浅议建筑智能门窗发展意义及发展趋势

浅议建筑智能门窗发展意义及发展趋势

翟海鹏

北京城建五建设集团有限公司，北京 101160

摘要：目前我国经济水平和建筑行业发展十分快速，建筑智能门窗是建筑工程的重要组成部分。随着人们生活水平的提高，高品质门窗可以为人们提供安全、健康、舒适的生活与工作空间，是美好生活的守护者。建筑门窗的质量和性能是多方面的。就建筑门窗的性能来说，包括安全性、节能性能、适用性和耐久性等。目前，智能建筑已开始大规模地应用计算机与网络技术，实现建筑绿色发展、能耗使用较低，智能建筑的核心应用之一是建筑门窗智能化，门窗的高质量发展进入新时代。

关键词：建筑门窗；智能门窗；人工智能

引言

随着各行各业的快速发展，建筑门窗是建筑工程的重要施工技术。门窗种类多、体量大造成的安装智能化程度低和管理难度大等问题，提出了BIM与RFID技术融合驱动的门窗安装方法。分析BIM与RFID技术的融合机理和应用价值，总结门窗安装系统的功能需求，提出了门窗安装智能管理的主要步骤。由此研究的门窗安装智能管理方法已用于杭州亚运会大型水上运动中心项目。由于现场门窗数量和种类繁多，增加了对门窗构件的管理难度。因此有必要建立高效的门窗加工、安装质量管理体系，结合信息管理技术，将门窗信息进行可视化，指导工厂加工和现场安装，在生产、安装全过程中实现对每个门窗质量管理的智能化，以提高门窗的管理精度，提高安装效率^[1]。

1 门窗品质的内涵

门窗质量由两方面质量构成，即功能性质量和感性质量。建筑门窗能够具备遮风挡雨、隔音防噪、保温隔热、通风采光、护卫安全等一系列功能，功能性质量就达到了要求。门窗的感性质量是指门窗的审美质量或用户体验质量。我们使用门窗，除了希望门窗能解决功能性问题和满足性能要求以外，还有用户体验的要求，也可以说是审美的要求。一般说来，功能性的质量是有形的，相对稳定、固化的和有限的，而感性的质量是无形的、因人而异。产品具有美好的感性质量，如产品将科技与艺术完美结合、有品牌、有文化底蕴、外观美、符合人机工程学原理等，消费者会有爽心悦目、轻松愉快、满足快乐的幸福感受，也会更有购买和使用的欲望，表明感性质量达到了更高的水平。因此，实用与审美相加，才是一个产品的全部品质^[2-3]。

2 门窗安装难点

（1）门窗数量、种类众多，本项目按施工段分12个区域，每个区域的功能各异，涉及房间多，所需门窗种类和数量大，增加了现场门窗管理难度。（2）场馆质量要求高，门窗质量控制严格。本项目为亚运会重点工程，提高了对现场门窗安装质量的控制标准。（3）工期紧张，门窗安装智能化程度要求高。门窗安装处于装饰装修阶段，工期紧，门窗安装过程需利用智能化建造技术确保安装进度。

3 门窗发展趋势

3.1 重视应用场景的虚拟设计

门窗企业追求的目标不仅仅是为客户提供性能稳定、质量可靠、高性能的门窗，而应该是为用户提供安全、健康、舒适空间的系统解决方案。拥有安全、健康、舒适的工作生活空间是人们美好生活的基础，门窗在其中发挥重要作用。因此，当门窗企业的目标发生变化时，工作的思路和策略也应做相应的调整。在一般情况下，设计和选用气密性能高的门窗产品，会有许多好处。如可以提高门窗的实际保温性能，降低门窗实际传热系数，节约能源，当然其他相关性能也会得到改善。但如果我们忽视应用场景的设计，高性能门窗可能不能表现出好的用户体验，在特定的应用场景中，可能表现出更差的用户体验。比如在特定条件下，如寒冷地区的冬季，当室外雾霾严重，用户不宜开窗换气时，高气密性能的门窗会让室内二氧代碳浓度上升，使室内居住者感到憋闷，健康指数下降；同时，由于门窗气密性能好，室内外水蒸气不能交换，造成室内空气的相对湿度急剧上升，出现门窗结露现象，给用户带去“好窗”不如“差窗”的用户感受。

