國家政策正在積極推進綠色生態建筑，強化并提高門窗產品的規范和標準，并與國際標準和認證進行接軌。斷橋鋁門窗（詞條“斷橋鋁門窗”由行業大百科提供）解決了原有普鋁門窗不隔熱（詞條“隔熱”由行業大百科提供）的問題，成為綠色生態建筑的必然之選。斷橋鋁門窗是由型材、玻璃、膠條、五金件、窗臺板及窗套等材料設計組合而成，斷橋鋁門窗并不是材料的簡單組合，它通過結構安全性、可靠性的整體設計優化以及不同材料的選擇來實現，其設計、組裝和安裝方式靈活多變，并直接影響到門窗的各項性能指標以及安全性、可靠性。
1. 設計、組裝
門窗設計的目的是提高門窗的性能質量，門窗規范和標準是門窗設計的主要依據。門窗的各種性能不是單獨存在的，它們之間或多或少存在著相互促進或制約的關系，所以我們很難把性能分開來設計我們的門窗。門窗抗風壓性能、氣密性能、水密性能之間聯系非常密切。 GB/T7106-2008《建筑外門窗氣密水密抗風壓性能檢測及分級方法》中規定的抗風壓性能、水密性能、氣密性能均為可開啟部分在正常關閉狀態時的性能，但抗風壓性能、水密性能是在風雨同時作用下的抵抗能力，在設計中也要把這種動態的變化考慮在內。正在報批的最新標準GB7106《建筑外窗抗風壓性能分級及檢測方法》中調整了檢測裝置，修改了檢測順序和檢測方法，取消了氣密、水密和抗風壓性能的分級，但需要滿足工程設計要求等等。鋁合金門窗組裝要按照相關技術要求和規范，也取決于加工設備質量和人員操作能力，需要控制實際操作來把控門窗質量。
1.1、 抗風壓性能
成熟的門窗產品需要對構件做相應的強度和撓度的計算，對產品的抗風壓性能有初步的判斷，最終還需要做相關檢測來對產品定級。
門窗抗風壓性能設計需要把玻璃面板和型材部分分別計算，當玻璃不滿足強度或撓度要求時，可以增加玻璃厚度、調整玻璃板塊尺寸，也可以用強度更好的鋼化或半鋼化玻璃來代替普通玻璃。型材強度跟鋁型材合金牌號有關，鋁合金牌號不同強度也不同。當型材強度不滿足要求時，可以增加型材壁厚、做加強中梃、增加型材寬度等(如圖1)。
圖1
五金系統是將窗框與窗扇緊密連接的部件，五金系統的穩定性很大程度上決定了門窗系統的優劣。五金的強度、設計和安裝精度（詞條“精度”由行業大百科提供）、鎖點數量都影響著門窗的抗風壓性能：強度好的五金能夠提高合頁的最大承重能力，滿足更大重量窗扇的設計要求;設計和安裝精度高的五金能夠保證框扇的合理配合，防止風壓下產生變形;鎖點的增加相當于在型材的受力結構中增加了約束點，減小了型材的形變量，防止框扇搭接部位出現縫隙，提高抗風壓性能的同時又提高整窗的水密性和氣密性。
增強邊框組角的拼接強度對于保證整窗完整性同樣重要，保證各個型材間有效連接。組角時通常采用角部注膠工藝，組角膠和導流板控制角部密封;角碼和組角鋼（詞條“角鋼”由行業大百科提供）片的形狀和尺寸設計控制著兩型材間接縫的縫隙和強度，防止變形量大時使拼接縫隙增大，提高門窗的氣密性和水密性(如圖2)。組角質量也取決于組裝時的操作水平。
圖2
當玻璃面板較大或較重時，必須考慮扣條的設計，圖3中閉腔結構的扣條強度明顯要好于開敞結構的扣條，防止玻璃受正風壓時壓迫扣條產生較大變形、玻璃向室內側產生較大位移，如果玻璃內移與外側膠條產生縫隙時會影響門窗的水密性和氣密性。
