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1.1 建筑历史中门窗的由来
1.1.1 从居住到建筑 1.1.2 世界历史中的门窗 1.1.3 中国门窗历史回顾 1.2 国外门窗节能技术的发展和现状 1.2.1 建筑节能政策 1.2.2 门窗应用和发展 1.3 国内门窗节能技术的发展和现状 1.3.1 市场应用现状 1.3.2 技术发展状况 1.1 建筑历史中门窗的由来 1.1.1 从居住到建筑 人类的文明演变过程中，从最初寻求原始居住场所开始到有意识的建造住所花费了数十万年。1921年开始在北京门头沟发掘“北京猿人”距今70万年～20万年，在这个属旧石器时代早期遗址发现有用火遗迹。在发现了很多人工打击的大批石英碎片的同时，还发现了紫荆树的木炭及用火的灰烬遗址和烧石、烧骨等，这一发现将人类使用火的历史提前了几十万年。同一时间发现的“山顶洞人”属晚期智人，生活于距今18000年前的周口店地区。他们的体质形态，已经同现代人基本相同。“山顶洞人”已掌握刮挖、磨光、钻孔等技术，能够制作精美的装饰品。他们还以兽皮为原料，用骨针和骨锥缝制衣物，并掌握了制火的技术。 从用火和制火无疑是一个巨大的进步。人类学会使用火，是人类从动物分化出来并跨入文明世界的一个重要标志，它宣告了人类黎明时代的来临。有趣的是在遗址的居住洞穴里留下了很厚的灰烬堆，还有洞穴上方人工开凿的斜洞，用于排烟和通风，并有采光作用。虽然“洞穴”并不能被认为从现代意义上诠释的建筑，但它毕竟是早期人类利用自然客观环境条件——水源、高台、山洞、森林等，在此基础上稍加改造的居住场所，体现了原始人类对自身居所的原始要求。 定居社会的产生是人类经济方式从食物采集向食物生产转变的结果，建筑的产生是食物富饶地区缺乏掩蔽所的结果。 公元前5000年以前或期间出现于阿拉伯沙漠周围新月沃地国家，其建筑显示出这一进步的最早迹象，在现存遗址的浮雕中，表现出带有小型方型洞口的建筑物，还发现一些装有穿孔的赤陶土板窗口。 随着人类社会的发展，技术技能和可利用的工具是建筑类型的主要决定因素，同时还存在其他重要因素，那就是当地的自然环境状况，自然状态的寒冷和高山、高原地区，保温和防风构造是必要的，窗口设置的尺寸并不大，主要建筑材料采用当地的石材、泥和混合物等，建筑本身比较坚固耐用；而热带和较湿润的地区主要考虑通风及躲避太阳热，这一地区的原木和草本植物是建筑的主要材料，但由于建材的高腐蚀性使建筑寿命较短。 1.1.2 世界历史中的门窗 公元前2000年到3000年间，地中海东部地区出现了设计较为复杂的、带有中央庭院和透光孔的居住建筑，公元前1700年出现了带有玻璃采光的窗户。 玻璃窗是从公元前1世纪开始普遍使用的，规格为2英尺×1英尺（约600㎜×300㎜）的方格玻璃在之后的相当长的一段时期被延用。在意大利的奥斯蒂亚，窗户的形状通常与门相似，高宽比为2，而在英国的不列颠，人们喜欢在立柱式外墙的屋檐下设置矮小的窗户，并用栏杆柱隔开。在不列颠发现的罗马时期的窗玻璃碎片至少有0.125英寸(约0.38㎜)厚，颜色为淡蓝绿色?ＡЭ赡苁前匆蠼阶⒍傻模谝恍┰残蔚男〈吧匣鼓芗酱抵频牟ＡА? 最早用于窗户的玻璃是用吹制工艺制作的。玻璃吹制技术的生产工艺较为简便，易于拓展和延伸，被迅速用于窗玻璃制作，其使用者被认为是罗马的技术人员。主要方法是将玻璃吹制成大玻璃泡，然后一边旋转，一边加工，使之成为香肠形状。将两端打开并拉长，使之成为圆柱体，再用烧红的铁片纵向片开。之后，把片开的圆柱体放到平坦的炉盘上一次加热，并用钳子拉平。最后将产品安装到框架上，当然不如现代窗玻璃那样平整。 早期窗玻璃的一些最佳证据出自罗马时代庞贝城的贮藏室。公元79年维苏威火山爆发时，这个贮藏室曾被火山灰埋没。庞贝城中最古老的窗玻璃出自公元前60年左右在古罗马广场上营造的一座建筑，那块窗玻璃则是稍晚时制作的。玻璃呈圆形，厚半英寸，固定在一个铜框上。由于铜框半腰上有两个枢轴，因此窗户可以打开，这或许是最早的五金件。铜框窗户的尺寸开始变大，所用玻璃大小为21×28英寸的窗玻璃。庞贝城中几块最大的窗玻璃安在公共浴场内，大小为40×28 英寸(约122㎜×85㎜)，厚度为0.4英寸（约1.22㎜），四周为铜框。玻璃的一侧为毛面，大概是用沙子打磨出来的。不过，更常见的是在装饰华丽的木框上把小块玻璃拼起来。 除庞贝城中的实物证据外，窗玻璃在罗马时代气候温暖的地中海地区相对少见，越往北移，则越常见。公元2世纪，在德意志的特里尔和科隆兴建了大批玻璃作坊。在不列颠，公元50年英格兰和威尔士被纳入帝国之后，玻璃窗成为寻常之物，在当地的许多居民点，乃至帝国边界之外的苏格兰南部均有发现。但我们不应因此而认为穷苦人家也有能力购置玻璃窗；说它寻常，是指年老的部落酋长在帝国治下已经成了富人。公元270年，亚历山大城的一位商人让人将窗玻璃斜安在他家的窗户上，以此显示自家是多么富有。玻璃窗是昴贵的奢侈品，因此拥有玻璃窗的人家都用窗帘、百叶窗或木遮板来加以保护。 即便在罗马帝国灭亡之后，窗玻璃制作也仍在东方继续。在那里，大多数窗子的制作方法是把玻璃先吹制成球形，然后趁热切成带宽边的浅碗形状。如今，巴勒斯坦地区仍在制作这种玻璃窗。在西方，窗玻璃的使用在许多个世纪里一直局限于教堂之内。彩色玻璃也被发明出来。最初，其功能是向文盲展示《圣经》故事。将各种场景画到玻璃上之后，再用火烧的办法使色彩附着在玻璃上。在不列颠，玻璃制作复苏缓慢；教会历史学家比德曾经写道：公元675年，芒克威尔茅斯新建隐修院的院长曾不得不派人前往法兰西，请玻璃工匠为隐修院制作窗子和圣器。只是到1200年左右，这一行业才在欧洲再次恢复，各国的王宫这时开始安装玻璃。 彩色玻璃窗的制作是一个传统工艺，早就达到了完美的水平。莱撒比（Lethaby）说彩色玻璃窗户是已知最完美的艺术形式，他还宣称，古老的玻璃里好像有阳光的存在，以至于整个窗户就像镶嵌了彩色的火焰。 地中海地区的彩色玻璃工艺在12世纪有了新的发展。它的一个主要用途是阻挡过量的光线，使教堂保持令人舒适的凉爽。那个时候只能制造小片玻璃，但足以组装镶嵌成窗户。蓝色和红宝石色的不规则玻璃小块通过铅企口拼接起来，然后放在有铁条支撑的石头框架内。这样形成了许多和谐的图案。为了进一步使光线减弱并变得柔和，常常用单一的褐色彩料暗化玻璃，这种彩料的成分是玻璃粉和铁的氧化物，用塞内加尔橡胶作黏合剂。在英格兰的坎特伯雷、约克郡、林肯郡、多切斯特（牛津郡）、威尔特郡和里文霍尔，都还能看到12世纪镶嵌图案的玻璃窗户。 在下一个世纪，装玻璃工制作出了更大的玻璃窗，图案主题也更加多样化。在英格兰，因为天空是灰色的，人们感觉需要更多的光亮，结果灰色模拟浮雕画的装饰风格得到了发展。灰色模拟雕画装饰有乳白色和珍珠色效果，带有精致的叶形和几何图案。约克大教堂的“五姐妹窗户”是这种工艺的杰出范例，在索尔兹伯里也有一些优秀的作品。 早在14世纪，一个值得注意的发现是，玻璃可以用银的氧化物或氯化物染成黄色，从柠檬黄到橘黄整个系列的色调都可得到。当其他颜色加到玻璃画家的调色板上时，彩色玻璃迎来了辉煌的“装饰”时代（约1280—约1380年）。