摘要：建筑外窗古已有之，從古代兼具實用性與藝術性的木窗發(fā)展到了現(xiàn)代材質更多、性能更好的個性化階段。國際外窗業(yè)雖有諸多不同，但在追求建筑節(jié)能方面是相同的。現(xiàn)代建筑外窗的性能包括保溫性能等9個方面，以香港路某工程為例，對外窗進行了綜合設計，以符合該項目建筑品質的要求。文章最后對當前建筑外窗行業(yè)的從管理、研發(fā)、市場三方面的問題進行了梳理并提出了解決辦法，以求建筑外窗行業(yè)在科學發(fā)展觀指導下的協(xié)調、健康、可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：建筑外窗；外窗性能；科學發(fā)展觀；外窗設計

建筑外窗，作為建筑外圍護結構的重要組成部分，有人居以來就有了。人類最早的住所是天然巖洞，洞穴的瞭望口上的草蓋應視為最早的窗�！按啊痹诠艥h語中是象形文字，本作“囪”(cōng),象天窗形,即在屋上留個洞,可以透光,也可以出煙(后來灶上的煙筒也叫“囪”)。后加“穴”字頭構成形聲字，本義是“天窗”。

一、建筑外窗的歷史發(fā)展

中國古代建筑外窗受檐廊的保護，對防雨要求不高，對隔聲和保溫主要靠內層窗板和內簾。唐代以前以直欞窗為多，固定不能開啟。宋代起可開關的窗漸多，中懸窗、外開上懸、內開下懸等窗開始使用，僅以木條支撐或掛鉤固定，沒有現(xiàn)代平開窗的上懸五金系統(tǒng)。宋代起大量使用的格子窗，在格子上糊以白紙，剪彩紙?zhí)�于其上，增加裝飾效果。明清以后，門窗文化成為重要的建筑裝飾藝術門類，尤其是明清時期的花窗花板，集富貴之相、儒雅之風于一身，雕工精美又具有文化內涵。門窗體現(xiàn)了房屋主人的審美情趣，成為身份地位和財富象征。

建筑外窗在近代的發(fā)展圍繞著材質的變革大致經(jīng)歷了五個階段，早期的木窗階段；以鋼窗為代表的階段；以鋁合金為主的階段；以塑料窗為代表的階段。這些階段的建筑外窗或者受制工業(yè)水平和木材處理技術的限制，加工精度難以保證；或者由于加工企業(yè)認識上、經(jīng)營上和技術的局限等，徘徊在粗加工、低質量的狀況，都沒有得到長足的發(fā)展。伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們對居住品質提高及個性時尚的追求，建筑外窗進入了一個新的階段，出現(xiàn)了傾注現(xiàn)代工藝和技術特色的純木外窗、鋁包木外窗、節(jié)能鋁合金外窗和優(yōu)質的塑料外窗等各種建筑外窗。除了有更多材質的選擇，還可以根據(jù)建筑風格的需要制作成各種樣式，外觀改變的同時保溫、隔音等性能也有了很大提高，從而提高了建筑品質。

門窗業(yè)在國際上有歐式系統(tǒng)和美式系統(tǒng)兩大陣營。從材質上講，純木、鋁合金、塑料各占30%的市場份額；從開啟上講，歐式系統(tǒng)以內平開下懸為主，多用環(huán)繞扇體的多鎖點設計，而美式窗以手搖外開及上下提拉為主；從立面來看，歐式窗寬度方向小而高度方向大，而美式窗則寬度方向大而高度方向小。歐洲以德國為代表的企業(yè)以提供系統(tǒng)為主，上游企業(yè)如型材、五金等企業(yè)規(guī)模龐大。而以美國為代表的美式門窗企業(yè)，則從設計、制造、銷售全程服務，門窗企業(yè)的規(guī)模很大。發(fā)達國家的門窗特別關注節(jié)能與隔音性能，很多地區(qū)通過立法要求門窗要用多層的中空低輻射玻璃來提升節(jié)能水平。發(fā)達國家的門窗基材的導熱系數(shù)從1977年的3.5W/㎡·K到1995年的2.0W/㎡·K，又到2001年的1.6 W/㎡·K。不到30年的時間里，導熱系數(shù)降低了60%，而推動這種發(fā)展的源動力就是“節(jié)能”的要求。

