1 總述　

 

　　建筑門窗在我國有著悠久的歷史，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，后來逐步發(fā)展成木質門(詞條“木質門”由行業(yè)大百科提供)或窗。真正意義上的木質門窗，可以追溯到三千多年前的商、周是時期。建筑門窗作為我國古代燦爛建筑文明的組成部分，堪稱中華文化寶庫中一顆璀璨的明珠。

 

　　到了近現(xiàn)代，伴隨著工業(yè)化時代的到來，新式木窗、鋼窗、鋁窗、塑窗等也曾陸續(xù)主導了門窗市場，贏得了各自的黃金時期。然而隨著科學技術的發(fā)展以及節(jié)能環(huán)保意識的深入，節(jié)能門窗又在悄然之間改變著門窗市場的發(fā)展格局。

 

　　細數(shù)每一次變革，舊產品的淘汰，新產品的上馬，都對人們的生活產生了質的影響。門窗的更新?lián)Q代不僅是市場所需，更反映了整個門窗行業(yè)的提升。隨著社會的發(fā)展，科學技術的不斷進步，建筑標準的逐步提高，門窗越來越多地在超出自身使用價值范圍而體現(xiàn)出建筑的價值延伸，從一個側面體現(xiàn)著建筑的品質、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

 

　　從人類產生門窗的概念開始，木質就占據著早期門窗材料的主流。由于木質門窗在耐腐蝕性、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。

 

　　1911年空腹鋼門窗從英國傳入中國，主要在上海、廣州、天津等城市的“租界”內使用。新中國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用。七十年代后期，國家實施"以鋼代木"政策，大大推進了鋼門窗的發(fā)展，八十年代是傳統(tǒng)鋼門窗的全盛時期，1989年市場占有率一度達到70％。大規(guī)模的城市建設，為鋼窗的發(fā)展贏得了商機，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，但是僅在外國駐華使館及少數(shù)涉外工程中使用。由于鋼窗的致命缺陷是熱傳導快，保溫性能差，容易生銹，不美觀，技術和工藝的改造余地不大。另一方面，國內鋼門窗配套生產能力不足，鋼門窗的價格居高不下，逐步失去與鋁合金門窗競爭的實力。

 

　　鋁窗可塑性極強，加工形式多樣，并且不易生銹，因此鋁門窗得到大力推廣，鋁門窗系列產品市場空間逐步擴大，形成了較為完善的鋁門窗產品體系，確立了其在門窗領域支柱產品地位。

 

　　2.3 第三階段：鋁窗到塑鋼窗的變革

 

　　鋁合金可塑性強，易于加工，外觀豪華，阻燃性好，但其熱傳導系數(shù)極高，密封和保溫效果不理想。為了解決門窗保溫問題，1983年我國從德國引進塑鋼門窗生產技術。隨后，國內涌現(xiàn)出了一批設備、模具、型材、組裝設備等生產廠家;1996年國家大力提倡生產塑鋼門窗，于是迎來了塑鋼門窗行業(yè)的繁榮。九十年代是我國塑鋼門窗應用的高峰期。同時，由于塑鋼窗的低水平重復生產，產品質量無法保證，無底線的價格競爭，把塑鋼窗帶入死巷，并最終退出市場。

 

　　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)點是保溫性好，耐腐蝕性好。被引入中國市場后，其核心技術仍掌握在國外企業(yè)手中，價格較高。隨著國內塑鋼產業(yè)競爭的加劇，全行業(yè)普遍出現(xiàn)產品質量下降的現(xiàn)象。材料本身耐候性也存在一定問題，比如黃變，日久會變脆，高分子材料降解，變形量大，并引發(fā)了多起安全事故。1999年建設部發(fā)文，高層建筑禁止使用塑鋼窗，塑鋼門窗市場迅速萎靡，于是節(jié)能鋁合金窗又逐步占領市場。

 

　　為了解決門窗節(jié)能的問題，我國從2000年后逐步引進了斷橋鋁合金隔熱技術。該技術包括注膠式隔熱型材和穿條式隔熱型材兩種不同技術路線。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散熱快、不節(jié)能的致命問題，開始被市場推崇。

 

