我國(guó)建筑節(jié)能門窗的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

我國(guó)建筑節(jié)能門窗的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

建筑門窗在我國(guó)有著悠久的歷史，從人類有固定居所開始，就有了窗戶的概念。最初的門窗形式是天然巖洞洞穴口的草蓋，后來(lái)逐步發(fā)展成木質(zhì)門或窗。真正意義上的木質(zhì)門窗，可以追溯到三千多年前的商、周是時(shí)期。建筑門窗作為我國(guó)古代燦爛建筑文明的組成部分，堪稱中華文化寶庫(kù)中一顆璀璨的明珠。1總述建筑門窗在我國(guó)有著悠久的歷史，從人類有固定居所開始，就有了窗戶的概念。最初的門窗形式是天然巖洞洞穴口的草蓋，后來(lái)逐步發(fā)展成木質(zhì)門(詞條“木質(zhì)門”由行業(yè)大百科提供)或窗。真正意義上的木質(zhì)門窗，可以追溯到三千多年前的商、周是時(shí)期。建筑門窗作為我國(guó)古代燦爛建筑文明的組成部分，堪稱中華文化寶庫(kù)中一顆璀璨的明珠。到了近現(xiàn)代，伴隨著工業(yè)化時(shí)代的到來(lái)，新式木窗、鋼窗、鋁窗、塑窗等也曾陸續(xù)主導(dǎo)了門窗市場(chǎng)，贏得了各自的黃金時(shí)期。然而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)能環(huán)保意識(shí)的深入，節(jié)能門窗又在悄然之間改變著門窗市場(chǎng)的發(fā)展格局。細(xì)數(shù)每一次變革，舊產(chǎn)品的淘汰，新產(chǎn)品的上馬，都對(duì)人們的生活產(chǎn)生了質(zhì)的影響。門窗的更新?lián)Q代不僅是市場(chǎng)所需，更反映了整個(gè)門窗行業(yè)的提升。隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，門窗越來(lái)越多地在超出自身使用價(jià)值范圍而體現(xiàn)出建筑的價(jià)值延伸，從一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)著建筑的品質(zhì)、品味和功能。2門窗發(fā)展的階段2.1第一階段：木窗到鋼窗的變革從人類產(chǎn)生門窗的概念開始，木質(zhì)就占據(jù)著早期門窗材料的主流。由于木質(zhì)門窗在耐腐蝕性、裝飾性等方面存在一定局限性，其他材料的門窗陸續(xù)出現(xiàn)在市場(chǎng)。1911年空腹鋼門窗從英國(guó)傳入中國(guó)，主要在上海、廣州、天津等城市的“租界”內(nèi)使用。新中國(guó)成立后鋼門窗在工業(yè)建筑和民用工程中得到了廣泛的應(yīng)用。七十年代后期，國(guó)家實(shí)施"以鋼代木"政策，大大推進(jìn)了鋼門窗的發(fā)展，八十年代是傳統(tǒng)鋼門窗的全盛時(shí)期，1989年市場(chǎng)占有率一度達(dá)到70%。大規(guī)模的城市建設(shè)，為鋼窗的發(fā)展贏得了商機(jī)，木窗迅速被鋼窗所取代。2.2第二階段：鋼窗到鋁窗的變革七十年代鋁合金門窗傳入我國(guó)，但是僅在外國(guó)駐華使館及少數(shù)涉外工程中使用。由于鋼窗的致命缺陷是熱傳導(dǎo)快，保溫性能差，容易生銹，不美觀，技術(shù)和工藝的改造余地不大。另一方面，國(guó)內(nèi)鋼門窗配套生產(chǎn)能力不足，鋼門窗的價(jià)格居高不下，逐步失去與鋁合金門窗競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。鋁窗可塑性極強(qiáng)，加工形式多樣，并且不易生銹，因此鋁門窗得到大力推廣，鋁門窗系列產(chǎn)品市場(chǎng)空間逐步擴(kuò)大，形成了較為完善的鋁門窗產(chǎn)品體系，確立了其在門窗領(lǐng)域支柱產(chǎn)品地位。2.3第三階段：鋁窗到塑鋼窗的變革鋁合金可塑性強(qiáng)，易于加工，外觀豪華，阻燃性好，但其熱傳導(dǎo)系數(shù)極高，密封和保溫效果不理想。為了解決門窗保溫問(wèn)題，1983年我國(guó)從德國(guó)引進(jìn)塑鋼門窗生產(chǎn)技術(shù)。