窗户上的纹章图案也流行起来，特别是在英格兰、德国、佛兰德以及后来的瑞士。 在14世纪期间，许多华丽的彩色玻璃被用于法国许地方的大教堂中，其中包括少特尔、埃夫勒、博韦、鲁昂、利摩日、卡尔卡松和巴黎。在英格兰，格洛斯特大教堂东边的窗户就是那个时期留下来的，是全国最大的一个窗户，有72英尺×38英尺(约2195㎝×1158㎝)。其他的英格兰大教堂以及牛津、剑桥等地的学院的小教堂同样是在那个时期装饰的。 15世纪，独具特色的英格兰式建筑风格即“垂直式”建筑得到了发展，此时彩色玻璃也进入了丰产的时期。色彩搭配更加鲜亮，底纹也发光。铭文不再用珐琅褐色来写，而是采用亮底暗字。擦毛的红宝石色和蓝色涂层产生了新的效果。一种更自然的体现肉色的方法可通过使用在白底上涂一薄层彩色珐琅获得。这种改进技术的一个最辉煌的应用就是不断增长的大量纹章涂层和其他纹章图案的出现。 彩色玻璃最后的辉煌是16世纪上半叶的文艺复兴时期。图案布满整个窗户，使用大块玻璃不再受铅条和边框的限制。风景被浓墨重彩地描绘在窗户上。格洛斯特郡弗尔福德的窗户和剑桥的国王学院的上等玻璃，都是这个时期早期的较好作品。到1550年以后，油画技术使彩色玻璃的自然色彩黯然失色，彩色玻璃的使用开始急剧减少。明暗对照法和类似的图案的采用使其加速衰退到一个令人沮丧的卑微时期。 值得注意的是，此时的罗马有一种不碎玻璃的发明，但随之不久即迅速失传。据记载是由于当时的罗马提比略皇帝（公元14～32年）将那位发明家处死。原因就在于皇帝认为这项发明会使玻璃制作者失去饭碗。 1.1.3 中国门窗历史回顾 在中国河南安阳郊区发掘的殷代（约公元前1766年～公元前1122年）的宫殿和墓葬遗址中，发现了迄今所知最古老的房屋遗址。 中国古建筑以木构梁柱为骨架，这种骨架式的基本构造形式是以木构梁柱为骨架的建筑物的基座，再支承一个外檐伸出的坡形屋顶。这种骨架式的构造使人们可以完全不受约束地筑墙和开窗。从热带的印支半岛到亚寒带的东北三省，人们只需简单地调整一下墙壁和门窗间的比例就可以在各种不同的气候下使其房屋都舒适合用。正是由于这种高度的灵活性和适应性，使这种构造方法能够适用于任何华夏文明所及之处，使其居住者能有效地躲避风雨，而不论那里的气候有多少差异。 两千多年以前的老子在他所著的《道德经》里就说：“凿户牖以为室，当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。”意思是说：盖房建室看得见的实体提供的只是物质条件，看不见的空间才是有用的。直到今天这一论述也被一些西方建筑大师视为建筑的基本思想。 牖（you）者 ，窗户之意。 “筑十版之墙，凿八尺之牖”（《韩非子 外储说左上》）； “彻彼桑土，绸缪牖户”（《诗?豳（bin）风?鸱鸮（chi xiao）》）；今天我们所讲的“窗“在古时仅指天窗，“在墙曰牖，在屋曰窗”（《说文?穴部》）。在当时建筑设窗最主要的还是照明之需，“开户内日之光，日光不能照幽；凿窗启牖，以助户明也”（《论衡?别通》）。 宋朝的宋徽宗（公元1101～1125）在位时期朝廷中主管营造事务的将作监李诫编撰了系统阐述了我国当时建筑技术的《营造方式》一书，出版于1103年 ﹝崇宁二年﹞。其中《营造法式》中小木作制度部分，是有关门、窗、隔扇、屏风以及其它非结构部件的设计规范。七卷阐述了门、窗、隔扇、屏风以及砖作、石作和土作的做法。对破子棂窗、阐槛钩窗等多种门窗，详细地说明了做法、尺寸大小并附有图样。使原本具有实用功能的门窗成了建筑装饰的重点，成了表现建筑人文内涵的重要部位。 中国古建筑大多以砖木结构为主，在建筑构件的分类上把室内外门、窗、木隔墙、天花、藻井等附属木构件的加工制作称为“小木作”。把小木作称为“装修”活，其中又把建筑四周露在外面的门窗等称为“外檐装修”。门窗材料主要由石材、木材、皮纸、绫纱类。 门窗形式则丰富多彩。建筑上的窗有普通的双扇或单扇木窗，窗上多为各种形式的木棂格，窗的外形有长方、正方，也有呈圆形、多角形者，形式多样；这些门窗安装在房屋的立柱之间，按门窗大小在柱间设置木框架以固定门窗；如果房屋的外墙是砖墙，门窗就直接安在墙上；根据建筑上不同形式又可分为上下两段的窗；有充满了两根立柱之间的落地窗和上下分为两段的窗；窗上既有直棂木条，也有正方与斜方的木格；在宗教建筑中板门与直棂窗是常见的形式，直棂窗是在窗框间用竖向木条左右有间距地排列成行，在立柱之间间架设墙及门窗。 清朝时期，在延续了明朝时期朝廷的规制营造后，在建筑中溶入了更多的文化内涵，制作也更加精致细腻，在这个时期的建筑中，属于外檐的门窗常见的有板门、格扇、风门、槛窗、支摘窗、横披等式样，在这些门窗中又以格扇为最常见。格扇原称隔扇，隔即木格，故又称格扇，在玻璃还没有用在门窗上之前，多用纸张或纱绸之类的的纺织品贴糊在格子上以避风雨；在两根立柱之间的下半段砌砖墙，砖墙之上安设格扇，称为槛窗，只是这里作为窗的格扇只保留格扇门的上段格心与绦环板部分，也是左右相连排列在柱间，这种槛窗的好处，是保持和格扇门同一形式，保证建筑外立面的统一与规整；在一些皇家建筑中墙上还设有假窗，两侧墙上砌出假直棂窗，窗上白墙至今仍残留着土朱色人字形补间铺作画迹；空窗和漏窗也是中国门窗的一大特色，空窗、漏窗是设在院墙或房屋墙上没有窗扇的窗，这些门、窗除了可能通行、采光和通气以外，还具有观赏致的功能，加之富于浪漫色彩的布局，上有窗檐，下有窗台，在体形组合上极具画意。所以古人说，“卷帘候风景”。因此，建筑物的外观看来更有生气。 除了上述特点外，北方与南方的窗户因气候有所不同。在当今热工分区划分为严寒地区的东北，民间建筑大多座北朝南，南面墙开较大窗户，北墙则开面积较小的高窗或不开窗，俗称火炕的土床与灶台贯通设置在靠南墙一侧，窗户以木制，裱糊上纸或织物，有的做成两层，中间间距冬季可储放一些蔬菜或肉类；较暖的南方地区由于气候使然，也是南方人匠心巧技所致。在温暖的南方地区，无需厚重的砖、土墙和屋顶来防寒。居住的卧榻常设在北墙一侧，窗户的构造以酷热时纳凉为主。由于温度不至于采用封闭采暖的需要，加之气候潮湿，一般不在窗户上粘贴纸类等，这也给窗户的装饰性发展提供了条件，当这种倾向发展的结果常会导致不正确的构造方法和繁缛的装饰，与北方建筑的适度和纯朴相距甚大，同时配合其他木制构件赋予了更多的文化内涵，眼花缭乱的门窗花棂中充满了福、禄、寿等等假借、暗喻、教益等等内容。 明末清初，随着东西方贸易往来和文化交流的频繁，西欧生产的平板玻璃开始在我国出现，并且刺激了我国玻璃制造业的发展。事实上，清康熙三十五年（1696年）清廷就在紫禁城内设立了“玻璃厂”，后于雍正六年移入圆明园六所。当然，最初玻璃用于建筑也仅限于皇宫，因为价格昂贵。乾隆皇帝在未登基时，即1736年之前曾写过一首称赞玻璃窗的诗：“西洋奇货无不有，玻璃皎洁修且厚。” 是描写将旧的糊窗纸改换成玻璃之后的新景象和自己的心情的。 玻璃窗用于建筑，在我国是经历了三个阶段的。最初由于大块玻璃价格太贵，所以首先是将原有窗棱格子的一块，用小块玻璃取代窗纸，叫做“安玻璃窗户眼”。小块玻璃的安装并不难，只需在原窗棱上用小钉把玻璃卡住，再用浆糊和窗纸封边即可。