二、現(xiàn)代建筑外窗的設計制造是科學發(fā)展觀的理論實踐

從建筑外窗的發(fā)展概況中可以清楚的看出，建筑外窗發(fā)展的每一次變革都是伴隨著經(jīng)濟發(fā)展、科技進步產生的。若脫離了科技進步、觀念更新和新型建材的研發(fā)，高性能的新型外窗就難以產生。通過對大量工程實例的調研、分析，筆者認為，建筑外窗的性能主要包括以下幾個方面：（1）抗風壓性；（2）空氣滲透性；（3）雨水滲漏性；（4）保溫性；（5）空氣聲隔聲性；（6）采光性；（7）耐久性；（8）隔熱性；（9）美觀性。需要特別提出的是保溫和隔熱是有區(qū)別的，保溫是指外窗在冬季幾十度的溫差條件下，阻止室內向室外的溫差傳熱；隔熱是指外窗在夏季隔離太陽輻射熱和阻止室外向室內的溫差（<10℃）傳熱，其中因太陽輻射產生的熱量遠比因溫差產生的熱量大。但對外窗性能的要求往往是相互矛盾的。比如現(xiàn)代派的建筑風格要求外窗“大洞口、低窗臺、大固定、小開啟”。這樣的外窗設計對建筑的采光、觀景是有利的，但同時卻加大了建筑能耗，不利于隔音和通風。因此，外窗設計除了在各種性能要素間尋找平衡之外，針對性的采用高科技技術，揚長避短，設計出具有復合功能的建筑外窗系統(tǒng)才是提高建筑性能的必經(jīng)之路。

現(xiàn)以青島香港路北側的某高檔住宅為例，根據(jù)工程的特點對其外窗的性能進行分析、設計，以求達到最佳的建筑性能。該工程為高檔住宅項目，距海不足千米。對建筑品質的要求較高，應有良好的室內空氣環(huán)境；較低的室內噪音；良好的觀海視野；建筑部品良好的操作性；良好氣密性和水密性；近海高氯離子濃度下的耐久性；近海建筑的抗風性。在外窗的設計中針對性的采取不同措施加以應對，主要包括以下幾個方面。

1、小面積開啟窗扇的設計

高檔住宅恒溫、恒濕、潔凈、清新的空氣環(huán)境無法單純依靠直接的室內外空氣交換來滿足，建筑必須設置具有空氣過濾、調溫、調濕功能的空調系統(tǒng)。因此外窗的通風功能就相對次要，可以采用小面積的開啟窗扇。開啟面積可以確定為整窗面積的8%-10%。減小開啟窗扇的面積可以減少窗框，加大玻璃的面積，有利于觀海的視野寬廣。

窗扇開啟方式采用平開下懸的開啟方式，采用一道硬密封和兩道軟密封形成的密封結構。窗扇關閉后，幾乎沒有空隙，很難形成對流，熱量流失比較小，同時大大提高了窗的氣密性和水密性。外窗附件選用香港堅朗不銹鋼五金件，造型優(yōu)美，操作靈活，安全可靠，建筑部品的良好質感和操作方便性也是提高居住品質的一個重要方面。

2、玻璃的綜合設計

小開啟的外窗設計使玻璃的面積大約占窗面積85%左右，玻璃的性能很大程度上決定了外窗的性能。本項目外窗設計的玻璃原片采用雙銀LOW-E玻璃，這種玻璃對可見光有較高的透射率，對紅外線（尤其是中遠紅外）有很高的反射率，具有良好的隔熱性能。外窗熱損失還會通過中空玻璃內部間隔氣體運動產生。如果間隔層太小，通過空氣傳導方式的傳熱就很多。如果空氣的間隔層太大，那么在暖側玻璃表面的暖空氣就會上升而冷側玻璃表面的冷空氣就會下降，形成對流，從而形成了玻璃的熱傳導。能夠達到最小對流熱損失的中空玻璃間隔層厚度應該是在12-16mm之間。如果充入特殊氣體如氬氣、氪氣就可以進一步減少熱損失。因此該項目雙層玻璃間隔定為12mm，內充氬氣。其傳熱系數(shù)可達到1.5 W/㎡·K左右。針對隔音性能，本設計除了加強外窗的氣密性外，中空玻璃采用了不同厚度的二塊玻璃組成，避免共振以獲得更好隔音性。

