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浅析铝合金门窗系统开发中五金件的重要性

来源:建筑门窗配套件委员会专家组 　作者:班生 　日期:2007-4-21
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　　概述

　　作为建筑构件的基本元素的门窗，在建筑迅猛发展的今天，越来越多的开发商已经关注门窗的设计开发，甚至已有将其作为“打造品牌”、“销售卖点”的一种重要手段。

　　本文介绍了铝合金门窗在国内、外发展和应用情况，并根据铝合金门窗在我国的实际应用中产生及存在的问题，进行
　　概述

　　作为建筑构件的基本元素的门窗，在建筑迅猛发展的今天，越来越多的开发商已经关注门窗的设计开发，甚至已有将其作为“打造品牌”、“销售卖点”的一种重要手段。


　　本文介绍了铝合金门窗在国内、外发展和应用情况，并根据铝合金门窗在我国的实际应用中产生及存在的问题，进行了系统型材开发中配套五金系统的定位、选择应用分析，以利各界人士全面了解铝合金门窗系统开发中，五金系统的重要性、优点、不足及适用范围。认识高性能铝合金（词条“合金”由行业大百科提供）门窗的发展方向——智能型符合材料铝合金门窗中配套五金系统的重要性，从而正确地选择建筑外窗中的配套五金，以利于设计者在今后的工程使用中加以参考和借鉴。


　　一．铝合金门窗系统的应用及发展

　　在英语中“窗户”一词起源于古冰岛语vindauga，意为“风之眼”，从字面解释是指由一条芦苇或藤条编制的席子遮挡的墙面开口。其最原始仅仅是一种引导光线进入室内和一定程度地抵挡户外恶劣气候的方法。随着建筑的高速发展，门窗已经进入了功能与形式并重的新阶段，从建筑上讲，窗户及其对室内环境调控的可能性应该取代温度调节装置及配套设施。建筑对外表的兴趣通过调节墙体在过滤自然环境方面的品质，一下子就扩展了建筑的美学语言，使建筑融入到周围的气候环境之中，引导我们对窗户的经验性和感知性因素进行探索。


　　1．国外铝合金门窗的发展及应用

　　铝窗早在二十世纪三十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，铝门窗因得到了基础材料的保证，从而使铝门窗自五十年代开始得到了高速系统的发展。铝合金以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。


　　欧、美等国铝合金门窗主要用于公共性建筑，型材多采用隔热型材，玻璃（词条“玻璃”由行业大百科提供）都采用中空玻璃，窗型主要以气密性（词条“气密性”由行业大百科提供）好的平开式为主。西欧铝合金门窗市场占有率为27%。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；南欧则以建筑功能为准来选择。


　　2．国内铝合金门窗的发展及应用

　　铝合金门窗在我国是二十世纪七十年代末改革开放后从欧、美、日等国引进技术，于八十年代发展起来的新一代金属门窗。欧式重型窗、日式及美式轻型窗均不太适合中国国情。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及配套功能五金。


　　近年来我国建筑业和房地产的蓬勃发展，给门窗幕墙行业提供了巨大的发展空间，现已成为全世界最大的门窗市场。每年新建20多亿平方米的房屋，需要各类门窗为5亿平方米。其中铝门窗占50%，塑料门窗占35%，钢门窗占10%，其它门窗为5%（见下图）。


　　在国内基础建设的强进带动下，给铝门窗行业及配套五金行业提供了难得的机遇。由于我国铝合金门窗行业起步较晚，通过引进欧美等国的门窗系统，通过近几年的应用及学习，已有部分企业开始自行设计适合我国国情的门窗系统，但是门窗系统的五金系统，因国内五金件厂数量多，规模小，设备（词条“设备”由行业大百科提供）落后，技术力量差，还难以形成系统设计的概念，这已经严重的影响了门窗行业的发展，为了尽快减少与门窗五金发达国家的差距，提高我国门窗五金业的发展刻不容缓，希望不久的将来国内五金行业可不断提供高品质、高性能的五金产品，将我国的门窗行业推向又一个高潮。