第二阶段是利用原有窗棱格子，安装多块小玻璃，其安装方法与前一阶段相似。最后才使用大块玻璃并改造原来的窗户式样，今天我们到故宫博物院或颐和园所见到的窗户就是这个样子。 回顾历史，中国在3世纪到13世纪之间一直保持着科学技术的领先地位。但在近现代，中国的科学技术却落后了。直到清初康、乾间，出于皇家享乐需要，也吸收不少西方科技成果，如前述之玻璃窗以及多种机构精巧的生活物品及摆设。在建筑方面也吸纳了一些西方风格的设计，如圆明园中的中西结合的园林景观。但由于缺失资本主义社会的大规模工业化阶段，实际上在建筑技术几乎没有任何突破。从建筑门窗来看，组成门窗的材料也是随着建筑的演变和发展的，最初窗户作为建筑物的洞口时，材料和建筑物的主体材料是一致的，如以原始石材建造房屋时，洞口周边和窗格栅都是石材加工而成，随着陶瓷技术的发展，出现了以整块陶制材料烧制的，带有装饰花格的窗式构件，材料明显带有就地取材的特征，此时窗户大多是镂空的，起到透光、通风和装饰作用的，其特点是此时并未出现窗户的透明面层材料，这个时期大约在公元前10世纪之前。随着玻璃技术的出现和发展，玻璃窗的概念可以毫不夸张的认为是窗户的一场革命。而且随着贸易渠道的扩展和距离的延伸，作为工业产品的玻璃制品迅速扩散，并被广泛接受。特别是近代随着资本主义的兴起，数次工业革命导致的文明观念、技术和材料的深入研究，建筑技术迅速发展，对窗户以至整个建筑外立面有了不断的，甚至是全新的认识。 此时回顾历史，近代一百多年来，直至建国时，在建筑技术、材料等方面已远远落后西方国家。 1.2 国外门窗节能技术的发展和现状 1.2.1 建筑节能政策 随着世界经济的发展，各国能源的消耗量越来越高，世界能源需求量以每年大约2%的比率增长；在亚洲，过去的17年中这一比率为3.5%，在中国、泰国、马来西亚、新加坡和泰国，这一增长比率更高，平均每年都超过了5%。对世界能源消费的长期预测表明，2050年能源消费将达到1975年的4倍。其中建筑物能耗占总能耗的11%～25%。由此所带来的对环境、社会等的影响也日益引起人们的高度重视。 自70年代发生全球性的能源危机后，世界各国政府对能源的利用情况进行了全面的实事求是的分析，诊断建筑能耗是一个重要的组成部分，一致认为必须对建筑设计制定节能标准，并提出法规予以执行。于是各国纷纷建立了自己的建筑节能标准?庖恍┓⒋锕以缭?0年代末就已经开始了建筑节能的工作，强制建筑业在新建建筑中执行节能标准，因而已慑得了巨大的成效，整个国家的建筑有较大幅度下降。如丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30%，但采暖能建筑能耗却减少了318万吨标准煤，采暖能耗占全国总能耗的比重，也由39%下降为28%。 1.2.1.1欧洲 在西欧和北欧的一些国家，高舒适度、低能耗的建筑非常普遍。其造价可能比一般建筑高出3％，但由于节能和优化组合，每年的运营费用却可节约60％。 欧洲国家没有发布过类似日本和中国的住宅性能认定标准，但都通过各种法规来保障住宅综合性能的完善。欧盟各国在提高能效方面一直走在世界的前列。 1998年11月13日欧盟能源部长理事会正式批准“欧盟1998年～2002年能源框架计划”，这标志着欧盟对其能源计划完成结构调整，能源工作进入一个目标明确、协调一致的新时期。为了提高能效，欧盟在成员国之间及其成员国内部形成了一系列的以满足具体能源使用和能源效率目标的协议。协议由政府鼓励支持，由协议参加者在“自身利益”的基础上进行实施。欧盟推行GEA标识和EU能源标识制度，目前建材部分纳入GEA标识管理。 德国的产品能耗标签制度就是德国根据欧盟《能源消耗标示法规》制定的相应法规。 1999年，欧洲门窗协会在德国慕尼黑正式成立。在欧洲门窗协会这个屋檐下，负责铝材的ＦＡＥＣＦ、负责塑材的ＥＰＷ、负责木材的ＦＥＭＩＢ一起协同工作。欧洲门窗协会的最重要的目标是为共同的市场建立一个普遍的产品标准，欧洲门窗协会希望实行的所谓“惟一的欧洲认证程序”，是为了降低由于众多不同的国家认证机构而导致的高成本。 欧洲国家对住宅墙体的保温隔热和门窗的节能都提出了明确的要求，建筑师必须按国家相关规定进行设计和选用材料，对人体和生态环境产生不良影响的材料被严格禁止。 欧洲高舒适度、低能耗建筑的外表朴实无华，但内部构造非常精致，尤其在墙体结构、门窗玻璃、采暖方式等方面运用了大量的新技术。如将外墙、房顶和地下都裹上10至15厘米厚的保温层；使用中间带惰性气体隔离层的高性能玻璃与密闭窗框，让窗户这一主要的进热与散热源尽可能保温；在窗外加装遮阳设施，夏天阻挡热能“侵入”；采用自然送新风系统，尽量减少开窗机会，节约室内能量，从而达到既保证采光明亮、宽敞舒适，又减少能耗、降低运营费用的效果。 欧洲许多住宅的窗子上部、阳台门上部和外墙上都有不太显眼的进风器，这是近二十年来在发达国家推行的住宅送风系统。传统的住宅中通风主要靠土建管道井来完成，是自然拔风，无法控制通风量，室内的热量同时被排出，能量散失，舒适性也得不到满足。 从上世纪70年代初期开始，外墙、门窗保温隔热和密封技术得到了推广和加强，同时也使室内外空气的交换问题凸显出来；至上世纪80年代初，“智能型房屋呼吸系统”开始进入家庭，空气质量得到了进一步优化，住宅能耗进一步降低。这种“房屋呼吸”概念，即通过对通风量的控制，形成室内外正负压差，让新鲜空气先进入主要居室，然后经过卫生间和厨房，将污浊空气排出室外。 （1） 德国 德国建筑节能体系及技术在欧洲以至全世界都处于领先地位，其建筑节能的政策体系和技术措施对中国发展节能建筑应有一定借鉴作用。德国能源匮乏。石油几乎 100％依赖进口，天然气80％依赖进口。节约能源是德国政府能源开发利用的一贯政策，一直以来，联邦政府通过信息咨询、政策法规和资金扶持等多种手段，调动个人和企业节能的积极性。 德国建筑节能技术的研究与应用，不仅出于经济利益上的考虑，也是为了从根本上减少二氧化碳等气体排放，减少全球范围内的温室效应。 2002年2月生效的德国《能源节约法》。按照新法规，新建筑的允许能耗要比2002年前的能耗水平下降30％左右。而早在1978年，德国就修改过一次建筑节能标准，使得其后建设的建筑能耗比老建筑减少60％以上。 根据《能源节约法》制订了德国建筑保温节能技术新规范，其特点是从控制建筑外墙、外窗和屋顶的最低保温隔热指标，改为控制建筑物的实际能耗。德国还有大批老建筑，没有采用新型保温技术措施。为此，新法规鼓励企业和个人对老建筑进行节能改造，并实行强制报废措施。新的建筑节能规范EnEV2002，体现了德国最新建筑节能技术研究成果，有很强的实际操作性。这项新的建筑保温节能技术规范的核心思想：是从控制单项建筑围护结构（如外墙、外窗、屋顶）的最低保温隔热指标，转化为对建筑物真正能量消耗量的控制，从而达到严格有效的能耗控制。实际操作中，一是实行建筑能耗定量化及建筑能耗证书系统；二是新建住宅必须提供采暖所需能耗量和住宅能耗核心值。新建建筑必须出具节能范围所需求的建筑热损失计算，证明建筑每年所需的能量；分项列出所需电能、燃油、燃气、燃煤数量，制成建筑能耗计算表。