前言：为了达到建筑节能、绿色的要求，适应越来越严重的建筑人工紧缺和成本的刚性上升，实现建筑门窗幕墙工业化是建筑幕墙门窗行业发展的必由之路。建筑门窗幕墙工业化就是采用现代工业的生产和管理手段替代传统的、分散式手工业的生产方式，从而达到降低成本、提高质量的目的。其基本特征在于以门窗幕墙系统的设计标准化为前提、工厂生产集约化为手段、现场施工装配化与机械化为核心、组织管理科学化为保证。本文结合建筑门窗幕墙在中国的发展历程，解析门窗行业过去、现在和未来的发展方向，探讨建筑门窗工业化面临的问题和解决的办法，为从事建筑门窗幕墙设计、制造、施工和使用人员提供一个思路，从而使行业逐渐进入健康的可持续发展的轨道，为提高中国建筑门窗幕墙的整体水平做出贡献。
一、建筑门窗幕墙的发展及现状
建筑门窗真正意义上的工业化产品出现在上世纪70年代末期，之前虽然有木窗、实腹钢窗的应用，但是并没有形成标准化、工业化生产。我国现代门窗工业的发展大致经过了以下几个阶段：
钢窗阶段：七十年代后期，国家大力实施以钢代木"的资源配置政策，全国掀起了推广钢门窗、钢脚手、钢模板(简称“三钢代木”)的高潮，大大推进了钢门窗的发展。八十年代是传统钢门窗的全盛时期，市场占有率一度(1989年)达到70%。典型的代表有北方的京66、南方的沪68空腹钢窗，以及32实腹钢窗系列。
铝合金窗阶段：铝合金门窗七十年代末传入我国，由国内飞机制造企业率先引进，代表产品有38系列平开窗、90系列推拉窗。铝合金窗以其优良的加工性能、耐久性能、新颖的外观、相对良好的气密、水密性能，深受用户的青睐，在国内迅速的发展并簪代了钢窗，形成了较为先进的铝合金门窗产品体系，确立了其支柱产品地位。
塑料窗阶段：而随着国民经济水平的提高，建筑节能逐渐引起重视，为了解决门窗保温问题，我国于1983年开始从德国引进塑料门窗的生产技术。塑料门窗始于上世纪五十年代末，采用由德国研制开发的改性聚氯乙烯UPVC塑料型材。90年代国内涌现出了一批设备、模具、型材、组装设备等生产厂商。塑料窗不仅生产过程中能耗少、工艺成熟，而且材料导热系数小，多腔体结构密封性好，因而保温性能优于其他门窗，逐步形成了以50-60系列平开、80系列塑料推拉窗为代表的巨大产业，在上个世纪末形成了高峰。
节能型铝合金门窗：进入新的世纪，建筑行业进入飞速阶段，建筑节能被列入国策，采用型材隔热的节能技术得到广泛应用，各种节能型铝合金门窗被采用，既保留了铝合金门窗的传统优势，又可以满足建筑节能的要求。同时新型的节能型玻璃及其制品被广泛应用。
木门窗及复合型建筑节能门窗：经过一个轮回，传统的木材又进入人们的视线，其不仅有着优良的性能，而且是可再生材料。新型木门窗已不是传统意义上的实木门窗，而是采用深加工的集成材，避免了木材的易变形、不耐久的缺陷。在此基础上还产生了铝木复合、铝塑复合、钢塑复合等新型复合工艺的门窗，充分发挥了各自材料的优势，因而具有优异的性能，成为将来门窗发展的方向。
建筑幕墙的发展：从八十年代开始，建筑幕墙在中国得到大范围的应用。国内建筑幕墙从1982年开始起步，历经20多年的发展，已经成为世界第一幕墙生产大国。到2012年我国建成了约一亿平方米各式建筑幕墙(包括采光屋面)工程，占世界总量的一半还多，产值超过千亿。
二、建筑门窗存在的问题
在国家科技支撑计划十一五、十二五的门窗科研课题研究及建筑外门窗推广应用过程中，通过深入调研，总结了门窗行业存在的以下问题：
1.由于建筑外门窗研究推广滞后建筑节能工作要求，目前外门窗产品不能充分满足节能工程的需要，节能外门窗比例偏低。
2.建筑外门窗的研发体系多以型材厂为龙头企业，型材厂往往不了解门窗的工程应用技术;门窗厂以组装门窗为主，研发技术力量不足。国外引进的产品不能满足我国大面积气候条件，很难形成完善的产品体系。