　　3 我國節(jié)能門窗的現(xiàn)狀

 

　　隨著節(jié)能環(huán)保意識的深入，國家節(jié)能環(huán)保政策的出臺，人們開始意識到節(jié)能環(huán)保是大勢所趨。作為節(jié)能環(huán)保的最佳之選，斷橋鋁隔熱型材的優(yōu)勢是顯而易見的。首先鋁材是環(huán)保的，可再生，可回收利用的，不會造成環(huán)境污染。其次隔熱型材對熱的傳導最小。第三，鋁型材的可塑性極強，裝飾效果極佳。美國AZON公司和德國泰諾風公司作為世界節(jié)能門窗行業(yè)的引領者和代表者，自2000年前后進入中國市場的第一天起，就影響和推動著中國門窗行業(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及產品的生產研發(fā)、推廣應用為主的創(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)的技術和經驗。固瑞公司生產的高強度、高性能聚氨酯隔熱澆注膠產品，擁有完全自主知識產權。自固瑞隔熱澆注膠產品投入市場以來，被全國主要鋁型材生產商大量使用，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、大型冷庫等節(jié)能領域，占有聚氨酯隔熱膠全國50％以上的市場份額，為我國節(jié)能門窗做出貢獻。

 

　　有報告表明，到2015年，節(jié)能門窗的需求在整體市場的比重將會大大上升，一方面是由于消費者的環(huán)保節(jié)能意識，另一方面則來自于政府節(jié)能減排，減免稅務等政策的支持。眾多門窗廠家紛紛瞄準了這一機遇，開始謀求轉型，并將目標鎖定在隔熱門窗行業(yè)。

 

　　建筑門窗在我國有著悠久的歷史，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，后來逐步發(fā)展成木質門或窗。真正意義上的木質門窗，可以追溯到三千多年前的商、周是時期。建筑門窗作為我國古代燦爛建筑文明的組成部分，堪稱中華文化寶庫中一顆璀璨的明珠。

 

　　4 兩種隔熱鋁型材技術比較

 

　　當今世界最為主流、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構性能差異很大。

 

　　4.1 穿條式隔熱型材的生產工藝

 

　　穿條式隔熱鋁型材的原理是利用PA66尼龍將室內外兩層鋁合金既隔開又緊密連接成一個整體，構成一種新的隔熱型的鋁型材。但在使用過程中，出現(xiàn)了很多問題，后來又從德國，法國和比利時進口增強尼龍等材料。

 

　　穿條式隔熱鋁型材一般分開齒、穿條、滾壓三道工序，現(xiàn)在也有設備廠家把開齒和穿條放在一臺設備上來完成，稱為“二步法”。開齒是用一臺帶有硬質滾齒輪的設備將鋁型材上要穿隔熱條的部分滾出齒來。目的是通過滾齒使型材的粗糙度增加從而提高組合后型材的剪切力。由于型材分為內外兩個部分，根據生產的需要，開齒設備一般是兩臺。

 

　　穿條式是把隔熱條穿到型材上，把內外兩部分型材連起來，為下一步滾壓作好準備。一臺設備即可。滾壓 該工序又分為導向及預夾緊、主要夾緊、校直(水平方向、垂直方向)三個工步，是確保成品型材的緊密度和垂直度的關鍵。

 

　　“穿條工藝”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)，它的生產方法有兩種：硬頂法和牽引法。硬頂法結構緊、外觀好但比較“脆”，牽引法生產的韌性好但外觀差，側面有工藝凹陷。為了追求表面美觀和精度，用PA66尼龍加超細玻璃纖維是國外隔熱條的共同特點。由于用的是超細玻璃纖維，抗拉強度差只有60N/mm，而且價格昂貴。

 

　　4.2 注膠式隔熱型材的生產工藝

 

　　注膠式隔熱鋁型材的原理是通過澆注聚氨酯隔熱材料將室內外兩層鋁合金既隔開又緊密連接成一個整體，構成一種新的隔熱型的鋁型材。“澆注工藝”是把表面處理好的鋁型材通過行走系統(tǒng)做直線運動，使鋁型材的隔熱槽經過澆注機的澆注頭下方時，液體聚氨酯隔熱材料澆注到隔熱槽內，經過一段時間的凝固后再進行切橋。