建立建筑能耗证书系统对控制建筑能耗是一项非常有效的手段。 德国节能规范对具体节能技术体系的引导与控制要求中涉及门窗的内容包括：规定建筑最低标准的保温值；节约夏季制冷能耗；控制建筑外墙、外窗传热系数的最高允许值；控制建筑的气密性和通风换气量；规定住宅要有满足卫生、健康要求的通风换气量，要求有足够的开启扇面积；规定住宅建筑中尽可能避免冷桥构造。 另外，德国每年投入大量资金用于住宅改造，改造内容包括增加建筑外保温设施，更换高效门窗，替换高能耗的采暖设施，通过这些维护更新方法，使德国的旧房每平米住宅面积减少二氧化碳排放量达到40千克/年，这样的成果得到了各界的肯定。德国共投入近百亿欧元低息贷款用于此项工作。 （2） 英国 英国政府从1986年开始制订国家节能计划，将建筑节能由低到高分为10个等级。政府在强制执行节能计划时，一方面要考虑不同阶层购房者的心态，另一方面强调就地取材解决节能材料，减少运输费用，尽可能降低住宅成本。因此，英国各地根据国家节能计划因地制宜地制订政策，推动了住宅节能工作的开展。目前英国的新建住宅基本上都达到了最高节能等级的要求，并且住宅的内部舒适程度也因节能构造的增强得到了明显的提高。按新标准设计的节能型住宅比传统住宅在能量消耗上的花销要减少75％。 英国有些住宅房顶和玻璃阳光室顶部铺设了太阳能收集板，解决住户日常用电量，电力充裕时可向电网供电，太阳能不足时可从电网输入。 在居室的节能保温方面，强调主要涉及墙体、窗户、地板、屋顶四个部位。窗户方面着重强调玻璃。双层玻璃的保温隔音效果明显好于单层。而中空镀膜 LOW－E玻璃（双层玻璃在抽出空气后加入一定惰性气体，并给玻璃镀上膜）的采用，则不仅可以增加玻璃的强度，其保温效果又要好一些。 在英国的一些住宅区，可以看到安装在室内的自平衡单户式空气置换系统，体积不大，噪声极低，每天24小时持续工作，据说每天运行费不超过人民币0.6元。 英国伦敦南部有一个零能耗社区——BEDZED贝丁顿生态村。其建筑理念为建筑本身就是节能 。BEDZED是贝丁顿“零能耗”开发的缩写。当然，“零能耗”是设计师们的理想，并非一点能源都不用，而是尽可能多地节省能源。这里约有250人居住在生态村100套公寓和住房内。在BEDZED，五颜六色的漏斗形状建筑不仅漂亮，而且是整个开发项目至关重要的一个环节。设计BEDZED的建筑师比尔?杜斯特说：“它们有以风为动力的自然通风烟囱。一个烟囱将房屋内的废气排出，而其他的烟囱则将新鲜空气吸进来。再结合其他高科技设备，这便会保证在房屋无论春夏秋冬哪个季节都能?质媸实奈露取！? 为保证冬天住房的舒适温度。为了尽可能多地吸收热量，温室全部朝阳且都安装了三层玻璃。BEDZED每一间朝阳温室都安装有太阳能电池板。由于风轮机有噪声，再加上对整体环境有影响，生态村就没有使用风轮机。设计者并没有使用太阳能电池板发电，而是让它们为生态村的电车和滑行车提供电力。 2006年英国进一步强制实行建筑节能，据英国最新公布的建筑规范要求，从2006年4月6日起，英国建筑商在承建的商业建筑和民居中必须采用节能设施，使建筑的能源消耗降低40％。新建筑规范规定的节能措施中包括，改变传统的建筑设计思路、更多地采用绝缘材料和保温窗户。英国门窗等级认定委员会（BFRC）规定节能窗标识体系包括窗质材料、窗框设计、玻璃类型和窗户的其他构件。 （3） 瑞典 瑞典地处北欧，冬季漫长寒冷，夏季短暂而凉爽，因此所有建筑物最主要的能源消耗就是取暖。瑞典全国总的能量消耗中，建筑供暖占了1／4强；而在建筑能耗总量中，取暖一项就占了87％。因此，节能住宅第一就要保暖。 瑞典十分重视住宅配件的标准化问题，1967年就制定了《住宅标准法》，并规定使用按照瑞典国家标准制造的材料配件来建造的住宅项目能获得政府的贷款。 瑞典的工业化标准和“模数协调基本原则”，涉及到住宅的各部分，如浴室设备、厨房水槽、窗框、窗扇等等。 由于全社会的节能意识越来越强，加上瑞典政府实施的鼓励节能住宅的优惠政策，许多家庭开始把自己的住宅按照节能环保标准修缮一新。即通过采用节能型的建筑结构、材料、机械和产品，提高建筑的保温隔热性能，减少采暖、通风、制冷、照明等能耗，充分体现工程设计者因地制宜、天人合一的节能环保理念。如住宅从外观看，房子多采用深色涂料和建材。这可以在白天尽量多地吸收太阳能。从方位上看，这些房子多面南背北，门窗多朝南、西方向，以让阳光更多地进入室内。而且建筑结构上多把这些门窗设计为落地门窗。墙体建材上主要使用了空心砖墙及其复合墙体技术，以使建筑吸收的太阳能容易保存在墙内，不至于迅速流失。这样，房屋白天通过窗户由太阳来加热，夜间则通过隔热材料和砖墙来保暖。 在瑞典门窗被认为是房屋热量散失的最薄弱环节。传统住宅的热量散失中，有三分之一通过门窗传热损失了，另有三分之一由门窗透进来的冷风带走了。因此在进行房屋设计时，不论公寓还是别墅，所有门窗都使用双层设计。大门虽然是木制，但有内外两道，这可以防止人在进出时造成房间内大部分热量流失。房屋的窗户采用了新型的钢塑复合窗，内外双层，中间的空气隔离层发挥着良好的保温作用。另外，窗户面积虽然很大，但多采用大扇玻璃，以减少窗芯和可开启的窗扇面积。窗扇之间用密封条封好，防止能源损失。通往阳台的门上玻璃的面积占去大半，但巨幅玻璃也是双层。其住宅门窗的质量和卫生器具的配置，无论是铝合金窗，还是塑钢窗都做得牢固精细。 （4） 法国 在法国，民居建筑的能源消费占法国能源总消费的45％，排放的温室气体占法国温室气体总排放量的25％。法国家庭的电力消耗20年翻了一倍，其中34％用于取暖、8％用于烹调、15％用于热水、43％属于其他用途。为了科学合理地用电，法国政府在引导居民节约电力，减少能源消耗，以及提高建筑物的能源利用效率等方面采取了诸多措施。 法国于1978年1月10日通过了一项法令-斯克里伏耐（SCRIVENER）法，规定了质量认证制度的法定程序和基本作法。质量认证制度的目的是向用户保证他所购买的产品符合有关标准的要求，协助用户选择符合使用要求的产品，保护用户利益。质量认证制度的基本作法是由政府批准的权威性第三方机构按照规定的质量标准对厂商的产品进行检查核实，向符合规定的产品颁发质量证书。在其产品上标以特定的质量认证标志，以便用户识别。应该强调的是，这种质量证书只能由国家批准的机构根据法律规定的程序审核发放，与厂商自我颁发的产品合格证有本质区别。 这项制度起初是针对大宗消费性产品而制订的，现已在建筑产品中得到广泛应用，如各种散装材料（水泥、石灰等）、加工材料和半成品（砖、砌块、石膏板、轻质保温材料等）、建筑构配件（墙板、门窗等）以及建筑设备（太阳能集热器等）。 1.2.1.2 美国 美国是经济技术高度发达的国家，建筑业、钢铁工业和汽车工业长期被称为经济的“三大支柱”，建筑业也相当发达。美国的建筑与中国的建筑在形式上有着质的差别。美国在1975年第一次颁布了ASHRAE（美国采暖、制冷及空调工程协会）标准90-75“新建筑物设计节能”。以此为基础，1977年12月官方正式颁布了“新建筑物结构中的节能法规”， 不断地在建筑节能设计等方面提出新的内容，每五年便对ASHRAE标准进行一次修订。 