　　二．门窗五金的起源

　　最原始的窗户形式取自稍作改变的门洞形式，其作用是照明及用来抵挡户外恶劣气候。这时的窗户用料十分丰富，从羊皮纸到山羊皮，牛角薄片到亚麻油纸------实际上任何一种半透明的，光线可透过的材料都能用于窗户。11世纪随着基督教堂的建造及大量彩绘玻璃的应用，窗户的作用成为装饰艺术来渲染宗教的神秘感。17世纪末期前，“格窗”受到玻璃生产的制约，都是根据格扇的轮廓相应地镶嵌进小块的玻璃就可以了。所以此时的窗户功能只是挡风遮雨以及防止盗贼入侵。直到17世纪晚期，随着时代的进步，玻璃工业化的生产，人与自然的关系的变化。人们意识到窗户也应该是纯功能化的------而不是只具有简单的采光（词条“采光”由行业大百科提供）、观景、遮蔽风雨的作用。在此期间英国人发明了直棱式竖铰链窗（即平开窗）；荷兰人发明了吊窗（即上下提拉窗），吊窗沿垂直方向滑动由一种滑轮装置控制。标志着“门窗五金系统”的诞生。


　　三．五金系统在铝合金门窗系统开发中的目标及作用

　　随着建筑形式及功能要求的不断发展，对门窗幕墙的要求越来越高，而为了满足建筑的要求，五金系统技术在门窗设计中的作用也需要被重新思考。这看起来非常简单，但事实并非如此。这需要精心的规划、引导并投入大量的精力、财力才能达到这样的设计目的。五金系统的开发设计应具有一定的适应性和灵活性。在设计开发过程中应充分考虑“建筑因素”及“人的因素”。使其装饰性、功能性、安全性、便捷性及舒适性均应满足建筑设计的要求。


　　对于铝合金门窗系统开发设计的最终目标------一种新的门窗形式，只有当设计者头脑中产生了完整清晰的设计概念后，才能产生明确的门窗形式。因此为了实现这个目标，设计者必须将其问题追溯到最初的功能因素，并能在其中找到某些模式。只有理解了我们的目标和设计准则，然后才能进行系统开发。所以门窗的系统开发与门窗五金的选型或开发是紧密相连、相辅相成的。更重要的是门窗的风压变形性、水密性、气密性、保温性、隔声性、内变形性、启闭性、垂直荷载、反复启闭性等都与五金系统有关，五金系统对门窗性能的优劣，起着决定性的作用，正如李之毅教授所倡导的“五金配件非配角，而是门窗的心脏”。


　　四．门窗五金系统的多样化

　　建筑设计理念的发展和窗户系统技术以及机械和材料工业的进一步发展，建筑五金的范畴也从传统简单的形式向功能性、专用性发展。门窗将更具有生机，节能系统、采光系统、通风系统与门窗的联系将使五金件具有更准确的功能特性，以及与门窗各相关系统良好的适应性。各种各样的五金系统应运而生，如目前市场常见的形式：外平开五金、内平开五金、内开内倒五金、中悬窗五金（垂直悬转）、中悬窗五金（水平旋转）、外悬窗五金、推拉五金、外平推五金、内倾平滑侧移五金、电动五金、智能化电动五金、折叠开启五金、提拉五金、通风换气装置等等。


