【門窗幕墻網(wǎng)】建筑門窗幕墻是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是建筑的重要組成部分，也是建筑節(jié)能的關(guān)鍵部位，它的使用能耗占建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗的50%，占建筑總能耗的25%。采取一切必要的措施和有效的技術(shù)發(fā)展路線，降低建筑門窗幕墻在材料、建造和使用過程中的能耗，是促進(jìn)建筑行業(yè)盡早達(dá)到“雙碳”目標(biāo)的重要路徑之一，也是建筑門窗幕墻高質(zhì)量發(fā)展的必經(jīng)之路。

加強(qiáng)對人工復(fù)合新型材料的研發(fā)與應(yīng)用

現(xiàn)有的建筑門窗幕墻材料，大部分以金屬、玻璃和天然石材為主。這些材料的生產(chǎn)存在能耗高、破壞自然環(huán)境和過度消耗天然資源等諸多方面的不利影響，是阻礙“雙碳”達(dá)標(biāo)的因素之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利廢、低耗、輕質(zhì)、高強(qiáng)的人工復(fù)合新型建材正在不斷產(chǎn)生，應(yīng)該加以研究并探討應(yīng)用。

仿真利廢再生材料。天然石材是我國建筑室內(nèi)外裝修的主要材料，是建筑幕墻離不開的外墻材料之一。石材作為一種不可再生的天然資源，其大規(guī)模的開發(fā)已給我國自然環(huán)境的保護(hù)造成了重大影響。目前，采用新技術(shù)利用石材廢棄物等制造高仿真板材來替代天然石材的產(chǎn)品正在不斷出現(xiàn)。發(fā)泡人造石是其中的一種新型綠色環(huán)保建材，每平方米板材可添加40%～50%的石材廢料，經(jīng)采用特殊的發(fā)泡生產(chǎn)工藝等技術(shù)，使板材具有輕質(zhì)高強(qiáng)高仿真的良好性能。其體積密度約1.90g/cm3，彎曲強(qiáng)度平均值達(dá)到28MPa以上，板材可制成通體的花崗巖、大理石、石灰石、洞石、砂巖、純色陶板等系列產(chǎn)品，裝飾效果自然流暢逼真，是替代天然石材和陶板的最佳產(chǎn)品。

免燒制品。免燒制品是在常溫非燒結(jié)條件下，通過添加無機(jī)凝膠和其他增強(qiáng)材料，經(jīng)壓制或自然條件下養(yǎng)護(hù)成型的各類建筑材料，如超高性能混凝土板或構(gòu)件(簡稱UHPC)、纖維水泥板或構(gòu)件(簡稱GRC)。免燒制品的最大特點(diǎn)在于生產(chǎn)過程的低能耗，且沒有燒制產(chǎn)品在燒制過程排放的廢氣嚴(yán)重污染環(huán)境，是節(jié)能減排的綠色產(chǎn)品。為了豐富免燒制品的表面裝飾效果，可以在免燒制品表面施加由無機(jī)粉末和表面活性劑經(jīng)化學(xué)反應(yīng)固化形成且具有不同釉面裝飾效果的免燒釉面，以滿足建筑設(shè)計(jì)的不同表面的裝飾效果。

復(fù)合材料。復(fù)合材料是通過性能和構(gòu)造設(shè)計(jì)，將不同種類的材料，如金屬、無機(jī)非金屬或有機(jī)高分子材料等通過不同復(fù)合工藝混合或組合而成，既具有原材料的特性，又在原材料性能上有大幅提升的新型材料。復(fù)合材料按其組成分為金屬與非金屬復(fù)合材料、金屬與金屬復(fù)合材料、非金屬與非金屬復(fù)合材料，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和夾層復(fù)合材料兩大類。這兩種復(fù)合材料在建筑門窗幕墻中均有應(yīng)用，如纖維增強(qiáng)水泥外墻板、鋁塑復(fù)合板、鋁蜂窩板、石材鋁蜂窩復(fù)合板、金屬保溫復(fù)合板、鋁木型材、塑鋼型材、鋁塑共擠型材、聚氨酯復(fù)合型材等。這些復(fù)合材料不僅在裝飾外表面保持了原有材料的特點(diǎn)，同時(shí)能大幅度提高材料的保溫和力學(xué)性能，降低材料用材和節(jié)約成本，適合于低能耗建筑門窗幕墻的選用并可節(jié)省或替代天然材料的使用。

開發(fā)滿足超低能耗建筑要求的建筑門窗幕墻系統(tǒng)

建造超低能耗建筑是促進(jìn)我國建筑行業(yè)盡早實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑，應(yīng)根據(jù)不同的地域、不同的氣候條件，不同的建筑設(shè)計(jì)，依照低能耗、可再生能源利用和滿足室內(nèi)舒適環(huán)境等原則對未來適應(yīng)超低能耗建筑要求的建筑門窗幕墻系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展加以研發(fā)和應(yīng)用。

