中國建筑金屬結構協會鋁門窗幕墻委員會主要的行業業務管理范圍包括鋁門窗和建筑幕墻，幕墻和鋁合金門窗行業近些年來發展十分迅速，涌現出不少優秀工程和創新產品。我將分別來介紹這兩個產業的發展情況。
第一部分 建筑幕墻
一、建筑幕墻行業的發展歷程
1958年著名建筑師密斯·凡·德·羅和菲利普·約翰遜合作設計，建筑設計了第一個全玻璃幕墻建筑。該建筑位于美國紐約市的西格拉姆大廈，高158，米40層，使用了琥珀色著色玻璃，用銅合金做門窗型材。因玻璃幕墻造型簡潔、豪華、現代感強，具有很好的裝飾效果，當時引起了很大的轟動。特別是用幕墻代替了墻體，自重輕，相當于磚砌體墻體的1/12，混凝土墻體 的1/10;施工周期大大縮短，僅用一般建筑墻體施工周期1/3時間;所以，一時間建筑幕墻在全世界范圍內發迅猛展，形成一種流行建筑風格。這個建筑被后人譽為20世紀建筑的豐碑。
1981年，我國第一個大型建筑幕墻工程——北京長城飯店開工。大樓的建筑設計由美國設計師完成，幕墻工程由比利時沙馬貝爾門窗公司設計，幕墻面積2.3萬平方米，由北京門窗公司(當時北京鋼窗廠)組裝。 當時中國沒有相關的幕墻材料，全部的鋁型材、 磁控濺射鍍膜玻璃、門窗配件等材料都是用集裝箱直接從國外進口，國內只負責組裝和安裝。這個工程從此拉開了我國建筑幕墻生產的序幕。
二、建筑幕墻行業的總規模
目前中國是全世界最大的建筑幕墻制造和使用國家，近些年建筑幕墻年的年竣工面積約1億平方米，產值約1500億元人民幣。幕墻產業的發展也帶動建筑施工向輕型、快捷、節能方向發展。同時也帶動了建筑玻璃、鋁型材、建筑密封膠、門窗五金配件、加工設備等10多個相關產業的綜合發展。
我們行業企業的規模迅速增長，住建部頒發建筑幕墻專項企業資質，一級幕墻資質企業300家，二級幕墻資質企業1120家，鋁門窗企業約6500家，建筑鋁型材生產企業，約750家，建筑玻璃生產企業約300家，建筑密封膠企業約200家。
近年來，我國建筑幕墻行業發展很快，總產值從2003年的364億元增長到2012年的996億元，10年增長近兩倍。門窗的發展情況和幕墻大致相仿，幕墻的總產值從低于門窗產值發展到高于門窗。
三、我國建筑幕墻的基本分類和代表性工程
建筑幕墻以結構分類有：框架式幕墻、單元式幕墻、雙層幕墻、索結構幕墻、玻璃采光頂、屋面幕墻、網索幕墻、陶板幕墻、膜結構幕墻、金屬板幕墻、金屬遮陽板。按飾面分類有：玻璃幕墻、鋁板幕墻、石材幕墻、人造板幕墻等。
1.單元式玻璃幕墻
其中單元式玻璃幕墻是近15年來世界最流行的幕墻施工技術，德國等外發達國家最先使用，我國最先使用的是在上海浦東新區的部分高層建筑，單元式幕墻把鋁型材、玻璃、配件全部在工廠里預先組裝好，成為幕墻單元板塊，板塊運到工地，在建筑工地將幕墻單元板塊一片片安裝到大樓。
(單元式幕墻板塊)
(北京央視大樓)
單元式幕墻是把在工廠里組裝好的幕墻單元板塊直接安裝在土建工程或鋼結構工程的金屬預埋件上，現在單元式幕墻是主流，采用積木式壘積。單元式幕墻有以下技術特點：
1. 單元板塊在工廠內組裝，制造精度高，生產效率高;
2. 減少了惡劣環境下現場施工難度，減少了現場施工工人;
3. 施工進度加快，縮短施工周期;
4. 超高層建筑施工方便。
2.點駁接式玻璃幕墻
