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淺析鋁合金門窗系統(tǒng)開發(fā)中五金件的重要性

來源:建筑門窗配套件委員會專家組　作者:班生　日期:2007-4-21
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　　概述

　　作為建筑構(gòu)件的基本元素的門窗，在建筑迅猛發(fā)展的今天，越來越多的開發(fā)商已經(jīng)關(guān)注門窗的設(shè)計開發(fā)，甚至已有將其作為“打造品牌”、“銷售賣點”的一種重要手段。

　　本文介紹了鋁合金門窗在國內(nèi)、外發(fā)展和應(yīng)用情況，并根據(jù)鋁合金門窗在我國的實際應(yīng)用中產(chǎn)生及存在的問題，進行了系統(tǒng)型材開發(fā)中配套五金系統(tǒng)的定位、選擇應(yīng)用分析，以利各界人士全面了解鋁合金門窗系統(tǒng)開發(fā)中，五金系統(tǒng)的重要性、優(yōu)點、不足及適用范圍。認識高性能鋁合金（詞條“合金”由行業(yè)大百科提供）門窗的發(fā)展方向——智能型符合材料鋁合金門窗中配套五金系統(tǒng)的重要性，從而正確地選擇建筑外窗中的配套五金，以利于設(shè)計者在今后的工程使用中加以參考和借鑒。

　　一．鋁合金門窗系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展

　　在英語中“窗戶”一詞起源于古冰島語vindauga，意為“風(fēng)之眼”，從字面解釋是指由一條蘆葦或藤條編制的席子遮擋的墻面開口。其最原始僅僅是一種引導(dǎo)光線進入室內(nèi)和一定程度地抵擋戶外惡劣氣候的方法。隨著建筑的高速發(fā)展，門窗已經(jīng)進入了功能與形式并重的新階段，從建筑上講，窗戶及其對室內(nèi)環(huán)境調(diào)控的可能性應(yīng)該取代溫度調(diào)節(jié)裝置及配套設(shè)施。建筑對外表的興趣通過調(diào)節(jié)墻體在過濾自然環(huán)境方面的品質(zhì)，一下子就擴展了建筑的美學(xué)語言，使建筑融入到周圍的氣候環(huán)境之中，引導(dǎo)我們對窗戶的經(jīng)驗性和感知性因素進行探索。

　　1．國外鋁合金門窗的發(fā)展及應(yīng)用

　　鋁窗早在二十世紀三十年代就在歐美等先進工業(yè)國家開始試制應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)后，由于鋁工業(yè)技術(shù)的進步，鋁門窗因得到了基礎(chǔ)材料的保證，從而使鋁門窗自五十年代開始得到了高速系統(tǒng)的發(fā)展。鋁合金以優(yōu)良的特性成為現(xiàn)代建筑工業(yè)中除鋼以外應(yīng)用得最廣泛的金屬材料，鋁門窗成為主要的建筑金屬門窗。

　　歐、美等國鋁合金門窗主要用于公共性建筑，型材多采用隔熱型材，玻璃（詞條“玻璃”由行業(yè)大百科提供）都采用中空玻璃，窗型主要以氣密性（詞條“氣密性”由行業(yè)大百科提供）好的平開式為主。西歐鋁合金門窗市場占有率為27%。北歐主要是根據(jù)保溫絕熱來選擇窗型；中歐則把門窗看作是家具的一部分來選擇；南歐則以建筑功能為準來選擇。

　　2．國內(nèi)鋁合金門窗的發(fā)展及應(yīng)用

　　鋁合金門窗在我國是二十世紀七十年代末改革開放后從歐、美、日等國引進技術(shù)，于八十年代發(fā)展起來的新一代金屬門窗。歐式重型窗、日式及美式輕型窗均不太適合中國國情。我國鋁門窗產(chǎn)業(yè)經(jīng)過二十多年的發(fā)展，已完全能夠并已經(jīng)開發(fā)設(shè)計出適合中國國情的各種檔次的新產(chǎn)品及配套功能五金。