圖3
1.2、 氣密性能
從1.1可以看出，提高門窗的抗風壓性能大多有利于門窗的氣密性，五金、組角、扣條設計對氣密性的影響在1.1中已經講解過，在此不再贅述。
門窗一般采用三道密封原理來保證氣密性，利用室內外止口膠條與型材的壓合、中間等壓膠條與隔熱條的搭接形成三道密封(如圖4)。膠條的設計是縫隙形成的關鍵，對門窗氣密性至關重要，可以通過膠條厚度、開敞或閉腔結構的選用、閉腔結構中空腔的大小和數量來控制膠條的壓縮量(如圖5)，并且控制門窗扇的啟閉力大小。膠條安裝過程中角部連接應是連續的，并考慮伸縮問題，防止熱脹冷縮時發生不完整連接。較厚膠條折彎困難時，使用L型膠條連接件連接。兩個不同形狀的膠條在角部連接時，可以設計插接件，并且在組裝膠條時應預留收縮變形量。密封膠的質量、打膠深度和寬度、打膠飽滿度也是縫隙形成的因素，同樣影響著門窗的氣密性。
圖4
圖5
1.3、 水密性能
水滲漏的幾種方式：1.縫隙滲漏;2.水的毛細張力;3. 水蒸汽對流;4.水蒸汽擴散。門窗的氣密性跟水密性息息相關，漏氣的地方通常也會漏水,所以提高氣密性的措施可以也提高水密性。但是門窗不能只做防水，也要做相應的排水（詞條“排水”由行業大百科提供）措施，防止防水措施失效后雨水進入到窗框內部。排水措施：采用等壓平衡原理，解決水與氣的分離。我們需要在型材設計時設計排水孔和氣壓平衡孔，如圖6所示。當玻璃外側膠條失效后，水進入到玻璃與型材之間的空腔1內，在型材上開排水孔可以使進入空腔1內的水順著排水路徑排到等壓腔2再排出到室外側。如果氣壓平衡孔處裝了外側止口膠條并且處于壓緊狀態時，那么等壓腔2相對于室外側環境可能形成負壓，則等壓腔2中水不能排出到室外。外側止口膠條可以提高氣密性并防止灰塵進入，但要控制好壓縮量，或者將框扇組合處上部橫向外側止口膠條切掉兩段，同樣可以形成等壓腔。
圖6
排水孔的位置及數量需要嚴格控制，排水孔不宜開的過高，平開窗開啟扇位置必須設兩個(扇寬小于400mm銑一個)排水孔，底部窗框和中橫框，距角部100mm，框寬小于1500mm開設2孔，1500~1800mm開設3孔， 1800mm以上開設4孔。單框寬度小于400mm中間銑一個孔。
1.4、 空氣聲隔聲性能
根據聲波在建筑物和建筑構件中的傳遞方式可分為空氣聲傳聲和固體傳聲，相應的隔聲就分為空氣聲隔聲和撞擊聲隔聲。空氣聲隔聲是利用墻體、門窗或其他屏障來隔離噪聲在空氣中的傳播，而撞擊聲隔聲是利用彈性阻尼材料進行減低或隔離由撞擊或振動而產生的噪音在結構中的傳播。作為建筑圍護結構使用的門窗幕墻及其玻璃來說，空氣聲隔聲是評價其隔聲性能的主要方面。
科學的門窗隔聲性能設計應首先對室內外的噪聲進行頻譜檢測，確定主要噪聲源的頻譜特性，再調整門結構和配置，使圍護結構固有的自由彎曲波的頻率不與臨界頻率一致，避免出現吻合谷效應，以滿足在整個頻譜范圍內都有較好的隔聲性能。在長久的設計與檢測經驗中，已經積累了很多可以利用的經驗來進行門窗的隔聲性能設計。