美国人口约2.5亿，目前住宅自有率为66％，人均居住面积59平方米，居世界榜首。美国的住宅几乎全部为三层以下。美国一般家庭都拥有一栋配套较为齐全、面积在160平方米以上的房子。内部配套好，分别拥有客厅、卧室、厨房、浴室、贮藏室、洗衣室、车库等，热水、暖气、空调设备齐全，供暖、空调全部安装煤气作为燃料的分户供暖空调措施，各房间内全部留有风口。由于住房是美国家庭的重要组成部分，而且又是采取分户供暖措施，所以房屋本身的节能水平是一个非常重要的指标，建筑节能甚至成为了一些家庭购房的首要指标。也就是说，建筑节能是一个非常市场化的指标，虽然这其中政府的标准起了相当的作用，但这并非绝对。 从2000年起，美国房屋所耗能源超过了交通业和产业界，房屋如今消耗美国能源总供应的1/3。近年来，为了节能和环保，美国能源部正在大力推广“零能耗住宅”新技术。通过改进建筑设计和材料，美国房屋能耗已比1980年减少了30％。例如：构造独特，设施精巧别致的上下两层房屋。当炎炎夏日时，用户可以不必开空调，显眼的大扇窗户向外摇摆，随时捕捉吹至而来的南风；同时敞开的天窗能够驱散停滞的热流。而在寒冷的冬天，全新的材料又让住宅洋溢着暖意：软木与混凝土配置砌成的外墙与外界隔绝；气体壁炉让家里热流无限循环； 高效利用太阳能是“零能耗住宅”技术的关键。美国能源部认为，应该通过外墙（如太阳能吸热壁）、窗户和建筑材料等，不借助任何机械装置，直接利用太阳能进行房屋自然供暖、降温和照明，以减少房屋降温或供暖所需的能源消耗。在气候不同地区，日照强度与时间长短的不同决定建筑设计的具体差异，如屋顶是否需用反光材料避免房屋过热、墙体是否需用保暖性强的材料、墙体填充材料应具有何等储热和散热能力、何种墙体填料应在房屋什么位置等。 同时，在房屋降温和供暖保暖方面，窗户的方向和位置、隔热性能不同的窗玻璃的选用、窗玻璃的组装层数、窗框材料、房屋外表和屋顶材料深浅颜色的运用、室内的自然通风设计、房屋的择地和朝向以及园林设计等也起重要的作用。而利用附近建筑的反光和室内墙面、天花板和地板反光，开窗位置高，甚至选用浅色窗框，都能够增强室内的自然照明效果，减少照明用电。 美国是世界上最大能源消耗国，因此也一直积极致力于提高能源使用效率、降低污染物排放的工作。1992年建立“能源之星”，1994年设立《节能法案》，通过为各种各样的节能产品制定能效标准，为每个家庭每年节约了大约200美元，并且由引所带来的社会效益是这些花费的1000多倍。目前已有1200家企业经过“能源之星”认证。美国政府积极推动高能效产品的生产和使用，美国的“联邦采购要求”规定，所有的联邦机构必须采购高能效产品，高能效产品的市场份额达到25%。目前“能源之星”涉及的建材产品包括：绝热材料、屋面和墙体材料、门窗、节水设备等。美国国家门窗等级认定委员会（NFRC）自1991年启用产品认证册,采用U值传热系数评定门窗；1993年，NFRC标识正式启用,使用太阳得热因子(SHGC)和可见光渗透率；1995年NFRC使用空气渗透率的测定及标识。 据美国绿色建筑协会的最新数据，5年内，美国50％的新建筑将是绿色建筑。虽然建筑成本提高约2％，但运营和维护成本将大幅下降，通常两年之内即可收回提高部分的投资。 1.2.1.3 亚洲 在亚洲地区，随着亚洲经济的发展，越来越多的国家已经意识到了提高能源使用效率的重要性，积极的致力于这方面的工作。许多国家的制造商也积极提倡采用能效标准和能效标识，国为这将使他们能更有效地在国际和国内市场上竞争。现在亚洲的韩国、泰国、菲律宾、马来西亚等国家都已经实施了能效标准和标识活动。 1.2.2 门窗应用和发展 欧、美等国建筑门窗主要是木、塑、铝窗。铝门窗主要用于公共性建筑，木、塑窗则主要用于寒冷地区的住宅建筑。铝、塑窗都采用中空玻璃，窗型以气密性好的平开式为主。铝门窗型材多采用隔热型材，其表面多为阳极氧化、喷涂等处理；塑料门窗型材绝大部分是白色的。 西欧目前主要是木、塑、铝窗，其中木窗占37%，塑窗占31%（德国为48%），铝窗占27%，其它类窗占5%。北欧主要是根据保温绝热来选择窗型；中欧则把门窗看作是家具的一部分来选择，既考虑绝热性能，又考虑其与家具色彩的配套协调；南欧则不用考虑绝热问题，仅把门窗作为建筑的一部分（以建筑功能为准）来选择。所以，北欧木窗多，中欧塑窗多，南欧铝窗多。例如：北欧的瑞典木窗最多，其次为铝窗，塑料窗极少；中欧的法国塑窗较多，与铝窗差不多（约 30%）；南欧的意大利、西班牙、葡萄牙铝窗最多，木窗其次，塑料窗极少。 节能窗采用的主要技术发达国家主要的节能手段包括：低辐射玻璃、惰性气体、暖边技术和阳光控制膜玻璃，并将节能的重点放在整窗上。特别值得强调指出的是，暖边间隔条技术在上个世纪九十年代经历了巨大的变化，市场份额从1990年的15%上升到2000年的80%。同一时期，铝间隔条的市场份额则下降到 20%。 发达国家的门窗市场现状截止2003年为止,发达国家的节能门窗的总规模为2.8亿平方米,其中,北美:1.2亿平方米,欧洲:1.6亿平方米。 铝合金窗早在20世纪30年代就在欧美等先进工业国家开始试制应用。第二次世界大战后，由于铝工业技术的进步，给铝门窗和幕墙的发展提供了丰富的建筑材料，从而使铝门窗、幕墙自五十年代开始得到了系统的发展。20世纪70年代开始出现隔热断桥铝合金型材，这无疑是门窗、幕墙技术的一次革命。铝合金以其优良的特性成为现代建筑工业中除钢以外应用得最广泛的金属材料，铝门窗成为主要的建筑金属门窗。 塑料门窗最早于20世纪50年代由德国首先开发成功。1955年德国诺彼尔Dynamit Nobel公司开发功塑料窗框用异型材，赫斯特Hoechst 公司进而研制出了PVC塑料窗。经过50来年的努力和技术水平的不断提高，在解决了原料配方、门窗设计、型材挤出工艺技术及设备、门窗组装技术及设备、五金件和配套材料等一系列问题后，逐渐开始在西方发达国家推广应用。塑料门窗以其保温、隔热、隔声耐腐蚀等诸多优势，在欧洲乃至世界迅速推广应用。目前，无论是技术水平还是发展速度，德国均居世界领先地位。在20世纪70年代世界性能源危机爆发后，德国政府为了解决寒冷地区门窗的冬季结露和节省供暖能源的问题，开始重视塑料门窗的研制和应用。在政府的大力推动下，塑料门窗的质量迅速提高，标准和规范逐步完善，最终形成了规模巨大、高度发达的产业。 欧、美、日等大部分国家的塑窗技术主要是从德国引进的，德国塑料窗的质量和产量世界第一。塑料窗近二十多年来在欧美国家迅速发展，除其本身材料特性外，主要原因，一是1973年中东战争引发世界石油危机，使石油和木材价格飞涨，塑料的生产能耗低；二是塑窗保温节能好；三是各国采取经济补贴政策鼓励和刺激塑窗行业发展，塑窗价格比铝窗便宜30%左右。 美国的塑料窗七十年代从欧洲引进技术后，八十年代以来发展迅速，目前占有率约达40%，主要用于单层和2～3层的低层住宅建筑的保温窗?泵赖募幽么笠蚨竞洌芰洗罢加新蚀?5%以上。 日本的塑料窗起步比欧美晚，目前塑料窗占有率为8%左右，主要用于北部寒冷的北海道地区，在该地区的普及率达40%。 