點駁接式玻璃幕墻采用輕金屬框架結構和金屬索機構，利用金屬駁接爪，把玻璃固定在金屬框架上。點駁接玻璃幕墻結構通透，視覺效果好，近些年主要使用在大型公共建筑中。機場、博物館、展覽館、酒店大堂。點駁接玻璃幕墻的缺點是節能效果差，不利于現代建筑節能。點駁接工程的玻璃可以做成曲面，以適應現代建筑的復雜設計構造和曲面特殊要求。
工程名稱：保利大廈
幕墻面積：7500 平方米
幕墻類型：點駁接式幕墻
幕墻特點：中心單索幕墻
施工單位：沈陽遠大鋁業公司
工程名稱：廣州新白云機場
幕墻面積：15700 平方米
幕墻類型：點駁接式幕墻
幕墻特點：點駁接幕墻、拉索幕墻、網索幕墻。
施工單位：深圳三鑫幕墻公司、中山盛興幕墻公司
1994年9月，上海大劇院工程開始施工，建筑設計由法國夏邦杰及華東建筑設計研究院，我國第一個點駁接玻璃幕墻工程。設計師通過透明的玻璃、充足的光線、流暢的線條，樸實有力的造型將劇院設計為 “開放的宮殿”， 當時造價每平方米12000元。
(上海大劇院)
1998年3月28日，我國第一個大型點駁接玻璃幕墻工程——北京植物園展覽溫室動工興建，珠海晶藝玻璃幕墻公司設計施工。建筑設計有北京建筑設計研究院設計，獲全國第十屆優秀程設計金獎。當時缺少施工技術，建造難度極大。由于當時鋼結構技術不成熟，誤差較大，工程所使用的三維曲面玻璃從工廠完成空運到施工現場，多次無法配合安裝，耗費了大量的人力物力。
(北京植物園展覽溫室)
北京天文館新館是點駁幕墻的良好展現，設計者將北京天文館新館當成一個表現相對論、弦體理論等現代天體物理學抽象理論的舞臺，新館也因此成了浩瀚宇宙的縮影，具有神秘而深邃的氣質。從北側西直門外大街看去，新館就像是一個通體透明的玻璃盒子，北側立面是一面30米高的玻璃幕墻，幕墻在靠近老館穹頂的部分柔緩地彎曲，這一設計理念來自相對論中關于大質量物體的引力可以使其周圍空間彎曲的理論。而入口大門處的幕墻彎曲成雙曲面洞口，仿佛是多維時空之間穿梭的捷徑———“蟲洞”。玻璃幕墻里面4個形狀不規則的玻璃桶體扭曲著掙脫玻璃盒子的束縛伸出屋面，仿佛在隨風搖曳，這獨特的建筑形象的靈感源自量子物理學中的弦體理論。
玻璃工程分成三個主要部分：北立面幕墻以及采光頂、馬鞍形玻璃通道、四個空間鋼結構玻璃旋體。在四個玻璃旋體內部分別布置多功能廳、動感影劇院、天文觀測臺等功能建筑。馬鞍形玻璃通道貫穿整個建筑，將北立面的玻璃幕墻和南立面的石材幕墻連接。用玻璃與鋼結構的有機結合體現了過去與未來、藝術與自然的和諧統一。四個各具特色空間玻璃旋體的共同特點是在豎向坐標的一系列圓心隨著高度的變化，在空間不斷飄移，每一層玻璃水平分割線的圓心坐標位置各不一樣，最大相差3670mm,并由半徑不斷變化的圓弧在空間組合形成空間弧面。空間玻璃旋體鋼結構的設計、施工難點在于結構空間組合的任意性。共計320根體形各異的鋼管需要進行空間三維加工,其中主管為φ159×6mm，次管為120×60×5mm矩形管，結構與玻璃板面是通過不銹鋼爪件連接，安裝精度要求極高。在6200個玻璃安裝點上，每個點的尺寸誤差都必須控制在±2mm之內。
玻璃采光頂也可以做成馬鞍形，高裝技術難度高。
(玻璃采光頂)
3.陶土板幕墻技術