在對門窗進行隔聲設計時，玻璃作為占據70%甚至更大面積的部分應首先被考慮。中空玻璃和夾膠玻璃都有優異的隔聲性能，夾膠玻璃中夾膠膜的柔性減震作用使之隔聲性能好于中空玻璃，但由于中空玻璃保溫（詞條“保溫”由行業大百科提供）性能更好，可以做成鍍膜玻璃，防結露性能更好，所以在門窗設計中被更多青睞。中空玻璃由兩到或兩片以上玻璃板壓合而成，中空層具有彈簧作用，但小的中空層使得兩玻璃間的空氣層呈現較強的“剛性”，沒有起到空氣彈簧作用，喪失了一般雙層結構的優點。同時，由于雙層結構存在共振，小的中空距離使共振現象產生在中、低頻，致使隔聲量有所下降。中空層如果太大，在特定周期數范圍內有可能引發共振等現象，反而不利于隔聲，所以中空玻璃中空層厚度最好控制在9mm-12mm之間，并可在中空層填充傳聲能力弱的惰性氣體。如果內外片玻璃厚度不同，可以有效減弱共振現象，所以在玻璃選擇上，不論中空還是夾膠玻璃，都應該選擇不同厚度的單玻來組合使用。當然也可以選擇效果更好的真空玻璃，但需要綜合考慮價格、視覺效果等問題。
其他有效措施有：選擇合適的窗墻比（詞條“窗墻比”由行業大百科提供），通常墻的隔聲性能要好于窗;減少聲橋設計，比如增加框的腔體（詞條“腔體”由行業大百科提供）數量;采用三道甚至多道密封、適當提高密封膠條壓縮量、增加鎖點來提高框扇間的密封性;填充高阻流的隔聲材料，提高窗墻間縫隙隔聲性能。
建筑門窗的隔聲性能不只跟設計本身有關，現有建筑施工條件下，窗與墻體之間縫隙過大，是聲音傳播到室內的有利通道，可以利用附框設計來精確控制門窗與墻體之間的縫隙，減少聲波的傳透量。
現階段門窗設計并沒有把撞擊聲隔聲考慮在內，但在我們生活中，風雨天雨水撞擊門窗形成的噪音同樣影響我們的正常作息。玻璃受本身性能的影響，并不能實現彈性阻尼材料的功能。希望隨著科技的發展可以從門窗材料上或者智能化上來實現撞擊聲隔聲的性能
1.5、 保溫性能
門窗的結露問題與保溫性能以往是兩個獨立的測試判定體系，但其兩者之間存在因果聯系，所以在GB/T 8484-2008《建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法》中增加了抗結露因子的定義，并對外門窗的傳熱系數U值和抗結露因子CRF做了分級，定義了其檢測方法。隨著國家節能要求的提高，U值要求越來越低，新的GB8484在2018年11月份已順利通過審查，新的標準中對外門窗保溫性能分級指標值進行了調整、合并，并完善了檢測裝置。
熱量傳遞的方式有三種：傳導、對流和輻射，所有提高保溫性能的措施都是圍繞怎樣客服這三種熱傳遞方式。
圖7
圖8
圖9
1.6、 其他性能
關于門窗耐候性（詞條“耐候性”由行業大百科提供）能，歐美國家自上世紀80年代已經開展相關研究，形成了多項標準，部分標準上升為國際標準。我國起步相對較晚，我國對該性能檢測的研究起自“十一五”國家科技支撐計劃重點課題——“典型地區用建筑外窗系統研究開發”。國家標準《門窗耐候試驗方法》編制工作已啟動，標準中將規定我國典型氣候地區門窗耐候性試驗的氣象參數條件、多氣候因素加載方法以及試驗前后性能評價方法等內容，該標準的制訂對進一步完善我國建筑門窗物理性能試驗方法標準體系、提升我國建筑門窗的產品質量具有重要意義。