隨后，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出了一批設(shè)備、模具(詞條“模具”由行業(yè)大百科提供)、型材、組裝設(shè)備等生產(chǎn)廠家;1996年國(guó)家大力提倡生產(chǎn)塑鋼門窗，于是迎來(lái)了塑鋼門窗行業(yè)的繁榮。九十年代是我國(guó)塑鋼門窗應(yīng)用的高峰期。同時(shí)，由于塑鋼窗的低水平重復(fù)生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證，無(wú)底線的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，把塑鋼窗帶入死巷，并最終退出市場(chǎng)。2.4第四階段：塑鋼窗到斷橋鋁隔熱門窗的變革塑鋼窗的優(yōu)點(diǎn)是保溫性好，耐腐蝕性好。被引入中國(guó)市場(chǎng)后，其核心技術(shù)仍掌握在國(guó)外企業(yè)手中，價(jià)格較高。隨著國(guó)內(nèi)塑鋼產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，全行業(yè)普遍出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量下降的現(xiàn)象。材料本身耐候性也存在一定問(wèn)題，比如黃變，日久會(huì)變脆，高分子材料降解，變形量大，并引發(fā)了多起安全事故。1999年建設(shè)部發(fā)文，高層建筑禁止使用塑鋼窗，塑鋼門窗市場(chǎng)迅速萎靡，于是節(jié)能鋁合金窗又逐步占領(lǐng)市場(chǎng)。為了解決門窗節(jié)能的問(wèn)題，我國(guó)從2000年后逐步引進(jìn)了斷橋鋁合金隔熱技術(shù)。該技術(shù)包括注膠式隔熱型材和穿條式隔熱型材兩種不同技術(shù)路線。斷橋鋁合金隔熱性能的革命性提高，從一定程度上解決了鋁合金型材傳導(dǎo)散熱快、不節(jié)能的致命問(wèn)題，開始被市場(chǎng)推崇。3我國(guó)節(jié)能門窗的現(xiàn)狀隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的深入，國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策的出臺(tái)，人們開始意識(shí)到節(jié)能環(huán)保是大勢(shì)所趨。作為節(jié)能環(huán)保的最佳之選，斷橋鋁隔熱型材的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。首先鋁材是環(huán)保的，可再生，可回收利用的，不會(huì)造成環(huán)境污染。其次隔熱型材對(duì)熱的傳導(dǎo)最小。第三，鋁型材的可塑性極強(qiáng)，裝飾效果極佳。美國(guó)AZON公司和德國(guó)泰諾風(fēng)公司作為世界節(jié)能門窗行業(yè)的引領(lǐng)者和代表者，自2000年前后進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的第一天起，就影響和推動(dòng)著中國(guó)門窗行業(yè)的變革。大連固瑞聚氨酯(詞條“聚氨酯”由行業(yè)大百科提供)有限公司是一家以聚氨酯高新技術(shù)及產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)、推廣應(yīng)用為主的創(chuàng)新型股份制企業(yè)，繼承了遼寧省化工研究院聚氨酯研究室四十多年聚氨酯研究開發(fā)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。固瑞公司生產(chǎn)的高強(qiáng)度(詞條“強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供)、高性能聚氨酯隔熱澆注膠產(chǎn)品，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。