 

　　4.3 注膠式與穿條式隔熱鋁型材作性能對比分析

 

　　4.3.1 基本性能對比

 

　　注膠式隔熱型材生產工藝的優(yōu)點:

 

　?。?）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。通過對1500mm×1500mm的標準樣窗尺寸進行分析性計價，注膠式比穿條式隔熱窗鋁材成本每平米低20％左右。

 

　　（2）生產效率

 

　　注膠式隔熱型材生產效率高，成品率高，工藝穩(wěn)定可靠，特別適合規(guī)?；瓦B續(xù)化生產，五人班產6—8噸，生產效率是穿條式隔熱型材的2倍。穿條式隔熱型材盡管生產效率低，但是其生產靈活，對生產連續(xù)性要求不高。

 

　　（3）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。

 

　?。?）隔熱型材強度高

 

　　注膠式隔熱鋁型材慣性矩為：513379.2 mm4，約為普通鋁型材的94％;穿條式隔熱鋁型材慣性矩為327441.2 mm4，約為普通鋁型材的59.6％。實際檢測表明：注膠式隔熱鋁型材抗剪強度是穿條式隔熱系統(tǒng)的3-4倍。此外，注膠式隔熱系統(tǒng)還具有更高的抗扭曲、抗沖擊和抗拉伸強度。在高效隔熱的同時還具備足以抗高風壓的高抗剪強度，滿足高層建筑和幕墻各種嚴格的要求。

 

　?。?）多種窗型適應性

 

　　澆注式隔熱鋁型材結構緊湊，小巧美觀，對型材和窗型適應性廣，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。

 

　?。?）隔熱性能高

 

　　隔熱窗型的熱力學性能紅外分析圖和測試結果表明，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:

 

　?。?）注膠式隔熱型材生產工藝要求高，各技術參數(shù)控制嚴格，否則產品質量達不到要求。

 

　?。?）生產環(huán)境要求高，對溫度和濕度要求高。低溫15℃和高溫35℃及空氣濕度大于70％時都可能無法正常生產。

 

　?。?）穿條式可以實現(xiàn)先穿條，后噴粉的鋁型材生產工藝。

 

　　（4）由于市場推廣力度不同，目前穿條式比注膠式市場規(guī)模大，使用的廠家較多。

 

　　5、建筑門窗的未來發(fā)展趨勢

 

　　建筑門窗的未來發(fā)展趨勢是越來越重視性能、功能與美感并重，越來越注重個性化。目前，除了斷橋鋁隔熱節(jié)能技術以外，其他一些新技術諸如鋁-塑復合門窗、鋁-木復合門窗也在不斷發(fā)展。節(jié)能環(huán)保成為建筑門窗的未來發(fā)展永恒的主旋律。最近德國拜耳公司和美國Huntsman公司、江蘇源盛復合材料公司先后推出了新型玻纖增強(詞條“玻纖增強”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材料，以聚氨酯為基體樹脂，通過先進的拉擠工藝生產出來的新型復合材料。該型材整體性能在保溫、隔熱、強度、阻燃、壽命方面比塑鋼窗具有極其顯著的優(yōu)勢，近期備受關注，但是其致命的缺點是材料不可回收，可能限制其大規(guī)模推廣使用。

 

　　當然鋁合金具有密度小、比強度高，耐腐蝕，易于加工和回收，可循環(huán)使用的特點。采用新型隔熱技術解決了鋁合金不節(jié)能的難題后，注膠式隔熱型材和穿條式隔熱型材成為當今最為主流和最為普及的兩種建筑隔熱型材，必將在可預見的將來長期占據節(jié)能門窗的市場主流，其市場地位才可預見的將來是無法撼動的。節(jié)能環(huán)保為隔熱門窗及幕墻行業(yè)的發(fā)展迎來了新的技術挑戰(zhàn)和市場商機。在建筑門窗行業(yè)亂象叢生的市場格局中，斷橋鋁型材隔熱技術必將引領節(jié)能門窗及幕墻行業(yè)的再次變革，并長期主導門窗及幕墻市場未來的發(fā)展方向。