針對門窗耐火性能問題，行業內一直缺少規范的行業標準，歸口管理模糊不清，經常與防火門窗性能要求混為一談，給相關企業產品的研發生產、質量檢測帶來了阻礙，一定程度上影響了門窗行業的發展速度。國標《建筑門窗耐火完整性試驗方法及判定要求》標準編制工作已經完成了試驗驗證，編制了標準討論稿。
針對其他性能方面的設計，比如抗震設計、防側雷擊設計、防盜設計等，目前我國并沒有對應的國家及行業標準。隨著門窗行業的發展、功能的完善、定制門窗的差異化要求，相信對于門窗其他功能性設計和標準文件會有所豐富。
2. 安裝
2.1、 五金與玻璃安裝
五金件安裝是控制框扇配合的關鍵，使用五金件將扇框安裝在外框上，通過調整合頁或滑撐來定位，對于平開窗來說五金件安裝是控制窗扇“掉角”的關鍵。
玻璃安裝是通過調整承重墊塊和定位墊塊的數量和位置來實現的(如圖10)，承重墊塊承擔玻璃重量，定位墊塊定位玻璃，確保玻璃四周縫隙均勻。扇框安裝后安裝玻璃，通過玻璃墊塊來調整玻璃的位置。墊塊厚度至少為5mm，寬度應比玻璃厚度大2mm，墊塊的長度一般在100mm左右，墊塊位置不應影響排水孔的正常排水。墊塊的數量是由玻璃寬度決定的，如果玻璃寬度超過1m，至少有兩個超過100mm的玻璃墊塊放在支點上。對于平開窗來說墊塊的位置決定了玻璃的偏心壓力的位置，墊塊也是控制平開窗窗扇“掉角”的關鍵。
圖10
2.2、 門窗安裝分類
外門窗應與建筑主結構可靠連接，門窗洞口與外門窗框接縫處的氣密性能、水密性能和保溫性能不應低于外門窗的有關性能。門窗固定（詞條“固定”由行業大百科提供）方法直接關系到門窗的安全性和可靠性，以及與建筑主體結構間的位移伸縮等，因此保證窗戶的固定安全是非常重要的。門窗的固定方式可分為濕法安裝和干法安裝。
典型濕法安裝的主要步驟(如圖11)：
a、在毛坯洞口套入窗框，窗框套入洞口的前后均不能把門窗上的保護膜撕掉，這樣可避免后期施工對門窗造成損害;利用木墊塊調整好窗與墻體間的間隙，打好水平后固定窗框;
b、固定好窗框后，需作防水處理：在窗框與墻體間填充防水砂漿，填充滿砂漿讓窗框穩定后，把木墊塊卸出。然后在外墻窗框與墻體間涂上防水涂料;
c、做好防水處理后，就可以做室內外裝修，在做室內外裝修前要對門窗做好保護，防止污染、刮傷。在濕法安裝過程中，這一步尤其重要。
圖11
典型干法安裝(鋼副框安裝)的主要步驟(如圖12)：
a、在毛坯洞口預埋鋼副框，鋼副框上墻調好水平后，副框與洞口間的縫隙填充防水砂漿，副框與洞口間的縫隙要預留10mm以上，固定好副框后，在室外側副框與洞口間涂刷防水涂料;
b、鋼副框上墻后，就可以進行室內外裝修，裝修完成面以鋼副框表面為準;
c、室內外裝修完成后，門窗框架上墻，窗框上墻前必須做好防護處理，防止門窗被污染或者刮花，門窗框架與鋼副框的間隙要5mm以上。門窗框架與鋼副框固定連接前，必須用水平儀打好水平，窗框的水平可以通過邊框調整件進行調整，打好水平后就可以直接跟鋼副框連接固定;
d、門窗框架固定后，窗框與鋼副框縫隙間需填縫（詞條“填縫”由行業大百科提供）處理，通常采用聚氨酯發泡劑填縫，然后在窗框室內室外側都打上耐候密封膠，做好密封處理，這樣門窗的上墻安裝操作基本完成。
圖12