3、金屬百葉外遮陽板設計

目前普遍采取室內遮陽其實是一種低效的遮陽方式，紫外線通過玻璃射到遮陽簾上，又使織物或者金屬簾成了一個熱源，實際熱已經(jīng)進入室內了。而外遮陽能在第一時間阻擋熱量、紫外線等強烈光線于室外，隔熱節(jié)能效果內遮陽效果截然不同。

4、美觀、保溫、耐久的外窗框設計

除卻玻璃之外，對外窗性能影響最大的就是窗框，窗框的好壞直接影響到外窗的保溫性、隔音性、氣密性、水密性以及耐久性、美觀等多個方面。本項目采用斷熱鋁合金窗框，鋁材表面采用陽極氧化、粉末噴涂表面處理。這種表面處理方案不僅能使窗框型材抵抗多種酸、堿化學物質的腐蝕而且具有RAL色系的200多款不同顏色可以選擇。并且根據(jù)室內外裝修的色彩不同選擇內外型材的不同顏色。鋁材間的斷熱條采用嵌入技術，用由聚酞胺66和玻璃纖維(PA66GF25)合成斷熱條，與鋁合金型材在外力擠壓下嵌合組成斷熱鋁型材，機械性能好、隔熱效果佳。實驗測定這種窗框的傳熱系數(shù)為1.8～3.5 W/㎡·K，大大低于普通鋁合金型材140～170 W/㎡·K。

5、外窗的抗風壓性能演算

窗框對建筑外窗的抗風壓性能有著決定性作用，本項目所在地重現(xiàn)期為10年的基本風壓為0.45 KN/㎡、重現(xiàn)期為100年的基本風壓為0.7 KN/㎡，地面粗糙度為C類，頂層高度為海拔100米。根據(jù)外維護結構的風荷載計算公式ωk=βgzμzμzω0，本項目頂層的風荷載為1.1 KN/㎡，所選外窗的設計風載為1.5～2.8 KN/㎡，設計剛度L/180～L/300。因此，本設計外窗抗風壓性能符合需要。

三、以科學發(fā)展觀理論為指導，推進建筑外窗的設計與制造

科學發(fā)展觀的內涵是“堅持以人為本，樹立全面、協(xié)調、可持續(xù)的發(fā)展觀，促進經(jīng)濟社會和人的全面發(fā)展”。只有堅持以人為本，圍繞著人們居住的需要，根據(jù)經(jīng)濟社會的發(fā)展水平，運用新的工藝和材料，采用科學的方法，才能推進建筑外窗的更新發(fā)展。面對當前建筑外窗發(fā)展的現(xiàn)狀，應從管理、研發(fā)、市場三方面促進建筑外窗行業(yè)的進步，從而促進建筑品質的發(fā)展，達到和諧發(fā)展的社會和歷史要求。