木窗有着悠久的历史，传统建筑中，特别是居住建筑木窗伴随着建筑历史从未消失，特别是仅几十年生态环境保护意识和可持续发展的观念成为主流共识，采用木材制作的建筑制品更趋于“良好的森林管理或通过可靠的、独立的专家机构认证的森林中购买木材”的方式进行。如果木材能够可控制的使用，对可循环的意义是存在和可能的。 美国林产品协会在木窗在改进舒适性和降低能源成本方面之应用研究中，对木框窗和铝框窗的节约能源特性进行相关比较。研究使用的窗户分别为双倍强度、单面厚玻璃的双扇铝框推拉窗，以及采用相同玻璃的木框窗。为了对木框窗和铝框窗的节能性进行比较，除了采集木结构建筑和混凝土结构建筑中心位置的温度，以及室内外墙面、天花板和地板的温度。研究证实，木框窗阻止热量流动的性能优于铝框窗。在使用电力进行供暖的季节，铝框窗室内部分的表面温度较低，这表示铝框窗导致了热量的损失。尽管铝框窗和木框窗的室外部分，以及建筑物北侧的铝框窗和木框窗，在表面温度上没有显著差异，但在日间建筑物温度最高的一侧，采用铝框窗的建筑物室内温度平均比采用木框窗的建筑物高出10度。 这是目前可以选择运用木框窗等建筑配件，以进一步达到节省能源的目的，从而木门窗得以推广的重要原因。 新型的木窗主要有纯木窗和“铝包木”木窗两种类型。为了保证木窗不开裂，木材要经过周期式强制循环蒸汽干燥，这种干燥方法虽然成本较高，但室内气体循环均匀，能满足高质量的干燥要求。木窗最大的优点就是木纹质感强，天然木材独具的温馨感觉和出色的耐用程度都成为人们喜爱它的原因，通常可做内窗，刷漆后也可做外窗。 而铝包木窗则是在实木的基础上，用铝合金型材与木材通过机械方法连接而成的型材，通过特殊角连接组成的新型窗。这种门窗具有双重装饰效果，从室内看是温馨高雅的木窗，从室外看却又是高贵豪华的铝合金窗。这样既能满足建筑物内外侧封门窗材料的不同要求，保留纯木门窗的特性和功能，外层铝合金又起到了保护作用，且便于保养，可以在外层进行多种颜色的喷涂处理，维护建筑物的整体美。 铝木门窗所选用的木材是生长在靠近北极地区的北欧红松与东北亚原始森林的落叶松，再经过严格筛选，以及防腐、脱脂、阻燃等处理，并采用德国高强度的黏合胶水，使木材的强度、耐腐蚀性、耐候性等方面都得到了保障，可以经久耐用。这种窗户都采用了双层密封结构，把先进的汽车密封胶条用在门窗上，所以隔热、保温的效果格外突出。 从欧洲市场的现状看，木窗、铝合金窗、塑窗仍将在市场上长期共存。欧洲门窗正朝着系列化、多样化、高档化、自动化、人文化方向发展，而且精品化、个性化意识越来越强。 随着可持续发展的观念日益被更多领域接受，节能和环保成为建筑发展的基本原则。在建筑节能方面，建筑门窗和幕墙在调节建筑物内部气候和影响能源消耗方面起着关键作用，而玻璃面层材料的开发、建筑物综合管理系统、光电模块技术这三个方面后续发展关注的重点。 为了改善建筑透明部分的能量平衡，行业的循环发展将来源于玻璃工业。根据预测在3～５年后，欧洲将会使用能够做到最小能量损失的玻璃，５～７年后，就会有多功能的玻璃出现，使用含有可转换的铂络合物的玻璃将成为可能，这些玻璃的表面可以根据气候条件而发生变化，在寒冷的时候，可以让更多的光和能量进入建筑物；在夏天，或在很热的时候，这些玻璃会变暗以支持遮阳防晒系统。这些活跃的玻璃，不仅仅可以影响建筑物的能量平衡，将来，利用玻璃颜色的改变，建筑物也会随之有一个完全不同的外观。在今后的若干年，这种趋势取得成功的结果，将会强有力地影响欧洲建筑。 建筑物的综合管理系统，是一个建筑物所有的功能系统，诸如供热、空调、通风、照明等，所有这些系统将会被整合到一个单元里，基于建筑物对外界气候的响应，通过平衡调控以达到最佳和更好的性能服务。一些专门的软件模型建立和开发是十分重要和必需的，这些软件将执行中央管理任务，用网络联接各个不同的功能系统，一些大的软件开发商已经看到了这个商机。对于门窗和玻璃幕墙制造商来说，将会出现下面的结果：将来，窗户的开合越来越电动化，建筑物管理系统知道什么时候要开窗通风以保证理想的室内气候。这样，一些新的组成部分，包括电动机、电线和导线，还有一些新材料将会被整合到我们的产品中，这样，窗户制造商将不再是木匠，而是高技术产品的制造者。 光电模块技术的使用并不是新技术，在上世纪9０年代初，德国就已经采用了这个技术，并安装到了几个项目中。但是这种技术一直没有被成功地突破，一个原因是光电模块比较昂贵，分期贷款的偿还期很长，所以，只有少数客户愿意在此技术上投资。如今，市场已经产生了变化，随着光电模块的价格下降，市场需求日见增加，越来越多的光电模块将被整合进建筑物的外表，最终会产生同样的结果：门窗和幕墙产品将应用高水准的技术，而且将成为建筑施工的一个中心单元。 欧洲门窗协会认为：传统产业下的建筑门窗产品将成为一个高科技产品，它可以具有多种功能，犹如一个“智能化建筑的信封”，里面装着有关遮阳防晒、隔音、保护、操作和寿命期的标准。策划和竖起一个建筑物的过程将会被一些诸如如何节约能源和资源的讨论所左右，因为建筑物表面是内部和外部气候的联系环节，所以必须将其作为一个整体的单元来开发和施工，建筑物表面将成为一个建筑物的心脏。 1.3 国内门窗节能技术的发展和现状 1.3.1 市场应用现状 1996年建设部《关于建筑金属制品行业“九五” 计划与2010年远景目标》计划“九五”末年我国建筑门窗产量1.07亿m2，其中：钢门窗占 40%左右；塑料门窗占15%左右；铝门窗占33%左右；其它门窗（复合材料门窗）占12%左右。而实际上，1998年与1994年相比，钢门窗由62% 下降到40%以下；塑料门窗由5%上升为10%；铝门窗由15%上升到35%。钢窗是淘汰的产品，铝窗成为主要产品，塑料窗发展迅速。 铝门窗由于重量轻、强度高、性能好、装饰性强、经久耐用而由我国八十年代末产业政策限制使用的“超前享受”产品，变成了主要的建筑门窗，应用于从高档公共建筑到一般的民用住宅和工业厂房。普通单玻铝合金窗的市场价格大约为250～350元/ m2。 塑料窗的迅速发展，主要是由于1995年建设部制定的《建筑节能“九五”计划和2010年规划》对北方采暖区和夏热冬冷区建筑节能提出了具体要求；国家化学建材协调组《关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见》要求2000年塑料门窗在全国市场平均市场占有率达到15%，其中三北采暖区要达到50%，沿海地区要达到30%。而1996年建设部《关于建筑金属制品行业“九五” 计划与2010年远景目标》的政策是“积极慎重地推广塑料门窗，重点在对建筑节能要求较高的‘三北’地区推广应用，逐步扩大化学建材在门窗产品中的使用量”。但是不少有关地区的政府主管部门纷纷发出文件提出了更高的塑窗应用指标要求。塑窗应用领域迅速扩大，除在普通住宅使用外，也进入了高档住宅、宾馆、写字楼、工厂厂房，从多层建筑开始，进入了高层建筑，形成了前所未有的“塑窗热”。1998年上海市钢窗为8.5%，铝窗为45.3%,塑窗为39.7%,彩板窗6.5%，而1996年上海市塑料窗只占5.28%。 经过几年的发展，无论是铝合金门窗、塑料门窗中国都已成为全球的最大市场。