近年新興起人造板幕墻技術，應用較多的便是陶土板。幕墻干掛陶瓷板是采用天然陶土材料擠壓成型后經高溫1260度爐窯燒。擠壓工藝突出了陶瓷板結構，重量輕、色彩豐富、表面的特殊質感給建筑設計師提供了很大的選擇余地和創造空間。陶土板特性，天然瓷土、陶土，石英沙，燒就而成。低吸水率，高強度15mm板的強度應力900N。陶瓷板的釉面板Hydrotect涂層中的二氧化鈦，具有自潔功能。陶土板幕墻主要用于幕墻外裝飾板材，主要用于建筑高度低于100米的建筑外墻板。
陶土板幕墻板塊
(陶土板幕墻)
(陶土板幕墻)
4. 膜結構幕墻
國家游泳中心(水立方)
國家游泳中心(水立方)就是這種迷墻技術應用的典型案例。這個項目的建筑設計由中國建筑工程總公司、澳大力亞PTW公司、澳大利亞ARPU公司聯合完成，建筑幕墻由沈陽遠大幕墻公司、德國FOILTEC公司聯合設計施工。該建筑特點是屋蓋、外墻和隔墻內外表面采用ETFE薄膜(0.2毫米)充氣氣枕鑲嵌在鋁合金框格中，每一個氣枕配一個氣泵，氣體不足時會自動充氣，保持飽滿。外觀猶似水分子結構、生物細胞或化學晶體，感覺象水泡沫在閃光，造成一種神秘感。膜結構技術存在爭議，水立方之后很少有應用。
三、超高層建筑上的幕墻應用技術
近年來我國超高層建筑非常之多，應該是全世界超高層建筑發展最快的一個國家。下面介紹今年來比較精典的超高層建筑的幕墻應用。
1.深圳平安金融中心
深圳平安金融中心目前土建剛開始施工，建筑高度660米，建筑頂端約有100米的塔尖，建筑高度是世界第四位。建筑幕墻面積17500平方米，采用單位式幕墻。該工程由沈陽遠大工程公司施工。
2. 廣州東塔
廣州的東塔，建筑高度530米，建筑幕墻面積12000平方米，全單位式幕墻，特點是由47000塊陶土板做成的陶土板幕墻，也是目前世界上應用在500米以上最高的超高層陶土板幕墻，十分有特色。
3. 深圳京基金融中心
深圳京基金融中心目前已經基本完工了。建筑高度441米，建筑幕墻面積9000平方米，采用單位式幕墻。該工程由沈陽遠大工程公司施工。
4.東方之門
東方之門建筑高度300米，由于江蘇地區要求強制外遮陽，所以全部大樓都使用了外遮陽系統。由全國最大的工裝的幕墻裝飾企業金螳螂裝飾公司施工。
5.廣東西塔
廣東西塔是全世界目前最大的隱框幕墻，也是全世界的最高的隱框幕墻。廣州西塔幕墻非常龐大，最大的板塊約6米左右。如此巨大的板塊完全用結構密封膠來粘貼確實讓人有些疑慮，而且幕墻建筑高度達432米，已經也超出了102規范的使用范疇，同時也出過了硅酮結構密封膠的國家標準的使用范圍。所以對該工程由建設部標準定額司特別召開了一個標準行政許可會。對超出標準規定的隱框玻璃幕墻使用的硅酮結構密封膠進行了一個專門的研究，同時做了大量的實驗。最后使用“廣州白云”高強度密封膠制做全隱框幕墻，目前的使用非常良好。幕墻工程由深圳金粵幕墻公司施工。
6. 上海中心大廈
上海中心大廈是目前為止使用樓層最高的中國建筑，建筑高度632米，121層，采用單位式幕墻，建筑幕墻面積12500平方米。該建筑非常奇特的，20300多塊玻璃板塊，每塊都不相同，它的特色的不僅是高度，它一共分成了9個區，每個區都是獨立生活區，最底下作為商業區，從第二區一直到第六區全部作為寫字樓，七、八區作為酒店，九區為觀光區，設有空中走廊，可以鳥瞰上海，并設有一些餐廳。由三家企業合作施工。
第二部分：建筑幕墻的節能