保溫及隔熱。北方地區(qū)超低能耗建筑的建筑門窗幕墻設(shè)計(jì)是以保溫隔熱作為節(jié)能的主要技術(shù)措施。目前高保溫性能的門窗在我國已有較多的成熟產(chǎn)品，傳熱系數(shù)可達(dá)到1.0W/(㎡·K)，為超低能耗或被動(dòng)式建筑提供了必要的條件，而幕墻方面的保溫隔熱性能尚有較大的差距，通常在2.0W/(㎡·K)左右。門窗幕墻的保溫性能，除了采用低傳熱系數(shù)的材料，尚需要不斷研發(fā)新的有良好高氣密性和保溫隔熱性構(gòu)造系統(tǒng)的門窗幕墻，如減低門窗幕墻的框窗(窗墻)比是一個(gè)值得關(guān)注的技術(shù)措施。

遮陽與通風(fēng)。與北方地區(qū)不同，南方地區(qū)低能耗門窗幕墻系統(tǒng)技術(shù)除了要有保溫隔熱性能外，更應(yīng)該注重建筑遮陽和通風(fēng)技術(shù)的研發(fā)。南方地區(qū)玻璃幕墻由于受到南方沿海地區(qū)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的影響，目前極少采用隔熱鋁型材作為玻璃幕墻的支承構(gòu)件，保溫性能主要依靠選擇低傳熱系數(shù)的反射中空玻璃來實(shí)現(xiàn)，因而玻璃幕墻的傳熱系數(shù)一般都比較高，通常在3.0W/(㎡·K)左右。為此開展具有高抗風(fēng)能力、低傳熱系數(shù)玻璃幕墻系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)，將玻璃幕墻的傳熱系數(shù)降至低能耗建筑和近零能耗建筑的要求2.0W/(㎡·K)以下，是目前南方地區(qū)玻璃幕墻節(jié)能的一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)。

南方地區(qū)玻璃幕墻節(jié)能的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)是根據(jù)建筑立面的不同方位，設(shè)置室外水平或垂直的有效的連接可靠的遮陽構(gòu)造，努力降低幕墻太陽得熱系數(shù)(SHGC)來達(dá)到節(jié)能效果。同時(shí)，合理選配玻璃的遮陽系數(shù)或選用可致變調(diào)光玻璃(電或熱致變)及設(shè)置室內(nèi)遮陽簾等措施，均可有效降低建筑室內(nèi)的空調(diào)能耗。

玻璃幕墻開啟窗自然通風(fēng)設(shè)計(jì)對南方地區(qū)室內(nèi)溫度、濕度和空氣質(zhì)量的調(diào)節(jié)有重要作用，能大大降低能耗，是被動(dòng)式節(jié)能的有效措施。近年來，側(cè)面開窗的通風(fēng)技術(shù)在玻璃幕墻上有較多的應(yīng)用，能夠比較好地協(xié)調(diào)開啟通風(fēng)與立面效果的矛盾，同時(shí)大通風(fēng)量通風(fēng)器也在不斷研發(fā)中，為玻璃幕墻自然通風(fēng)技術(shù)帶來新的發(fā)展方向。

綠色清潔能源。近年來，隨著薄膜太陽能電池技術(shù)的發(fā)展，光電轉(zhuǎn)換效率的迅速提高，制造工藝相對簡單、能耗小、用料少、成本低、可透視、多顏色等優(yōu)點(diǎn)，使其在不同種類的建筑幕墻，如玻璃幕墻、金屬板幕墻、石材幕墻上都有可以應(yīng)用的可行性，為光伏幕墻作為未來建筑開源自給清潔能源的主要來源創(chuàng)造了條件。除了光伏幕墻，利用太陽輻射熱能設(shè)計(jì)光熱幕墻，通過建筑內(nèi)的能源輸送和交換系統(tǒng)為建筑內(nèi)部提供熱水或循環(huán)可用的熱氣也可降低碳類能源的消耗。

智能與綠植生態(tài)。智能建筑在建筑節(jié)能和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中有著重大的作用，應(yīng)用智能建筑系統(tǒng)對建筑主體內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測和信息采集，包括建筑物室內(nèi)外空氣質(zhì)量、溫度、濕度、照度、風(fēng)力、太陽入射角等，以智能自動(dòng)控制的方式對建筑門窗幕墻中可調(diào)節(jié)的部位，如可啟閉的窗扇、通風(fēng)口、遮陽構(gòu)件和可調(diào)光的玻璃等進(jìn)行適時(shí)的調(diào)節(jié)，來達(dá)到改善室內(nèi)環(huán)境和減少能耗的效果。

用綠色植物根植于建筑立面或預(yù)留的空間，以達(dá)到改善建筑環(huán)境、提高建筑節(jié)能、節(jié)地和美化建筑效果的綠植生態(tài)技術(shù)，在建筑設(shè)計(jì)上已得到初步的應(yīng)用。在建筑幕墻上引入生態(tài)綠植技術(shù)，用綠植板塊替代現(xiàn)有幕墻面板，將可極大地提高幕墻的熱工性能，改變建筑周邊環(huán)境的空氣質(zhì)量，為建筑帶來四季變換的清新的視覺享受。