根据国家统计局资料，2004年我国约有21亿㎡的房屋建筑工程竣工，相当于欧洲和美国的总和。按通常建筑面积中门窗面积约占25％～30％推算，我国每年约有5亿多㎡的门窗工程量，是整个欧洲每年门窗建设面积的4倍以上。在各类材质的门窗中，铝合金门窗约占50%，工程量2.5亿㎡，塑料门窗约占30%，工程量1.5亿㎡，其它门窗20%，约1亿㎡。 另根据最新统计，截至到2006年上半年，具有门窗许可证的厂家有8509家。2006年上半年，门窗的使用总量达到3.1亿平方米，产值788亿。 这些数据还是相对保守的，据推算能占到应统计对象的70%，如果考虑市场因素，实际企业数量和产值只会比上述资料数据更多。由此看来，到本世纪初我国已成为世界上最大的 建筑门窗生产和使用国家。 我国国土面积辽阔，覆盖地理经纬度范围大，海拔高度相差大，气候特征因地各异，从东北漠河到海南岛三亚，从山东荣城到新疆伊犁，从上海东部沿海大中城市到西部新兴城市，从海拔5000m西芷的拉萨到基本风压为1.2kPa 的东海嵊泗。这样的环境条件下，在任何历史时期对建筑围护结构的要求都蕴涵了满足居住者的最基本要求。特别是近几十年才出现的建筑幕墙，与传统的建筑门窗一道在建筑外围护结构中的主导地位日益突出，技术发展日新月异。从历史的角度和世界的范围来看，无论是建筑观念还是建筑技术，近30年的发展远远超越了历史上数百年的过程。 自上世纪九十年代末推广建筑节能以来，由于我国生产和使用了大量的建筑节能门窗，在生产和使用过程中积累了丰富的经验，进行了数万次物理性能试验和检测，揭示了建筑门窗节能的内在规律，在总结生产经验和科学实验的基础上，发扬我国已形成的产、学、研协同配合作战的传统，除了生产企业、专业试验机构或检测中心对生产经验、试验成果进行总结外，全国很多科研院所、高校(含所属研究所)对建筑门窗进行了多学科的基础研究，将上述生产经验、试验成果上升为科学理论，提出一大批研究报告，开发出一大批新技术、新检测方法、新工艺以及新理论。极大的推动了行业的科技进步和自主创新。 在建筑门窗检测技术领域也有长足的进步。中国建筑科学研究院从80年开始建筑外窗气密、水密、抗风压性能检测设备，成功引进了国际领先的日本建筑门窗三性检测设备，先后完成了隔声、保温、采光及力学性能检测设备的研制，到2005年底，国内具备门窗相关性能检测能力独立检测机构超过数十家，整体技术能力达到国外同行业的水平，相当一部分机构具备独立研发检测技术、设备的能力，为提高门窗工程质量、新产品研发提供了有力的保障。 在建筑门窗节能认证方面，1998年1月1日正式实施《中华人民共和国节约能源法》，其中第十八条规定：企业可以根据自愿的原则，按照国家有关产品质量认证的规定，向国务院产品质量监督管理部门（系指国家质量技术监督局）或者国务院产品质量监督管理部门授权的部门认可的认证机构（系指中国节能产品认证中国）提出用能产品节能认证 申请，经认证合格后，取得节能产品认证证书，在用能产品或者其包装上使用节能产品认证标志。 2000年10月1日起施行的第76号中华人民共和国建设部部长令《民用建筑节能管理规定》中要求，为了加强民用建筑节能管理，提高能源利用效率，改善室内热环境，鼓励发展新型节能墙体和屋面的保温、隔热技术与材料；节能门窗的保温隔热和密闭技术。强调要求实施建筑节能产品认证制度。这对建材企业既是一个机遇，同时又是一个挑战。 1998年11月20日由国家经济贸易委员会牵头组织并直接领导，国家质量技术监督局指导下、管理下，成立我国节能产品认主睥最高权力机构——中国节能产品认证管理委会（下设中国节能产品认证中心），代表国家对节能产品实施认证，代表中国参加国际组织的相应活动。 1.3.2 技术发展状况 1.3.2.1 铝合金窗 铝门窗、铝幕墙是第二次世界大战后，在世界范围内兴起的一门新兴行业。在20世纪五、六十年代，中国由于铝资源的匮乏，计划经济时,铝的应用,国家是给予极严格的控制的，除航空、仪表等重要工业外，只要人们日常生活器皿有少量应用，其他行业是很难得到铝的供应指标的。铝在建筑上的普及应用，是在改革开发以后迅速发展起来的。它得益于改革开放的市场经济。 二十世纪七十年代末改革开放后开始从欧、美、日等国家引进铝合金门窗技术，是我国在原来钢门窗的基础上于八十年代发展起来的新一代金属门窗。由于日本地理位置和气候条件与我国近似，其产品的技术、经济综合性较好，所以我国铝门窗引进日本窗型多，产品标准、门窗物理性能分级及检测标准、铝型材标准等主要是参照日本标准制定的。而铝门窗的专用生产设备则主要是引进德国等欧洲国家的。我国铝门窗产业经过二十多年的发展，已完全能够并已经开发设计出适合中国国情的各种档次的新产品。铝门窗与铝合金建筑幕墙、采光屋顶一起协调配套，形成轻质的建筑外围护与装饰结构新型体系，成为现代建筑的重要标志。 建筑门窗用铝型材主要采用铝合金挤压工艺生产，虽然我国已有了50多年的铝型材挤压工艺基础，但真正发展是近20年的事情，目前虽然进步很大，不过在设备设计、制造、使用以及发挥其最大效率等方面，与国际先进水平相比仍存在差距。我国铝挤压企业绝大多数起步于铝门窗幕墙及装饰用建筑铝材的生产，以6000 系列各种牌号的铝合金为主。由于6000系列是铝合金中挤压性能最好的一类，所以也是应用最广泛的一类，全球挤压的铝合金中80%属于6000系列合金。 在建筑铝型材之外，铝型材的应用范围相当广泛。截至目前，建筑铝型材的产量及企业数量，在我国整个铝挤压行业中仍占据着绝对优势，目前正式领到国家建筑铝型材生产许可证的企业有470家，其中民营企业是绝对主体。广东省铝型材企业最多，也是被公认的中国铝型材行业水平的代表。 现在我国有650家左右的铝型材企业.2500台挤压机、600余条表面处理生产线，可以生产20000多种规格300多种颜色的型材，满足最严格的标准要求。 我国铝型材产量已居世界第一位。2005年中国铝挤压材产量为350万吨，其中建筑铝型材约280万吨，在今后相当长的一段时间里，建筑铝型材在中国的铝挤压行业中仍然会高居首位。预计到2010年，我国建筑铝型材的需求可达320万吨。1995—2005年，中国铝挤压材表观消费平均增长率为 16.4%；2005年表观消费量为321.7万吨，同比增加13.2%；其中建筑型材表观消费量为208万吨，约占总消费量的65%。同时，2005年中国建筑业总的铝消费量为268万吨，其中型材为208万吨，占77%。 本世纪初，随着国家一系列节能政策的出现，铝合金导热性能好、保温性能差的问题突显出来，一度市场受到冷遇，甚至成为非节能的代名词。 20世纪70年代初，德国首先研究出在铝合金型材中灌注隔热材料并断桥的方法来实现铝型材的隔热，节能效果显著。80年代初，法国研制开发了采用嵌条辊压的技术，通过穿入的隔热条（尼龙66材料）把铝合金型材的热桥断开，从而实现铝合金型材的节能效果。这项技术于1999年开始引进我国，并在极短的时间内得到广泛普及，同时美国的灌注式断桥技术也开始进入中国市场。 1.3.2.2 塑料门窗 塑料门窗在我国是八十年代中期引进德国、奥地利、美国等欧美国家成套的设备、模具、配方、工艺以及门窗的组装技术等生产技术和设备开始，经历了十多年来几起几落的过程，于九十年代发展起来的。