　　下面就门窗通风换气功能作一分析，就可见门窗五金的前景方向及其多样化。2002年版的《中国生态住宅技术评估手册》要求“门窗开启时室内应有穿堂风的条件，室内90%以上的空间应能实现自然通风”（必备条件）。2001年国家住宅与居住环境工程中心编写的《健康住宅建设技术要点》中要求“住宅的居住空间应能自然通风，无通风死角；”，“应防止空气污染对人体健康的损害，制止室内空气中的病原体和有害物质的侵害。在冬季采暖和夏季空调期间，应有室内新鲜空气交换和补充设备。” 上述要求所表明的就是充分利用自然通风，而门窗的通风就需要配套安装的五金件控制窗扇的开启方向来调整风向、风速和进风量，其副作用就是热量损失，增加建筑能耗负担，以及空气夹带的杂质和蚊蝇进入室内等。冬夏两季时，室内温度随通风迅速变化，夏天冷空气泄露导致室内升温，冬天则导致室内热量迅速和大量散失，室内外空气流动伴随的热量变化是导致能耗的重要原因，大致占建筑能耗的20%左右。考虑到通风时间因素，窗户的开启扇往往是即时开启和关闭的，如果采用有过滤装置的窗式通风换气五金设计，虽然即时通风效果不明显，但可持续通风换气，而且室内温度迟缓变化，更适应舒适性和健康性的需要。因此窗户通过五金系统的组合精心设计，从而可以实现良好的自然通风效果。


　　五．五金件的选择

    由于来我国门窗系统多为引进欧洲门窗系统，如旭格系统、阿鲁克系统、欧标系统等。其中前两者为各自独立发展的特有门窗系统技术，其五金配套槽口为专用槽口，通用性差，五金配件无选择性，必须使用其配套产品。而欧标系统的门窗采用欧洲标准五金配套槽口，其在欧洲配套生产厂家多，使用者对于五金平牌平牌的选择性多。适用范围广，通用性好，市场占有率高。


　　因我国目前市场流通的各种系列的铝合金内开窗，大部分采用欧标20槽口，现就其选用五金件时应注意的几点做一介绍。


　　1．检测门窗系统槽口是那种槽口系统，选择相应五金件。

　　2. 根据窗户的使用功能及实际情况确定开启形式。（如内平开或内开内倒等）。

　　3．选用与本系统槽口相对应的五金件，因欧标槽口根据具体的窗扇大小及重量分为不同的几种类型，故此在选用时需先确定其为几号槽口。

　　4．合页或铰链的选择，在槽口相对应的前提下，应注意其最大承重力是否满足窗扇的使用条件。

　　5．考虑五金执手的装饰性。

　　6．如果窗扇的尺寸过高，合页侧需加设锁紧机构。以保证窗户的各项性能指标。


　　只有通过优质的五金系统和精心设计的与之配套的门窗型材系统，才能组合出优质的门窗产品。这看起来非常简单，但事实并非如此。这需要门窗公司和五金件企业紧密合作，精心的设计、并投入大量的精力和财力才能达到这样的设计目的。


　　六．五金件的可持续发展

　　材料的可重复使用、可循环使用和可再生使用状况，对于窗户的五金件而言，应注意以下三个问题：


　　1．组成五金件材料的生产与使用过程中对资源和能源的消耗、对环境的污染和危及人的健康状况。

    2．组成五金件材料的可重复使用、可循环使用和可再生使用。

　　3．五金件作为窗户的重要构件的使用寿命，主要程度上取决于五金结构设计的合理性和材料的有效使用期。由于配件是窗户中最易磨损和持续活动的部分，其功能的有效性不仅直接导致安全问题，而且影响窗户本身多项性能指标，如水密性、气密性等。


　　七．发展趋势

　　通过五金系统的开发设计，使其应该具备同时也赋予了门窗更多的功能，从而达到能够提供更舒适的居住环境的目的，为社会提供丰富的产品选择和技术支持。然而，达到这个目标并不是一件容易的事情，追求各项功能时往往为其之间的矛盾所困惑。最终的结果就窗户本身来讲，也许是一种折中方案，在各项选择的进退之间寻求一种组合，一种配置，一种价格性能比最优化的多功能产品，另一方面，将窗户放在一个更宽的背景中考虑，例如与健康建筑、节能建筑、生态建筑以及可持续发展建筑的观点联系起来，门窗五金将更具有生机，节能系统、采光系统、通风系统、遮阳系统与门窗的联系将使五金件具有更准确的功能特性，以及与建筑各相关系统良好的适应性。


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