　　近年來我國建筑業(yè)和房地產(chǎn)的蓬勃發(fā)展，給門窗幕墻行業(yè)提供了巨大的發(fā)展空間，現(xiàn)已成為全世界最大的門窗市場。每年新建20多億平方米的房屋，需要各類門窗為5億平方米。其中鋁門窗占50%，塑料門窗占35%，鋼門窗占10%，其它門窗為5%（見下圖）。

　　在國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)的強進帶動下，給鋁門窗行業(yè)及配套五金行業(yè)提供了難得的機遇。由于我國鋁合金門窗行業(yè)起步較晚，通過引進歐美等國的門窗系統(tǒng)，通過近幾年的應(yīng)用及學(xué)習(xí)，已有部分企業(yè)開始自行設(shè)計適合我國國情的門窗系統(tǒng)，但是門窗系統(tǒng)的五金系統(tǒng)，因國內(nèi)五金件廠數(shù)量多，規(guī)模小，設(shè)備（詞條“設(shè)備”由行業(yè)大百科提供）落后，技術(shù)力量差，還難以形成系統(tǒng)設(shè)計的概念，這已經(jīng)嚴重的影響了門窗行業(yè)的發(fā)展，為了盡快減少與門窗五金發(fā)達國家的差距，提高我國門窗五金業(yè)的發(fā)展刻不容緩，希望不久的將來國內(nèi)五金行業(yè)可不斷提供高品質(zhì)、高性能的五金產(chǎn)品，將我國的門窗行業(yè)推向又一個高潮。

　　二．門窗五金的起源

　　最原始的窗戶形式取自稍作改變的門洞形式，其作用是照明及用來抵擋戶外惡劣氣候。這時的窗戶用料十分豐富，從羊皮紙到山羊皮，牛角薄片到亞麻油紙------實際上任何一種半透明的，光線可透過的材料都能用于窗戶。11世紀隨著基督教堂的建造及大量彩繪玻璃的應(yīng)用，窗戶的作用成為裝飾藝術(shù)來渲染宗教的神秘感。17世紀末期前，“格窗”受到玻璃生產(chǎn)的制約，都是根據(jù)格扇的輪廓相應(yīng)地鑲嵌進小塊的玻璃就可以了。所以此時的窗戶功能只是擋風(fēng)遮雨以及防止盜賊入侵。直到17世紀晚期，隨著時代的進步，玻璃工業(yè)化的生產(chǎn)，人與自然的關(guān)系的變化。人們意識到窗戶也應(yīng)該是純功能化的------而不是只具有簡單的采光（詞條“采光”由行業(yè)大百科提供）、觀景、遮蔽風(fēng)雨的作用。在此期間英國人發(fā)明了直棱式豎鉸鏈窗（即平開窗）；荷蘭人發(fā)明了吊窗（即上下提拉窗），吊窗沿垂直方向滑動由一種滑輪裝置控制。標志著“門窗五金系統(tǒng)”的誕生。

　　三．五金系統(tǒng)在鋁合金門窗系統(tǒng)開發(fā)中的目標及作用

　　隨著建筑形式及功能要求的不斷發(fā)展，對門窗幕墻的要求越來越高，而為了滿足建筑的要求，五金系統(tǒng)技術(shù)在門窗設(shè)計中的作用也需要被重新思考。這看起來非常簡單，但事實并非如此。這需要精心的規(guī)劃、引導(dǎo)并投入大量的精力、財力才能達到這樣的設(shè)計目的。五金系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計應(yīng)具有一定的適應(yīng)性和靈活性。在設(shè)計開發(fā)過程中應(yīng)充分考慮“建筑因素”及“人的因素”。使其裝飾性、功能性、安全性、便捷性及舒適性均應(yīng)滿足建筑設(shè)計的要求。