1988年2月13日，我国轻工部批准分布GB8814—88标准，它等效采用日本工业标准JISK6785一 1985《窗框用硬PVC型材》。1995年开始对该标准进行修订，本次修订标准的主要依据仍是J.[SK6785，于1998年公布，1999年开始执行。1994年12月5日，我国建设部批准颁布《PVC塑料门JG／3017—94》标准和《PVC塑料窗JC／3018—94》标准，它们等效采用德国 DINl8055、DIN4108及DIN4109中有关门(窗)的技术要求。 GB8814—98标准、JC／T3017—94标准和JG厂r3018—94标准构成了我国塑料型材及门窗标准体系的框架。在引进初期也走了一段弯路，即过分强调适应当时的市场消费能力，降低造价，如简化门窗型材断面乃至仿木窗型材，门窗的性能很低，有在型材中大量填充碳酸钙，结果做成窗后，很短的时间就变色、脆裂。加当时的设计和生产技术不成熟，经验不足，配套产品性能水平低，因此在工程中出现了许多问题，在一些地区产生的不良影响用了很长时间才完全消除。推广应用十分困难。 在上世纪80年代后期开始生产门窗组装设备，90年代初又逐渐形成了塑料门窗异型材挤出机械和模具的生产能力。1988年开始实施型材的国家标准，1992年编制完成第一本全国通用的塑料门窗的建筑设计标准图集。随后又出台了22个有关产品标准和规范，此后塑料门窗的技术发展走上规范的道路，应用量逐步上升。 1993年由建设部、化工部、轻工部、国家建材局、石化总公司组成的全国化学建材协调组以推动我国化学建材的发展，印发了《关于加快我国化学建材生产和推广应用的若干意见》，制订了《国家化学建材推广应用“九五”计划和2010年发展规划纲要》，提出明确的发展目标和工作要求。随后从国家到地方相继出台了许多政策，塑料门窗开始进入快速发展时期，1997年北京、天津、上海、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、山西、河北、内蒙、浙江的十几个省市地区的塑料门窗应用量比上年增长超过100%，许多大中城市的成片小区，全部使用塑料门窗，在东北的大中城市塑料门窗应用比例超过了70%，北京等地的塑料门窗市场占有率达到60%，而且进入城镇居民装修市场和农村市场不到十年的功夫，塑料门窗年销量就从1993年的700万平方米跃升到2002年的1.5亿平方米，市场占有率从原来的3%增加到35%。 塑料门窗品种越来越丰富，设计生产应用技术也得到快速提高，除原有的各类平开、推拉门窗，近几年又相继开发了平开下悬门窗、折叠门窗、上悬窗、中悬窗、下悬窗、推拉下悬门、提升推拉门、地弹簧门、低发泡整板门。还应用了共挤出、覆膜、喷涂、热转印等技术工艺，使门窗得到更为多样的质感和丰富的色彩。塑料门窗的应用获得大量成功检验。针对严寒地区的节能要求开发的四腔三道密封平开窗，使用三玻中空玻璃后，使整窗传热系数降低到2.0 W/（㎡?K）以下，使用low-E玻璃，传热系数则更降到1.7 W/（㎡?K）。完全满足了我国严寒地区的建筑节能要求。 在各方面推动下，塑料门窗行业也有了巨大发展。到2002年底，全国型材生产线3800余条，总能力为280万吨，门窗组装厂近万家，生产能力超过2.5亿平方米。建成了装备有国外1990年代后期的先进设备、具有世界化规模的型材厂和全自动生产线的门窗组装厂。 与此同时，为门窗生产配套的各类原辅材料、机械设备、模具五金、检测仪器、设备等基本实现国产化，形成规模化生产，并与国外先进水平迅速缩小差距，为今后行业提升发展奠定了雄厚的物质基础。 经过近二十年的发展，塑料门窗为最终产品的年产值及相关产品的产值超过600亿人民币，从业人员超过100万的行业，形成由原料厂、型材厂、门窗厂、设备厂、模具厂、五金配套材料厂组成的巨大产业链，迈入了产业化发展阶段。 1.3.2.3 钢门窗 钢门窗在我国已有近百年历史，曾为我国的经济建设做出过重大贡献。特别是在70-80年代，在国家"以钢代木"技术政策和资源配置方针的推动下，钢门窗被广泛应用于工业与民用建筑中。最高年产量曾突破6000万平方米，市场占有率达70%以上，成为名副其实的"钢老大"。但是，进入90年代 之后，钢门窗日趋萎缩，市场占有率退缩到18%左右。从总的态势看，当前钢门窗市场形势是严峻的，这是客观现实。 为了加快推进住宅产业现代化、提高住宅质量，国家建部、国家经贸委、国家质量技术监督局、国家建材局于1999年12月联合发文（建住房1999）295 号）明确规定"自2000年1月1日起，在大中城市新建住宅中，禁止使用不符合建筑节能要求的32系列实腹钢窗和25系列、35系列空腹钢窗"。 近十年来，钢门窗生产企业在老产品逐步在大中城市被淘汰的同时，产品技术创新始终没有停步。 长期不懈努力下，又出现一批新的发展亮点。如彩色涂层镀锌冷轧钢板门窗（简称彩板门窗）已成为建筑门窗家族中一个重要的新成员。我国80年代中期，从意大利引进彩板门窗生产技术和成套设备。经过消化吸收，目前，分布在全国27个省市的30多个企业已经建成了彩板门窗专用异型材生产线78条，形成了生产15万吨的生产能力，可以组装1500万平方米彩板门窗，目前实际产量5万多吨，年产500万平方彩板门窗，生产能力利用率只有30%左右；有着较大的发展空间和市场潜力。彩板门窗是普通钢门窗的换代产品，其密封性好，强度高，又有较好的耐腐蚀性和装饰性。 窗型可多种多样，有平开、推拉、中悬、 悬等等，颜色绚丽多彩，装饰效果好，价格适中。彩板门窗以其优良的物理性能和使用功能被社会接受，广泛用于全国各地的大型公用建筑和民用住宅中。 不锈钢门窗也在探索中不断进步，在东南的苏、浙、闽、沪等省市发展很快。目前下大向在城市发展，热头很好。已形成生产规模的企业达20多家，每年投放市场 20多万平方米。不锈钢门窗的材质、工艺、设备、生产技术正好在技术创新的发展阶段，在科学技术和市场开拓上日趋走向成熟，发展前景和市场潜力十分可观。 钢制多功能复合门类产品使用功能广泛，品种繁多，市场需求量居高不下，增长很快。长期来我们对门的开发重视不够，行业管理不力，成为建筑门窗行业发展的薄弱环节。钢制多功能复合门，取材方便，价格低廉，特别是住宅用多功能复合门、内室门、单元门、阳台门等门类产品在住宅建筑市场中需求量很大。据不完全统计全国有户门生产厂家2000多家，年产量有700多万樘，年产值超过70亿元。室内门不会少于2500万樘，门的需求量要远远大于窗的需求量。门的市场发展空间的品种开发潜力十分可观。 我国钢门窗正处在新老产品交替，新旧技术更新的变革时期；处在传统产品、传统市场萎缩，开创新的产品构架、新的市场空间的变革时期。今后的发展方向，不单是夺回已经失去的市场，更重要的是重新确立钢门窗产品的市场定位，重塑钢门窗产品的市场形象，重组钢门窗产品的结构体系。关键是要抓好技术创新、产品创新、品牌创新、市场创新，探索新的发展空间。 |
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