自固瑞隔熱澆注膠產(chǎn)品投入市場(chǎng)以來(lái)，被全國(guó)主要鋁型材生產(chǎn)商大量使用，廣泛用于各類建筑門窗、玻璃幕墻隔熱節(jié)能系統(tǒng)、以及高鐵、地鐵、大型冷庫(kù)等節(jié)能領(lǐng)域，占有聚氨酯隔熱膠全國(guó)50%以上的市場(chǎng)份額，為我國(guó)節(jié)能門窗做出貢獻(xiàn)。有報(bào)告表明，到2015年，節(jié)能門窗的需求在整體市場(chǎng)的比重將會(huì)大大上升，一方面是由于消費(fèi)者的環(huán)保節(jié)能意識(shí)，另一方面則來(lái)自于政府節(jié)能減排，減免稅務(wù)等政策的支持。眾多門窗廠家紛紛瞄準(zhǔn)了這一機(jī)遇，開始謀求轉(zhuǎn)型，并將目標(biāo)鎖定在隔熱門窗行業(yè)。建筑門窗在我國(guó)有著悠久的歷史，從人類有固定居所開始，就有了窗戶的概念。最初的門窗形式是天然巖洞洞穴口的草蓋，后來(lái)逐步發(fā)展成木質(zhì)門或窗。真正意義上的木質(zhì)門窗，可以追溯到三千多年前的商、周是時(shí)期。建筑門窗作為我國(guó)古代燦爛建筑文明的組成部分，堪稱中華文化寶庫(kù)中一顆璀璨的明珠。4兩種隔熱鋁型材技術(shù)比較當(dāng)今世界最為主流、最為普及的兩種隔熱鋁型材是使用聚氨酯隔熱膠的注膠式隔熱型材和使用尼龍玻璃纖維隔熱條的穿條式隔熱型材。這兩種隔熱系統(tǒng)的隔熱性能和建筑結(jié)構(gòu)性能差異很大。4.1穿條式隔熱型材的生產(chǎn)工藝穿條式隔熱鋁型材的原理是利用PA66尼龍將室內(nèi)外兩層鋁合金既隔開又緊密連接成一個(gè)整體，構(gòu)成一種新的隔熱型的鋁型材。但在使用過(guò)程中，出現(xiàn)了很多問(wèn)題，后來(lái)又從德國(guó)，法國(guó)和比利時(shí)進(jìn)口增強(qiáng)尼龍等材料。穿條式隔熱鋁型材一般分開齒、穿條、滾壓(詞條“滾壓”由行業(yè)大百科提供)三道工序，現(xiàn)在也有設(shè)備廠家把開齒和穿條放在一臺(tái)設(shè)備上來(lái)完成，稱為“二步法”。開齒是用一臺(tái)帶有硬質(zhì)滾齒輪的設(shè)備將鋁型材上要穿隔熱條的部分滾出齒來(lái)。目的是通過(guò)滾齒使型材的粗糙度增加從而提高組合后型材的剪切力。由于型材分為內(nèi)外兩個(gè)部分，根據(jù)生產(chǎn)的需要，開齒設(shè)備一般是兩臺(tái)。穿條式是把隔熱條穿到型材上，把內(nèi)外兩部分型材連起來(lái)，為下一步滾壓作好準(zhǔn)備。一臺(tái)設(shè)備即可。滾壓該工序又分為導(dǎo)向及預(yù)夾緊、主要夾緊、校直(水平方向、垂直方向)三個(gè)工步，是確保成品型材的緊密度和垂直度的關(guān)鍵?！按l工藝”的隔熱材料是隔熱條，目前正規(guī)的隔熱條是聚酰胺66(即Polyamide66，俗稱尼龍66)，它的生產(chǎn)方法有兩種：硬頂法和牽引法。硬頂法結(jié)構(gòu)緊、外觀好但比較“脆”，牽引法生產(chǎn)的韌性好但外觀差，側(cè)面有工藝凹陷。為了追求表面美觀和精度，用PA66尼龍加超細(xì)玻璃纖維是國(guó)外隔熱條的共同特點(diǎn)。由于用的是超細(xì)玻璃纖維，抗拉強(qiáng)度差只有60N/mm，而且價(jià)格昂貴。4.2注膠式隔熱型材的生產(chǎn)工藝注膠式隔熱鋁型材的原理是通過(guò)澆注聚氨酯隔熱材料將室內(nèi)外兩層鋁合金既隔開又緊密連接成一個(gè)整體，構(gòu)成一種新的隔熱型的鋁型材?！皾沧⒐に嚒笔前驯砻嫣幚砗玫匿X型材通過(guò)行走系統(tǒng)做直線運(yùn)動(dòng)，使鋁型材的隔熱槽經(jīng)過(guò)澆注機(jī)的澆注頭下方時(shí)，液體聚氨酯隔熱材料澆注到隔熱槽內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的凝固后再進(jìn)行切橋。4.3注膠式與穿條式隔熱鋁型材作性能對(duì)比分析4.3.1基本性能對(duì)比注膠式隔熱型材生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn):一、出材率，降低門窗成本在隔熱性能相同的情況下，穿條式隔熱型材的橫截面積大，腔體寬度至少比注膠式隔熱型材大4mm。每米隔熱型材的重量比澆注式的大，因此其出材率比注膠式隔熱型材少13%，制造1平方米門窗大約多消耗1-1.5公斤鋁型材。