　　對于鋁合金門窗系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的最終目標------一種新的門窗形式，只有當(dāng)設(shè)計者頭腦中產(chǎn)生了完整清晰的設(shè)計概念后，才能產(chǎn)生明確的門窗形式。因此為了實現(xiàn)這個目標，設(shè)計者必須將其問題追溯到最初的功能因素，并能在其中找到某些模式。只有理解了我們的目標和設(shè)計準則，然后才能進行系統(tǒng)開發(fā)。所以門窗的系統(tǒng)開發(fā)與門窗五金的選型或開發(fā)是緊密相連、相輔相成的。更重要的是門窗的風(fēng)壓變形性、水密性、氣密性、保溫性、隔聲性、內(nèi)變形性、啟閉性、垂直荷載、反復(fù)啟閉性等都與五金系統(tǒng)有關(guān)，五金系統(tǒng)對門窗性能的優(yōu)劣，起著決定性的作用，正如李之毅教授所倡導(dǎo)的“五金配件非配角，而是門窗的心臟”。

　　四．門窗五金系統(tǒng)的多樣化

　　建筑設(shè)計理念的發(fā)展和窗戶系統(tǒng)技術(shù)以及機械和材料工業(yè)的進一步發(fā)展，建筑五金的范疇也從傳統(tǒng)簡單的形式向功能性、專用性發(fā)展。門窗將更具有生機，節(jié)能系統(tǒng)、采光系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)與門窗的聯(lián)系將使五金件具有更準確的功能特性，以及與門窗各相關(guān)系統(tǒng)良好的適應(yīng)性。各種各樣的五金系統(tǒng)應(yīng)運而生，如目前市場常見的形式：外平開五金、內(nèi)平開五金、內(nèi)開內(nèi)倒五金、中懸窗五金（垂直懸轉(zhuǎn)）、中懸窗五金（水平旋轉(zhuǎn)）、外懸窗五金、推拉五金、外平推五金、內(nèi)傾平滑側(cè)移五金、電動五金、智能化電動五金、折疊開啟五金、提拉五金、通風(fēng)換氣裝置等等。

　　下面就門窗通風(fēng)換氣功能作一分析，就可見門窗五金的前景方向及其多樣化。2002年版的《中國生態(tài)住宅技術(shù)評估手冊》要求“門窗開啟時室內(nèi)應(yīng)有穿堂風(fēng)的條件，室內(nèi)90%以上的空間應(yīng)能實現(xiàn)自然通風(fēng)”（必備條件）。2001年國家住宅與居住環(huán)境工程中心編寫的《健康住宅建設(shè)技術(shù)要點》中要求“住宅的居住空間應(yīng)能自然通風(fēng)，無通風(fēng)死角；”，“應(yīng)防止空氣污染對人體健康的損害，制止室內(nèi)空氣中的病原體和有害物質(zhì)的侵害。在冬季采暖和夏季空調(diào)期間，應(yīng)有室內(nèi)新鮮空氣交換和補充設(shè)備�！� 上述要求所表明的就是充分利用自然通風(fēng)，而門窗的通風(fēng)就需要配套安裝的五金件控制窗扇的開啟方向來調(diào)整風(fēng)向、風(fēng)速和進風(fēng)量，其副作用就是熱量損失，增加建筑能耗負擔(dān)，以及空氣夾帶的雜質(zhì)和蚊蠅進入室內(nèi)等。冬夏兩季時，室內(nèi)溫度隨通風(fēng)迅速變化，夏天冷空氣泄露導(dǎo)致室內(nèi)升溫，冬天則導(dǎo)致室內(nèi)熱量迅速和大量散失，室內(nèi)外空氣流動伴隨的熱量變化是導(dǎo)致能耗的重要原因，大致占建筑能耗的20%左右。考慮到通風(fēng)時間因素，窗戶的開啟扇往往是即時開啟和關(guān)閉的，如果采用有過濾裝置的窗式通風(fēng)換氣五金設(shè)計，雖然即時通風(fēng)效果不明顯，但可持續(xù)通風(fēng)換氣，而且室內(nèi)溫度遲緩變化，更適應(yīng)舒適性和健康性的需要。因此窗戶通過五金系統(tǒng)的組合精心設(shè)計，從而可以實現(xiàn)良好的自然通風(fēng)效果。