濕法安裝跟干法安裝的最大區別：濕法安裝窗框必須在墻體濕作業前上墻，而干法安裝可以在室內外裝修完成后再上墻。濕法安裝存在著土建在施工過程對門窗的污損，對成品保護及為不利的弱點。干法安裝是門窗標準化、規范化的基礎，解決安裝過程中的精度問題、拆卸困難的問題。干法安裝需要增加鋼附框，附框對門窗起到一個定尺、定位的作用，是節約工期的關鍵。增加鋼附框時，一定要處理好節點的防水、熱橋、鋼附框的耐腐蝕性等問題。系統門窗及裝配式建筑中都推薦使用干法安裝，為了滿足門窗行業發展需求，國家標準《建筑門窗附框技術要求》編制工作已經啟動。
2.3、 門窗安裝位置
以往門窗的好壞和安裝位置的正確與否常常被忽視，目前絕大部分門窗采用傳統的安裝方式，門窗安裝在什么位置才最能發揮出門窗的保溫節能作用?
圖13所示為窗的不同安裝位置示意圖，圖14為其所對應的等溫流圖，反映了門窗安裝位置與建筑外保溫的配合關系。a：窗安裝在結構洞口的居中位置，保溫沒有對窗框體進行覆蓋;b：窗安裝在結構洞口居中位置，保溫對窗框體進行覆蓋;c：窗安裝在結構洞口內靠外側，保溫對窗框體進行覆蓋;d：窗安裝在結構洞口外側，保溫材料對其進行覆蓋。通過對圖14中等溫流圖的分析可以看出，窗的安裝位置靠近結構洞口外側、對室外側窗框進行保溫覆蓋，才更能發揮出門窗的保溫節能作用，并有效防止主體結構的結露和霉菌的產生。d方案洞口外側安裝形式目前國內只局限于超低能耗建筑的外窗安裝，并沒有全面推廣應用，窗框與結構通過專用鋼質角碼和墻體外掛式連接固定，類似幕墻的連接方式，但是與幕墻彎曲不同，使窗戶與墻體成為一體化模塊設計結構，這樣的窗戶結構屬于模塊化設計，是當今最先進的設計和施工方法，并能解決建筑的滲漏問題。
圖13
圖14
在歐洲，外窗與墻體的連接有防水透氣膜(室外)、防水隔氣膜(室內)和密封膠組成的完整密封連接系統，防止室內外的水進入門窗與結構的縫隙，使結構內的水汽可以自由的蒸發到室外側，從而避免墻體發霉。由于工藝和技術原因，防水透氣膜和防水隔氣膜在國內應用很少，隨著門窗行業的發展，相信防水透氣膜和防水隔氣膜的應用會得到普及。
3. 結束語
我國門窗行業雖然還存在質量參差不齊、標準體系不完善、缺乏第三方認證等問題，但很多門窗企業都著力于提高門窗的性能質量，多項性能檢測、試驗標準都在編制或修訂，國家標準《系統門窗通用技術要求》、《裝配式建筑用門窗技術規程》的編制工作也都啟動，GB/T8478《鋁合金門窗》修訂標準也已通過審查，門窗行業正在逐步走向系列化、標準化、集成化和信息化。
參考文獻
[1] GB/T8478-2008《鋁合金門窗》
[2] GB/T7106-2008《建筑外門窗氣密水密抗風壓性能檢測及分級方法》
[3] GB/T 8485-2008《建筑門窗空氣聲隔聲性能分級及檢測方法》
[4] GB/T 8484-2008《建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法》
[5] JGJ151-2008《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》
[6] 賀玉妹.《淺談建筑門窗幕墻空氣聲隔聲性能分析與設計》.中國建筑金屬結構，2018