1、外窗行業(yè)管理的問題與應對

建筑外窗的行業(yè)管理應逐步建立起分層次的制度體系，不僅僅從技術標準和行業(yè)規(guī)范層面進行指導和管理，更應逐步擴展到基本法律、行政及地方法規(guī)、規(guī)章及標準和微觀制度等四個方面的內容。建筑外窗作為建筑的組成部分，其制度管理體系目前還主要是依托綠色建筑的制度體系。但綠色建筑的制度體系本身也存在諸多需要解決的問題，制度體系建設在操作層面上，結合建筑行業(yè)與不同地區(qū)特點形成的行政與地方法規(guī)、規(guī)章與標準體系尚待完善，特別是包含綠色建筑評價標準在內的可操作性強的各種標準、地方實施細則成為當前綠色建筑制度體系建設中的薄弱環(huán)節(jié)。 在規(guī)章與標準層面，將《綠色建筑評價標準》所確定的基本原則與綠色建筑的微觀制度相結合的恰當方式仍在摸索的過程中；規(guī)章、標準與現(xiàn)實市場的結合度也有待提高。 在微觀制度層面，建筑整體能效標識體系的建立尚需時日；供熱體制改革改造成本的銷納機制、熱計量技術、熱價的確定與收費辦法都還未形成成熟方案；合同能源管理理念在建筑領域大規(guī)模應用仍面臨著諸如信息、管理、信用等諸多障礙。 面對諸多問題，除了繼續(xù)完善標準和政策外，在制度執(zhí)行思路上應從以強制性推動為主向強制性手段與激勵性措施并重的方向發(fā)展，制度與市場機制的協(xié)同關系應得到加強除了政府通過強制性的法律手段和激勵性的財稅政策進行推動之外，社會的監(jiān)督也應成為另一股不可或缺的力量。

2、外窗產品研發(fā)的問題與應對

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，需要多領域相互合作。但目前國內缺乏產品研發(fā)的激勵機制，市場管理混亂造成企業(yè)之間無序競爭多，企業(yè)生存困難；就門窗制造企業(yè)本身而言，技術水平和經(jīng)營發(fā)展觀念比較落后，研發(fā)投入少，市場推廣投入少，造成難以出現(xiàn)高性能建筑外窗產品。因此，除政府應有相應的管理機制外，建筑外窗企業(yè)的研發(fā)應注重建筑外窗設計、制作、安裝和施工驗收全過程的系統(tǒng)化技術，不僅要滿足建筑外窗功能性要求，又要提高節(jié)能效果。作為一項系統(tǒng)工程，涉及到能源、環(huán)境、建筑學、結構、材料等諸多相關領域，因此需要不同專業(yè)的技術人員密切合作，高校、科研單位和門窗企業(yè)緊密配合。

3、外窗市場方面的問題與應對

市場及宏觀調控方面，目前的建筑外窗研發(fā)體系多以型材廠為龍頭企業(yè)，門窗廠以組裝門窗為主，研發(fā)技術力量不足。國外引進的產品不能滿足我國大面積氣候條件。建筑外窗設計、制作、安裝和施工驗收環(huán)節(jié)缺乏系統(tǒng)性，標準不配套。缺少統(tǒng)一的設計要求，產品標準不考慮安裝要求，而驗收規(guī)范要求過于簡單，使門窗生產廠家無所適從。惡劣的市場環(huán)境導致低價競爭，劣質產品充斥市場。面對建筑外窗行業(yè)發(fā)展的不利市場環(huán)境，政府、生產企業(yè)和開發(fā)商應多方合作，保障外窗行業(yè)統(tǒng)籌發(fā)展。政府除規(guī)范市場、保障市場有序競爭外，還應建立有利于新產品研發(fā)和推廣的鼓勵性政策和措施。生產企業(yè)也應更新觀念，研究市場，加大市場推廣投入。開發(fā)商應建立與生產企業(yè)的聯(lián)動機制，及時反饋市場信息和新產品在使用中的問題，促進生產企業(yè)改進產品性能。

建筑外窗行業(yè)的發(fā)展是建筑行業(yè)發(fā)展的重要一環(huán)。在新形勢下，建筑業(yè)的發(fā)展迎來新的機遇與挑戰(zhàn)，建筑外窗行業(yè)的改革與發(fā)展也必須保證和諧的步伐，而科學發(fā)展觀的實質就是要實現(xiàn)經(jīng)濟社會轉入以人為本、全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的軌道。因此，全面理解、準確把握科學發(fā)展觀的主要內涵和基本要求，用科學發(fā)展觀做指導，才能促進建筑外窗行業(yè)協(xié)調、健康、可持續(xù)的發(fā)展。