nèi)環(huán)境的關(guān)鍵因素,系統(tǒng)門(mén)窗構(gòu)造不但是室內(nèi)建立良好熱工環(huán)境的基礎(chǔ),同時(shí)也是降低建筑物維護(hù)成本和確保建筑具有較長(zhǎng)使用壽命的基本條件。為了提升建筑工程質(zhì)量,以及隨著被動(dòng)房在我國(guó)的迅猛發(fā)展,我國(guó)的建筑市場(chǎng)必須實(shí)現(xiàn)從普通門(mén)窗向系統(tǒng)門(mén)窗的轉(zhuǎn)變。
同系統(tǒng)門(mén)窗相比,我國(guó)普通建筑工程門(mén)窗產(chǎn)品比較簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)門(mén)窗所涉及的產(chǎn)品和材料僅包括門(mén)窗框、中空玻璃(或真空玻璃)和聚氨酯發(fā)泡膠(見(jiàn)圖1)。而系統(tǒng)門(mén)窗關(guān)鍵產(chǎn)品和材料包括:門(mén)窗框材、中空玻璃(或真空玻璃)、防水隔汽膜、防水透汽膜、預(yù)壓膨脹密封帶、防腐隔熱副框、窗臺(tái)板、粘接劑。我國(guó)對(duì)于系統(tǒng)門(mén)窗概念形成時(shí)間較短,除了門(mén)窗型材和中空玻璃(或真空玻璃)較成熟外,其他關(guān)鍵材料發(fā)展尚處在初級(jí)階段。中空玻璃所需的高性能關(guān)鍵密封材料多產(chǎn)自德國(guó)和美國(guó)??梢哉f(shuō),我國(guó)尚沒(méi)有形成系統(tǒng)門(mén)窗完整產(chǎn)業(yè),其關(guān)鍵材料主要依賴進(jìn)口。
普通外窗的安裝方式
我國(guó)建筑工程門(mén)窗安裝過(guò)程過(guò)于簡(jiǎn)化和粗糙。一般門(mén)窗的步驟:一是安裝門(mén)窗型材;二是用聚氨酯填充窗框與外墻的縫隙;三是將玻璃裝到門(mén)窗框中。這種門(mén)窗與外墻的密封性完全依賴聚氨酯是否充滿門(mén)窗與外墻之間的縫隙和聚氨酯本身的性能。其構(gòu)造存在著以下幾種風(fēng)險(xiǎn):一是工程質(zhì)量完全依賴工人的技能和責(zé)任感;二是在暴風(fēng)雨情況下,存在雨水會(huì)通過(guò)外墻與門(mén)窗之間的縫隙滲漏的風(fēng)險(xiǎn);三是門(mén)窗洞口周?chē)嬖谳^嚴(yán)重的熱橋;四是現(xiàn)場(chǎng)安裝玻璃,窗體本身的性能難以保證;五是玻璃極易在安裝時(shí)破損;六是沒(méi)有形成窗口與周邊保溫系統(tǒng)的可靠連接構(gòu)造,周邊保溫系統(tǒng)較易損壞;七是不能實(shí)現(xiàn)門(mén)窗完美的隔音降噪性能;八是門(mén)窗整體性能和壽命得不到可靠保證。
系統(tǒng)門(mén)窗的出發(fā)點(diǎn)是基于如何確保門(mén)窗在建筑工程中完美地發(fā)揮作用,這就要求不但要考慮門(mén)窗本身的性能,還要考慮如何實(shí)現(xiàn)門(mén)窗與外墻之間的可靠性連接(見(jiàn)圖2),以及正確安裝工藝。
我國(guó)的系統(tǒng)門(mén)窗,從目前的普通門(mén)窗要達(dá)到國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的高質(zhì)量的系統(tǒng)門(mén)窗水平,還有很長(zhǎng)的路要走。
系統(tǒng)門(mén)窗的安裝方式
關(guān)鍵產(chǎn)品和材料性能有待提高:高性能中空玻璃(或真空玻璃)的使用壽命和性能取決于密封系統(tǒng)。而我國(guó)還在普遍使用著鋁合金或是性能低劣的黑色“橡膠”條。理論上講,一個(gè)合格的被動(dòng)房竣工后第一次大修時(shí)間應(yīng)該在40年以后。我國(guó)的中空玻璃普遍只有10年左右的使用壽命,而高性能中空玻璃(或真空玻璃)有30年以上的使用壽命。因此,推動(dòng)行業(yè)將高性能中空玻璃(或真空玻璃)的使用壽命普遍提高到30年以上,改變門(mén)窗企業(yè)選用中空玻璃(或真空玻璃)以成本為先的現(xiàn)狀,將對(duì)普遍提升我國(guó)建筑門(mén)窗性能有重大的推進(jìn)作用。
關(guān)鍵材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)缺失:系統(tǒng)門(mén)窗所用防水隔汽膜、防水透氣膜、預(yù)壓膨脹密封帶、防腐隔熱副框、粘接劑等產(chǎn)品基本上只在被動(dòng)房工程中使用。工程中這些產(chǎn)品材料尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依。被動(dòng)式低能耗建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟“依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖”被動(dòng)式低能耗建筑-嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑通過(guò)北京康居認(rèn)證確定產(chǎn)品供應(yīng)商的性能指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)是指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的必要條件。好的標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)行業(yè)健康發(fā)展起到良好的推動(dòng)作用。我們可以在現(xiàn)有歐洲成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系上,通過(guò)與國(guó)外機(jī)構(gòu)的合作,迅速制定出符合我國(guó)氣候特征的標(biāo)準(zhǔn)體系。