我國的建筑節能主要分為四個區域，一類是北方地區以保溫為核心的節能，相對比較完善;一類是夏熱冬暖地區的建筑節能，再一類是夏熱冬冷地區，夏熱冬暖節能的標準和體系的發展比保溫地區稍慢。目前，夏熱冬暖地區主要發展遮陽系統。江蘇地區去年提出將門窗的外遮陽作為強制標準的要求，新建建筑都必須有外遮陽，但是現在也是剛剛在開始不久，對整個的遮陽系統的完善還需要一個過程。
一、門窗幕墻的遮陽系統
在我國夏熱冬暖地區地區的主要節能措施是夏季的門窗遮陽技術;建筑構件主要為窗口式遮陽系統(以外凸式建筑構件為主);外置幕墻、門窗遮陽系統;門窗玻璃遮陽系統分為外置、中置、內置遮陽系統;利用后期綠色植物處理的遮陽方式。遮陽對于室內溫度的影響非常大。
1.外置式遮陽系統
幕墻、門窗外遮陽系統分為以下四種：
(1)外置百葉窗(木質、鋁合金、鋼制);
(2)外置遮陽卷簾(鋁合金、鋼制、PVC);
(3)建筑幕墻大型遮陽裝置(鋁合金遮陽棚、自動翻轉、垂直翼片);
(4)遮陽棚。
較為常見的外遮陽裝置有卷簾窗、外遮陽簾、遮陽板。
(百葉窗)
(卷簾)
(遮陽棚)
2.中置式遮陽系統
中置式遮陽系統分為以下三種：
(1)低輻射Low-E玻璃(鍍膜放置在第2面或第3面上);
(2)中置式遮陽卷簾(中空玻璃中置);
(3)雙層幕墻。
(低輻射Low-E玻璃)
(中置百葉窗)
(雙層低幅射幕墻)
3.內置式遮陽系統
門窗內置遮陽系統分為以下兩種：
(1)室內遮陽簾裝置
(2)內置遮陽百葉(中空玻璃中置)。
三種遮陽方式，效果依次為外置、中置、內置，外置遮陽阻擋陽光進入室內為86%，內置為65%。但總體上遮陽系統效果明顯，能有效保護室內溫度。
二、鋁合金門窗的保溫技術
我國建筑節能政策總體目標要求到2020年，我國的住宅和公共建筑建造和使用的能源消耗要接近或達到現階段中等發達國家的水平。在2010年，全國城鎮新建建筑實現節能50%，即有建筑節能改造逐步開展，大城市完成改造面積25%，中等城市完成15%，小城市完成10%。到2015年，城鎮新建建筑執行不低于65%的建筑節能標準，城鎮新建建筑95%達到建筑節能強制性標準的要求。鼓勵北京等四個直轄市和有條件的地區率先實施節能75%的標準。
2011年，北京市住建委發布了《北京市“十二五”時期民用建筑節能規劃》規定要求建筑外窗、陽臺門的平均傳熱系數達到1.5～2.0W/m²· K，北京市將率先實施75%的居住建筑節能設計標準，到2015年，北京市市建筑節能與綠色建筑工作將保持國內領先水平，達到國際先進水平。
(冬季房間散失的熱量)
(夏季進入房間的熱量)
由于建筑能耗50%是從門窗流失，所以建筑節能門窗是關鍵，門窗質量將在很大程度上決定了建筑的氣密性能、水密性能、隔聲性能、保溫性能、抗風壓性能、采光性能。在中國建筑設計應該首先考慮門窗節能，中國分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區，門窗的設計和使用要遵從所屬區域氣溫要求。其次要考慮雨水分布，如海南雨水分布較多，西北雨水較少，門窗設計必須針對其特性。
1.建筑門窗節能的主要途徑
建筑門窗節能的主要途徑在于使用高質量原材料，如多腔型材、隔熱型材，中空玻璃、Low-E玻璃、真空玻璃，優質五金件、密封材料和等壓原理設計，其次是門窗遮陽系統。鋁合金門窗節能主要通過采用穿條式隔熱鋁材、澆注式隔熱鋁材等優質型材及鋁木復、鋁塑復合等復合材料，再配以中空玻璃、真空玻璃和遮陽百葉來實現。