3.2 创建模型

模型的创建是门窗智能安装的基础，在设计阶段由Revit进行模型创建。由此建立的BIM模型包含门窗的精准位置、尺寸、型号等参数。门窗加工时利用BIM模型进行技术交底，将模型信息导入电子标签；在门窗安装过程中，管理由读写器进行信息提取，明确各门窗的信息，有利于施工现场管理的高效、智能化管理。模型中的门窗信息可使门窗加工精准，门窗到场后可合理规划其堆放位置。由BIM模型导入Navisworks可对安装全过程进行动画模拟，在Navisworks中设置时间节点做整体把控安装进度。由动画制作对复杂节点进行可视化呈现降低施工难度。在做动态模拟时还可标识安装过程中易破损的位置，提高安装精度。

3.3 高性能窗户的选择及使用

建筑中的门窗虽然所占的比例很小，只占外围护面积的10%左右，但是通过门窗损失的能耗却占了建筑能耗的50%。节能门窗的效果主要与窗框材料、窗户类型以及玻璃的选择有关。传统减少耗能的做法主要是改进细部构造，双层玻璃的外层采用透明玻璃，内层采用吸热玻璃。大量的太阳能透过透明玻璃被吸热玻璃吸收，空气间层阻止热量向外散失，使室内获得大量的太阳能，达到节能的效果。因此，在严寒（寒冷）地区的建筑中，采用外层是透明玻璃，内层是吸热玻璃的双层玻璃，具有良好的节能效果。据了解，德国塑料窗占各类窗市场总量的60%，塑料门占各类门市场总量的30%。法国塑料窗的市场占有率达到65%。这么高的市场占有量，产品技术发展这么快，源于德国建筑节能规范EnEv的不断提高和对塑料门窗产品品质性能的完美追求。对门窗的性能、使用寿命提出了更高的要求

^[4]。

3.4 要优化门窗应用条件

1)门窗洞口四周应做保温处理。门窗洞口四周如不做保温处理，会造成整个建筑外围护保温系统不延续，影响建筑保温系统的完整性。在建筑设计时，应考虑门窗洞口四周保温措施，特别是在严寒和寒冷地区，保温的缺失极易形成冷桥，造成墙体及窗框位置结露。2)合理安装门窗副框。门窗安装分为干法安装和湿法安装。湿法安装中，洞口不标准或施工不正确会导致窗框与墙体间隙过小甚至没有间隙，造成窗框与墙体直接接触，出现冷桥现象。干法安装中，门窗副框与门窗框间缝隙过小或塞缝不合格，也会造成副框与门窗框直接接触，或副框暴露在外，形成冷桥，引起窗框及安装位置墙体结露。3)保证门窗五金安装精度。由于五金件安装不到位，可能导致框扇间存在缝隙，整窗气密性差，造成门窗结露，影响门窗品质。

4 结语

随着我国建筑行业的不断发展，节能门窗的设计技术也越来越成熟.门窗企业的任务和目标不仅仅是向客户提供优质的门窗产品，而是要成为安全、健康、舒适工作生活空间的系统供应商，成为人们美好生活的缔造者。门窗要科学地集成和应用新风系统、环境检测仪器仪表、智能设备、信息控制技术与产品。产品智能化可以优化产品性能，更好地满足客户需要，增强市场力，并提升集成应用环境下其他产品的品质^[5]。

参考文献：

[1]赵亚楠.智能技术在建筑中的运用研究[J].智能建筑与智慧城市，2019（3）：17-18.

[2]刘万奇.推动建筑门窗幕墙行业高质量发展的思考[J].中国建筑金属结构，2018（6）：38-45.

[3]杨辉，杨闯，郭兴忠，等.建筑节能门窗及技术研究现状[J].新型建筑材料，2018，39（9）84-89.

[4]孙亮.金属门窗产品结构计算分析系统研究与开发[D].重庆：重庆大学，2019.

[5]严彩娟.基于单片机的节能窗控制系统设计[D].杭州：浙江工业大学，2020.