通過(guò)對(duì)1500mm×1500mm的標(biāo)準(zhǔn)樣窗尺寸進(jìn)行分析性計(jì)價(jià)，注膠式比穿條式隔熱窗鋁材成本每平米低20%左右。二、生產(chǎn)效率注膠式隔熱型材生產(chǎn)效率高，成品率高，工藝穩(wěn)定可靠，特別適合規(guī)?；瓦B續(xù)化生產(chǎn)，五人班產(chǎn)6—8噸，生產(chǎn)效率是穿條式隔熱型材的2倍。穿條式隔熱型材盡管生產(chǎn)效率低，但是其生產(chǎn)靈活，對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性要求不高。三、水密性、氣密性高，隔音效果注膠式隔熱型材是一次性把澆注膠澆注到鋁型材隔熱槽內(nèi)固化形成隔熱橋，由于澆注膠的高粘合性，隔熱橋與鋁型材完全粘結(jié)成為一體，克服穿條式隔熱型材由于打齒、穿條、輥壓等工藝導(dǎo)致的水密性、氣密性差的缺陷，注膠式隔熱型材制造的門窗、幕墻的防水、隔音效果好。四、隔熱型材強(qiáng)度高注膠式隔熱鋁型材慣性矩為：513379.2mm4，約為普通鋁型材的94%;穿條式隔熱鋁型材慣性矩為327441.2mm4，約為普通鋁型材的59.6%。實(shí)際檢測(cè)表明：注膠式隔熱鋁型材抗剪強(qiáng)度(詞條“抗剪強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供)是穿條式隔熱系統(tǒng)的3-4倍。此外，注膠式隔熱系統(tǒng)還具有更高的抗扭曲、抗沖擊和抗拉伸強(qiáng)度。在高效隔熱的同時(shí)還具備足以抗高風(fēng)壓的高抗剪強(qiáng)度，滿足高層建筑和幕墻各種嚴(yán)格的要求。五、多種窗型適應(yīng)性澆注式隔熱鋁型材結(jié)構(gòu)緊湊，小巧美觀，對(duì)型材和窗型適應(yīng)性廣，可以加工成任何形狀的門窗，包括異型門窗、半徑比較小的圓弧形窗等。六、隔熱性能高隔熱窗型的熱力學(xué)性能紅外分析圖和測(cè)試結(jié)果表明，在門窗型材寬度、玻璃系統(tǒng)配置及隔熱材料寬度均相同的前提下，注膠式型材隔熱窗的U值為2.83W/m2K，穿條式隔熱窗的U值為2.98W/m2K，注膠式隔熱窗的隔熱性能優(yōu)于穿條式隔熱窗。注膠式隔熱型材的缺點(diǎn):一、注膠式隔熱型材生產(chǎn)工藝要求高，各技術(shù)參數(shù)控制嚴(yán)格，否則產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求。二、生產(chǎn)環(huán)境要求高，對(duì)溫度和濕度要求高。低溫15℃和高溫35℃及空氣濕度大于70%時(shí)都可能無(wú)法正常生產(chǎn)。三、穿條式可以實(shí)現(xiàn)先穿條，后噴粉的鋁型材生產(chǎn)工藝。四、由于市場(chǎng)推廣力度不同，目前穿條式比注膠式市場(chǎng)規(guī)模大，使用的廠家較多。5、建筑門窗的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)建筑門窗的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是越來(lái)越重視性能、功能與美感并重，越來(lái)越注重個(gè)性化。目前，除了斷橋鋁隔熱節(jié)能技術(shù)以外，其他一些新技術(shù)諸如鋁-塑復(fù)合門窗、鋁-木復(fù)合門窗也在不斷發(fā)展。節(jié)能環(huán)保成為建筑門窗的未來(lái)發(fā)展永恒的主旋律。最近德國(guó)拜耳公司和美國(guó)Huntsman公司、江蘇源盛復(fù)合材料公司先后推出了新型玻纖增強(qiáng)(詞條“玻纖增強(qiáng)”由行業(yè)大百科提供)型聚氨酯門窗。該門窗型材是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，以聚氨酯為基體樹脂，通過(guò)先進(jìn)的拉擠工藝生產(chǎn)出來(lái)的新型復(fù)合材料。該型材整體性能在保溫、隔熱、強(qiáng)度、阻燃、壽命方面比塑鋼窗具有極其顯著的優(yōu)勢(shì)，近期備受關(guān)注，但是其致命的缺點(diǎn)是材料不可回收，可能限制其大規(guī)模推廣使用。當(dāng)然