2.鋁合金型材的節能技術應用
鋁合金型材由兩種不同的工藝形成兩種型材。(1)穿條式鋁合金型材，先將鋁型材滾齒，再將PA斷熱條穿條，最后鋁型材壓合。(2)澆注式鋁合金型材，先加工鋁型材，再灌注聚亞胺脂，最后切斷鋁橋。
鋁型材在斷變化，英國早年鋁型材K值在3.6，而到了2010年達到了1.8，德國早年U值在3.5，現在可以達到1.6。
鋁木復合門窗分為木包鋁和鋁包木兩種，通過尼龍卡件將鋁材和木材結合在一起的新型門窗。鋁包木以木材為主，將薄的木片膠合成為集成材，尺寸穩定性更高，而且可膠合成大尺寸的窗框料。木包鋁則以鋁為主。
(鋁包木窗)
(木包鋁窗)
(鋁塑復合窗)
3. 建筑玻璃的節能技術應用
建筑玻璃演變和技術發展極為迅速，近年已出現多種節能玻璃。
(1)吸熱玻璃，是在玻璃本體內摻入金屬離子使其對太陽能有選擇地吸收，吸熱玻璃的節能是通過太陽光透過玻璃時將光能轉化為熱能而被玻璃吸收，從而減少太陽能進入室內。
(2)鍍膜玻璃，磁控濺射鍍膜玻璃在建筑上應用主要是熱反射玻璃，在玻璃表面鍍上金屬薄膜使其具有一定的反射效果，能將太陽能反射回大氣中而達到阻擋太陽能進入室內使太陽能不在室內轉化為熱能的目的。太陽能進入室內的量少，但是玻璃的可見光透過率會隨著反射率的升高而降低，影響采光效果，太高的玻璃反射率也可能出現光污染問題。
(3)中空玻璃，中空玻璃由于在兩片玻璃之間形成了被限制了流動的空氣層，從而減少了玻璃的對流和傳導傳熱，因此它具有了較好的隔熱能力。中空玻璃使用兩種膠密封施工工藝，丁基熱溶膠和聚硫膠或硅酮密封膠，使用裝分子篩的金屬間隔條，或熱熔密封間隔條，能有效的提高隔熱性。注入不同惰性氣體后，隔熱性能將有不同程度的提高。
(4)低輻射鍍膜玻璃Low-E玻璃，這種玻璃是一種對波長范圍4.5μm～25μm的遠紅外線有較高反射比的鍍膜玻璃。低輻射鍍膜玻璃還可以復合陽光控制功能。冬季，它對室內物體散發的熱輻射，像熱反射鏡一樣，將部分輻射熱反射回室內。夏季，它可以阻止室外熱輻射進入室內，Low-E玻璃的可見光反射率一般在11%以下，與普通白玻相近，低于普通陽光控制鍍膜玻璃的可見光反射率，可避免造成反射光污染。
(5)真空玻璃，真空玻璃是目前節能效果最好的玻璃，基于保溫瓶原理，將兩片平板玻璃四周密封起來，將其間隙抽成真空并密封排氣口。兩片平板玻璃之間的間隙為0.1-0.2mm。真空層內有規則排列直徑0.5mm的細小支撐物，并放有吸氣劑,真空度優于0.1Pa。真空玻傳熱系數K值0.9--0.7W/㎡K。隔熱性能是普通中空玻璃的2—3倍。隔聲性能Rw≥35dB，特殊隔聲組合真空玻璃可達到Rw≥45dB。由于真空層有效地阻隔了聲音的傳遞，特別是對于穿透性較強的中低頻率，效果更佳。
(6)玻璃貼膜技術，最早的玻璃貼膜技術應用在汽車玻璃貼膜，建筑玻璃貼膜常用的玻璃貼膜技術可見光透過率87%，隔熱率30%，遮蔽系數0.92，可見光反射率7%，太陽能吸收率35%，廣泛應用于既有建筑節能改造。
3.門窗密封材料的節能技術應用
門窗密封是衡量門窗質量的一個重要指標，不僅直接關系到門窗的氣密性和水密性，對門窗的熱傳導指標也有著重要影響。