高性能產(chǎn)品的應(yīng)用受到了現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的限制:門(mén)窗系統(tǒng)關(guān)鍵材料大多在我國(guó)處于起步階段,絕大多數(shù)關(guān)鍵原材料產(chǎn)品依靠國(guó)外進(jìn)口。在高性能的材料產(chǎn)品研發(fā)方面,德國(guó)、瑞士、瑞典等國(guó)居于國(guó)際領(lǐng)先地位。我國(guó)甚至對(duì)某些材料和產(chǎn)品的研究從沒(méi)有涉足過(guò)。導(dǎo)致出現(xiàn)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限制了高性能產(chǎn)品應(yīng)用的現(xiàn)象,也就不足為奇。譬如:TPS/4SG中空玻璃產(chǎn)品是國(guó)際上作為新一代中空玻璃的產(chǎn)品在幕墻中被大量應(yīng)用,但其在我國(guó)玻璃幕墻應(yīng)用遇到了麻煩。原因是現(xiàn)行國(guó)家幕墻標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱融性材料作了限制性應(yīng)用的規(guī)定。按現(xiàn)行幕墻標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,TPS/4SG中空玻璃產(chǎn)品就不可以應(yīng)用于幕墻工程中。
一些關(guān)鍵材料與產(chǎn)品有了突破性進(jìn)展:自2013年中國(guó)開(kāi)始建設(shè)被動(dòng)房起,人們開(kāi)始關(guān)心建筑的無(wú)結(jié)構(gòu)性熱橋、氣密性和構(gòu)造的耐久性。國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)始了對(duì)關(guān)鍵材料的研發(fā),一些材料取得了突破性進(jìn)展。其中兩個(gè)較重要的產(chǎn)品已經(jīng)投入市場(chǎng)。一是由發(fā)泡聚氨酯廢料壓制而成的高強(qiáng)度防腐隔熱副框塊,已經(jīng)由上海華峰普恩研制成功并投入市場(chǎng)。這一材料是門(mén)窗系統(tǒng)與外墻體系連接實(shí)現(xiàn)無(wú)熱橋構(gòu)造的關(guān)鍵材料。二是中材科技集團(tuán)南京玻纖院研發(fā)的高性能的防水隔汽膜、防水透汽膜和粘接劑已經(jīng)推向市場(chǎng)。其性能已經(jīng)非常接近國(guó)外產(chǎn)品指標(biāo)。希望這兩種材料可由國(guó)內(nèi)廠商生產(chǎn)之后,能帶動(dòng)市場(chǎng)價(jià)格有較大幅度的降低。
生產(chǎn)企業(yè)的車(chē)間條件需要得到改善:同國(guó)外的生產(chǎn)條件相比,我國(guó)企業(yè)的生產(chǎn)條件需要得到較大的改善。但高性能產(chǎn)品離不開(kāi)良好的加工條件。生產(chǎn)合格的門(mén)窗需要穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝。一個(gè)好的門(mén)窗產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)十幾道加工工序,才能達(dá)到被動(dòng)房所需要的性能要求。譬如:生產(chǎn)出頂級(jí)的門(mén)窗所需要的深加工玻璃,其生產(chǎn)車(chē)間溫度、濕度、潔凈度等都要滿足一定要求,否則會(huì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)玻璃平整度不夠,隨外界溫度變化而引起的變形彎曲等瑕疵。反映到建筑本身,可能會(huì)產(chǎn)生映象物體發(fā)生變形的現(xiàn)象。
基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)需要得到發(fā)展:一些人認(rèn)為門(mén)窗行業(yè)屬于傳統(tǒng)行業(yè),屬于低端行業(yè),沒(méi)有高科技屬性。但作為保障建筑性能起關(guān)鍵作用的系統(tǒng)門(mén)窗所需的關(guān)鍵材料需要強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)支撐。譬如,如果精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)不發(fā)達(dá),門(mén)窗所用的密封條就做不出來(lái);如果加工精度不夠,門(mén)窗熱工性能就難以保證;如果木材深加工不能賦予木材具有不腐、不燃、不蛀的性能,我國(guó)的木門(mén)窗企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量就不能達(dá)到歐洲先進(jìn)產(chǎn)品的水平。這些基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)對(duì)于高質(zhì)量建筑是必不可少的支撐產(chǎn)業(yè),應(yīng)該得到支持和發(fā)展。
門(mén)窗生產(chǎn)企業(yè)需要引導(dǎo)建筑業(yè)的發(fā)展:歐洲技術(shù)領(lǐng)先的門(mén)窗生產(chǎn)企業(yè)向市場(chǎng)不斷推出新技術(shù)、新產(chǎn)品和新的設(shè)計(jì)理念,為建筑師提供了新的表現(xiàn)形式,從而門(mén)窗企業(yè)起到了引領(lǐng)建筑業(yè)發(fā)展的作用。相比之下,中國(guó)門(mén)窗企業(yè)還停留在滿足客戶需求的狀態(tài)。
總之,我國(guó)亟待建立系統(tǒng)門(mén)窗材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系,為我國(guó)實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。