優(yōu)化建筑門窗幕墻裝配化技術(shù)

單元式幕墻和門窗系統(tǒng)化是建筑行業(yè)中最先邁進(jìn)建筑裝配化門檻的產(chǎn)品和技術(shù)。建筑門窗幕墻裝配化包括了建筑門窗幕墻的設(shè)計(jì)、制造和現(xiàn)場裝配式施工等主要環(huán)節(jié)，在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的進(jìn)程中，我們尚需在原有的基礎(chǔ)上，對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化和深化，使之更加節(jié)省人力資源的消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量和施工效率。

單元式幕墻的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是節(jié)省設(shè)計(jì)人力資源的重要部分，單元式幕墻板塊與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造、板塊間的相互插接構(gòu)造、外遮陽或裝飾構(gòu)件與板塊的連接構(gòu)造、幕墻的收邊及密封處理和幕墻的排水系統(tǒng)等，均可依據(jù)基本的建筑構(gòu)造和環(huán)境作出標(biāo)準(zhǔn)化的模塊設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)裝配化設(shè)計(jì)，達(dá)到省時(shí)省力高效準(zhǔn)確的效果。門窗幕墻加工制造方面，采用參數(shù)化設(shè)計(jì)將經(jīng)裝配化設(shè)計(jì)的門窗幕墻大樣圖直接轉(zhuǎn)換成零件加工圖，并與加工設(shè)備直接連接，大大提高加工效率，減少了大量零件加工圖的制作。

在現(xiàn)場施工方面，孿生智能測量管理系統(tǒng)正在工程施工中逐步形成和應(yīng)用，它基于空間點(diǎn)云智能分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的自動(dòng)化、數(shù)字化測量管理系統(tǒng)，運(yùn)用高精度的三維掃描技術(shù)、結(jié)合人工智能、軟件算法、BIM技術(shù)，逆向形成工程現(xiàn)場的數(shù)字模型和數(shù)字化預(yù)拼裝效果，呈現(xiàn)虛擬的真實(shí)工程現(xiàn)場與設(shè)計(jì)模型的實(shí)際誤差，為門窗幕墻的深化設(shè)計(jì)，特別是多維復(fù)雜曲面幕墻的精準(zhǔn)下料、拼裝和安裝提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，為整個(gè)施工流程進(jìn)行數(shù)字化管理，有效實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工過程中的糾偏，更好地實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)和施工階段的有效應(yīng)用，提高工程質(zhì)量和管理效率，減少材料浪費(fèi)，降低成本，縮短工期。

目前，門窗幕墻施工人工操作和非標(biāo)設(shè)備的使用比例很大，對施工質(zhì)量和進(jìn)度影響較大，為助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，施工設(shè)備的機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化尚有待進(jìn)一步的提高和完善。

既有建筑門窗幕墻安全維護(hù)及節(jié)能改造技術(shù)

我國建筑門窗幕墻行業(yè)從20世紀(jì)80年代初開始起步，歷經(jīng)40年來的發(fā)展，現(xiàn)已積累了大量的既有建筑門窗幕墻。早期建筑門窗幕墻所采用的材料、設(shè)計(jì)和節(jié)能理念落后和缺失，導(dǎo)致既有建筑門窗幕墻中存在諸多的安全和節(jié)能問題。通過對既有建筑門窗幕墻實(shí)施全面的強(qiáng)化安全檢查和維護(hù)維修來延長門窗幕墻的有效工作年限，采用新的節(jié)能材料和改造技術(shù)來減少既有建筑門窗幕墻的能耗，改善室內(nèi)宜居環(huán)境，是助力既有建筑朝著“雙碳”目標(biāo)發(fā)展的主要技術(shù)途徑。

我國早期的既有建筑門窗幕墻大多是單層熱反射玻璃幕墻，基本上只起到一個(gè)隔離室內(nèi)外空間的圍護(hù)效果，節(jié)能效果較差，對其進(jìn)行節(jié)能改造是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)迫在眉睫的工作。玻璃微中空改造是在既有建筑門窗幕墻的玻璃上，使用干燥和密封技術(shù)，用一片低輻射玻璃與原有的玻璃一起在幕墻室內(nèi)側(cè)組合成中空玻璃的節(jié)能改造方法，可以大大提高原有門窗幕墻的節(jié)能性能和室內(nèi)環(huán)境的舒適度。對于室內(nèi)側(cè)具有較大空間的玻璃幕墻，還可以應(yīng)用內(nèi)通風(fēng)雙層幕墻的系統(tǒng)原理，在單層玻璃幕墻的室內(nèi)側(cè)附加一層玻璃來提高幕墻的保溫隔熱功能，形成有效的節(jié)能和室內(nèi)環(huán)境改善的效果。