3.建筑外门窗设计、制作、安装和施工验收环节缺乏系统性，标准不配套。缺少统一的设计要求，产品标准不考虑安装要求，而验收规范要求过于简单，使门窗生产厂家无所适从。
4.恶劣的市场环境导致低价竞争，劣质产品充斥市场。
三、建筑门窗的工业化
1.建筑门窗工业化的定义
建筑门窗幕墙工业化就是采用现代工业的生产和管理手段替代传统的、分散式手工业的生产方式，从而达到降低成本、提高质量的目的。其基本特征在于以门窗幕墙系统的设计标准化为前提、工厂生产集约化为手段、现场施工装配化与标准化化为核心、组织管理科学化为保证。
2.建筑门窗工业化的前提
(1)标准系列化;
建筑门窗标准经过近三十年的发展，逐步形成了一个完整的体系，包括设计、基础、性能及检测、加工及制作、安装验收规范等，但仍旧不够完善：
(2)门窗产品系统化;
建筑门窗系统是指某类建筑门或窗自成体系的构造形式，是根据门窗的使用特征、结合技术要求特点及其相互关联措施的集成。门窗系统可以是广义的概念，但是通常我们所说的系统是门窗产品、安装及使用的范畴。完整的建筑门窗的系统应该包括以下几个方面：
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建筑门窗幕墙工业化是行业发展的必由之路
来源:中国建筑科学研究院建筑幕墙门窗技术研究中心作者:王洪涛日期:2013-12-19
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为了达到建筑节能、绿色的要求，适应越来越严重的建筑人工紧缺和成本的刚性上升，实现建筑门窗幕墙工业化是建筑幕墙门窗行业发展的必由之路。建筑门窗幕墙工业化就是采用现代工业的生产和管理手段替代传统的、分散式手工业的生产方式，从而达到降低成本、提高质量的目的。其基本特征在于以门窗幕墙系统的设计标准化为前提、工厂生产集约化为手段、现场施工装配化与机械化为核心、组织管理科学化为保证。本文结合建筑门窗幕墙在中国的发展历程，解析门窗行业过去、现在和未来的发展方向，探讨建筑门窗工业化面临的问题和解决的办法，为从事建筑门窗幕墙设计、制造、施工和使用人员提供一个思路，从而使行业逐渐进入健康的可持续发展的轨道，为提高中国建筑门窗幕墙的整体水平做出贡献。
1)门窗的设计要求：主要指符合建筑设计、美学、舒适等要求;
2)性能要求及评价：满足相应的技术性能要求，强调建筑及地域的适用性;
3)材料：配套齐全并符合要求的型材、面材、五金、密封件等;
4)组装：易于实现工厂化的成熟生产工艺;
5)检测：采用标准的检测方法以确定最终技术水平;
6)安装验收：安全可靠的安装工艺及完善的验收手段;
7)产品优化：经过个阶段的验证使之完全满足工程使用要求;
8)服务：包括使用培训、维护措施及配件供应。
其核心是性能要求与评价，其余的措施与手段围绕着性能的要求，实现建筑门窗生命周期内的安全性、节能性、适用性及耐久性。
3.建筑门工业化的实现
(1)设计标准化
包括标准门窗的标准体系及标准门窗系统。即将发布的国家强制标准《建筑门窗洞口尺寸协调标准》考虑了建筑门窗规格尺寸与安装洞口之间存在不协调，土建施工误差过大，导致建筑门窗性能下降，甚至影响到安全性能。实现建筑门窗规格的标准化、工业化生产是解决安装质量的关键措施。该标准对建筑门窗洞口尺寸进行分类，采用GB/T5824中规定的14个门、25个窗的基本规格作为标准规格门窗产品，基本可以覆盖90%以上的住宅类建筑。
(2)生产工厂化
对具备条件的标准规格门窗产品，应在完成全部五金、玻璃安装后整樘门窗出厂。既可以保证所有配件的安装质量，又减少了现场安装工作量，通常情况下，整樘门窗的尺寸可以采用工地的垂直运输工具，较大尺寸的外门窗应采用组合方式。