　　五．五金件的選擇

由于來我國門窗系統(tǒng)多為引進歐洲門窗系統(tǒng)，如旭格系統(tǒng)、阿魯克系統(tǒng)、歐標系統(tǒng)等。其中前兩者為各自獨立發(fā)展的特有門窗系統(tǒng)技術(shù)，其五金配套槽口為專用槽口，通用性差，五金配件無選擇性，必須使用其配套產(chǎn)品。而歐標系統(tǒng)的門窗采用歐洲標準五金配套槽口，其在歐洲配套生產(chǎn)廠家多，使用者對于五金平牌平牌的選擇性多。適用范圍廣，通用性好，市場占有率高。

　　因我國目前市場流通的各種系列的鋁合金內(nèi)開窗，大部分采用歐標20槽口，現(xiàn)就其選用五金件時應(yīng)注意的幾點做一介紹。

　　1．檢測門窗系統(tǒng)槽口是那種槽口系統(tǒng)，選擇相應(yīng)五金件。

　　2. 根據(jù)窗戶的使用功能及實際情況確定開啟形式。（如內(nèi)平開或內(nèi)開內(nèi)倒等）。

　　3．選用與本系統(tǒng)槽口相對應(yīng)的五金件，因歐標槽口根據(jù)具體的窗扇大小及重量分為不同的幾種類型，故此在選用時需先確定其為幾號槽口。

　　4．合頁或鉸鏈的選擇，在槽口相對應(yīng)的前提下，應(yīng)注意其最大承重力是否滿足窗扇的使用條件。

　　5．考慮五金執(zhí)手的裝飾性。

　　6．如果窗扇的尺寸過高，合頁側(cè)需加設(shè)鎖緊機構(gòu)。以保證窗戶的各項性能指標。

　　只有通過優(yōu)質(zhì)的五金系統(tǒng)和精心設(shè)計的與之配套的門窗型材系統(tǒng)，才能組合出優(yōu)質(zhì)的門窗產(chǎn)品。這看起來非常簡單，但事實并非如此。這需要門窗公司和五金件企業(yè)緊密合作，精心的設(shè)計、并投入大量的精力和財力才能達到這樣的設(shè)計目的。

　　六．五金件的可持續(xù)發(fā)展

　　材料的可重復(fù)使用、可循環(huán)使用和可再生使用狀況，對于窗戶的五金件而言，應(yīng)注意以下三個問題：

　　1．組成五金件材料的生產(chǎn)與使用過程中對資源和能源的消耗、對環(huán)境的污染和危及人的健康狀況。

2．組成五金件材料的可重復(fù)使用、可循環(huán)使用和可再生使用。

　　3．五金件作為窗戶的重要構(gòu)件的使用壽命，主要程度上取決于五金結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和材料的有效使用期。由于配件是窗戶中最易磨損和持續(xù)活動的部分，其功能的有效性不僅直接導(dǎo)致安全問題，而且影響窗戶本身多項性能指標，如水密性、氣密性等。

　　七．發(fā)展趨勢

　　通過五金系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，使其應(yīng)該具備同時也賦予了門窗更多的功能，從而達到能夠提供更舒適的居住環(huán)境的目的，為社會提供豐富的產(chǎn)品選擇和技術(shù)支持。然而，達到這個目標并不是一件容易的事情，追求各項功能時往往為其之間的矛盾所困惑。最終的結(jié)果就窗戶本身來講，也許是一種折中方案，在各項選擇的進退之間尋求一種組合，一種配置，一種價格性能比最優(yōu)化的多功能產(chǎn)品，另一方面，將窗戶放在一個更寬的背景中考慮，例如與健康建筑、節(jié)能建筑、生態(tài)建筑以及可持續(xù)發(fā)展建筑的觀點聯(lián)系起來，門窗五金將更具有生機，節(jié)能系統(tǒng)、采光系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)與門窗的聯(lián)系將使五金件具有更準確的功能特性，以及與建筑各相關(guān)系統(tǒng)良好的適應(yīng)性。

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