(3)安装施工标准化
建筑标格外门窗应采用标准附框或专用附框进行安装。附框内口的宽、高构造尺寸应与门窗洞口标志尺寸一致。在洞口装修阶段或装修完成后采用标准的方法进行整体安装，便于建筑门窗大批量工业化生产及保证加工质量的稳定，为后续更换维修提供方便;同时简化了安装过程，极大的推动建筑门窗的技术进步。
(4)管理科学化
1)全面引入计算机管理，从设计到集成制造，并优化管理过程;
2)原材料管理的科学化，确保进场的材料符合要求;
3)强调后期维护的重要性。
4.建筑门窗工业化面临的问题
(1)标准体系不健全，特别是对于标准门窗缺少系统的标准;
(2)门窗系统需要进一步完善，鼓励系统技术的整合;
(3)成本增加导致的困难;
(4)建筑市场的不规范导致的无序竞争，需要加强知识产权保护;
(5)与土建交叉施工导致的技术性障碍;
(6)需要得到国家及行业的政策性支持。
四、P-BIM:建筑幕墙行业的未来
1.建筑幕墙发展面临的问题
(1)标准化产品与建筑设计统一协调的矛盾;
(2)专业化施工与协调的问题;
(3)技术要求与造价的矛盾;
(4)使用维护与改造的需求。
2.建筑幕墙与门窗的差异
(1)门窗属于产品，更容易实现工业化生产;
(2)幕墙属于工程，更容易体现建筑特性。
3.建筑幕墙如何实现工业化
(1)标准体系的完善;
(2)设计施工专业一体化;
(3)新材料、新技术、新工艺的采用;
(4)科学的管理。
4.BIM-建筑幕墙行业的未来
(1)BIM及标准
BIM的英文全称是BuildingInformationModeling,国内较为一致的中文翻译为：建筑信息模型。BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。2013年6月，我国成立了中国工程建设标准化协会建筑信息模型专业委员会BIM标准组，编制了中国BIM标准体系，包括规划与设计、施工与运维阶段30多项标准。
(2)BIM在建筑领域的应用
PIM在建筑领域应用具有以下特点，对于幕墙尤其适用：
1)可视化：在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
2)协调性：BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。
3)模拟性：在设计、招投标和施工、后期运营阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。
4)优化性：BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能，包括项目方案优化和特殊项目的设计优化：例如幕墙、屋面的异型设计，可以带来显著的工期和造价改进。
5)可出图性：通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后的图形可以进行碰撞检查并提出建议改进方案。
(3)建筑幕墙的未来发展
1)P-BIM：专业化BIM，通过改造原有专业(Professional,P)软件实现PIM技术应用，既能调动各方的积极性，充分利用现有资源，有可以延续专业人员的专业习惯。
2)软件：REVIT、NAVISWORKS软件。
3)不是初级阶段简单的三维设计，而是信息系统的集成。
住建部编制的建筑业“十二五”规划明确提出要推进BIM协同工作等技术应用，普及可视化、参数化、三维模型设计，以提高设计水平，降低工程投资，实现从设计、采购、建造、安装到运行维护的全过程集成运用。当BIM同国内的建筑幕墙市场特色充分相结合，将会给国内建筑幕墙行业带来一次巨大变革。
(中国建筑科学研究院建筑幕墙门窗技术研究中心) |
