1.1 建筑歷史中門(mén)窗的由來(lái)
1.1.1 從居住到建筑
1.1.2 世界歷史中的門(mén)窗
1.1.3 中國門(mén)窗歷史回顧
1.2 國外門(mén)窗節能技術(shù)的發(fā)展和現狀
1.2.1 建筑節能政策
1.2.2 門(mén)窗應用和發(fā)展
1.3 國內門(mén)窗節能技術(shù)的發(fā)展和現狀
1.3.1 市場(chǎng)應用現狀
1.3.2 技術(shù)發(fā)展狀況
1.1 建筑歷史中門(mén)窗的由來(lái)
1.1.1 從居住到建筑
人類(lèi)的文明演變過(guò)程中,從最初尋求原始居住場(chǎng)所開(kāi)始到有意識的建造住所花費了數十萬(wàn)年。1921年開(kāi)始在北京門(mén)頭溝發(fā)掘“北京猿人”距今70萬(wàn)年~20萬(wàn)年,在這個(gè)屬舊石器時(shí)代早期遺址發(fā)現有用火遺跡。在發(fā)現了很多人工打擊的大批石英碎片的同時(shí),還發(fā)現了紫荊樹(shù)的木炭及用火的灰燼遺址和燒石、燒骨等,這一發(fā)現將人類(lèi)使用火的歷史提前了幾十萬(wàn)年。同一時(shí)間發(fā)現的“山頂洞人”屬晚期智人,生活于距今18000年前的周口店地區。他們的體質(zhì)形態(tài),已經(jīng)同現代人基本相同。“山頂洞人”已掌握刮挖、磨光、鉆孔等技術(shù),能夠制作精美的裝飾品。他們還以獸皮為原料,用骨針和骨錐縫制衣物,并掌握了制火的技術(shù)。
從用火和制火無(wú)疑是一個(gè)巨大的進(jìn)步。人類(lèi)學(xué)會(huì )使用火,是人類(lèi)從動(dòng)物分化出來(lái)并跨入文明世界的一個(gè)重要標志,它宣告了人類(lèi)黎明時(shí)代的來(lái)臨。有趣的是在遺址的居住洞穴里留下了很厚的灰燼堆,還有洞穴上方人工開(kāi)鑿的斜洞,用于排煙和通風(fēng),并有采光作用。雖然“洞穴”并不能被認為從現代意義上詮釋的建筑,但它畢竟是早期人類(lèi)利用自然客觀(guān)環(huán)境條件——水源、高臺、山洞、森林等,在此基礎上稍加改造的居住場(chǎng)所,體現了原始人類(lèi)對自身居所的原始要求。
定居社會(huì )的產(chǎn)生是人類(lèi)經(jīng)濟方式從食物采集向食物生產(chǎn)轉變的結果,建筑的產(chǎn)生是食物富饒地區缺乏掩蔽所的結果。
公元前5000年以前或期間出現于阿拉伯沙漠周?chē)略挛值貒?,其建筑顯示出這一進(jìn)步的最早跡象,在現存遺址的浮雕中,表現出帶有小型方型洞口的建筑物,還發(fā)現一些裝有穿孔的赤陶土板窗口。
隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展,技術(shù)技能和可利用的工具是建筑類(lèi)型的主要決定因素,同時(shí)還存在其他重要因素,那就是當地的自然環(huán)境狀況,自然狀態(tài)的寒冷和高山、高原地區,保溫和防風(fēng)構造是必要的,窗口設置的尺寸并不大,主要建筑材料采用當地的石材、泥和混合物等,建筑本身比較堅固耐用;而熱帶和較濕潤的地區主要考慮通風(fēng)及躲避太陽(yáng)熱,這一地區的原木和草本植物是建筑的主要材料,但由于建材的高腐蝕性使建筑壽命較短。
1.1.2 世界歷史中的門(mén)窗
公元前2000年到3000年間,地中海東部地區出現了設計較為復雜的、帶有中央庭院和透光孔的居住建筑,公元前1700年出現了帶有玻璃采光的窗戶(hù)。
玻璃窗是從公元前1世紀開(kāi)始普遍使用的,規格為2英尺×1英尺(約600㎜×300㎜)的方格玻璃在之后的相當長(cháng)的一段時(shí)期被延用。在意大利的奧斯蒂亞,窗戶(hù)的形狀通常與門(mén)相似,高寬比為2,而在英國的不列顛,人們喜歡在立柱式外墻的屋檐下設置矮小的窗戶(hù),并用欄桿柱隔開(kāi)。在不列顛發(fā)現的羅馬時(shí)期的窗玻璃碎片至少有0.125英寸(約0.38㎜)厚,顏色為淡藍綠色?AЭ贍蓯前匆蠼階⒍傻?,哉浕些詺埼的小窗上还乃G醬抵頻牟AА?
最早用于窗戶(hù)的玻璃是用吹制工藝制作的。玻璃吹制技術(shù)的生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)便,易于拓展和延伸,被迅速用于窗玻璃制作,其使用者被認為是羅馬的技術(shù)人員。主要方法是將玻璃吹制成大玻璃泡,然后一邊旋轉,一邊加工,使之成為香腸形狀。將兩端打開(kāi)并拉長(cháng),使之成為圓柱體,再用燒紅的鐵片縱向片開(kāi)。之后,把片開(kāi)的圓柱體放到平坦的爐盤(pán)上一次加熱,并用鉗子拉平。最后將產(chǎn)品安裝到框架上,當然不如現代窗玻璃那樣平整。
早期窗玻璃的一些最佳證據出自羅馬時(shí)代龐貝城的貯藏室。公元79年維蘇威火山爆發(fā)時(shí),這個(gè)貯藏室曾被火山灰埋沒(méi)。龐貝城中最古老的窗玻璃出自公元前60年左右在古羅馬廣場(chǎng)上營(yíng)造的一座建筑,那塊窗玻璃則是稍晚時(shí)制作的。玻璃呈圓形,厚半英寸,固定在一個(gè)銅框上。由于銅框半腰上有兩個(gè)樞軸,因此窗戶(hù)可以打開(kāi),這或許是最早的五金件。銅框窗戶(hù)的尺寸開(kāi)始變大,所用玻璃大小為21×28英寸的窗玻璃。龐貝城中幾塊最大的窗玻璃安在公共浴場(chǎng)內,大小為40×28 英寸(約122㎜×85㎜),厚度為0.4英寸(約1.22㎜),四周為銅框。玻璃的一側為毛面,大概是用沙子打磨出來(lái)的。不過(guò),更常見(jiàn)的是在裝飾華麗的木框上把小塊玻璃拼起來(lái)。
除龐貝城中的實(shí)物證據外,窗玻璃在羅馬時(shí)代氣候溫暖的地中海地區相對少見(jiàn),越往北移,則越常見(jiàn)。公元2世紀,在德意志的特里爾和科隆興建了大批玻璃作坊。在不列顛,公元50年英格蘭和威爾士被納入帝國之后,玻璃窗成為尋常之物,在當地的許多居民點(diǎn),乃至帝國邊界之外的蘇格蘭南部均有發(fā)現。但我們不應因此而認為窮苦人家也有能力購置玻璃窗;說(shuō)它尋常,是指年老的部落酋長(cháng)在帝國治下已經(jīng)成了富人。公元270年,亞歷山大城的一位商人讓人將窗玻璃斜安在他家的窗戶(hù)上,以此顯示自家是多么富有。玻璃窗是昴貴的奢侈品,因此擁有玻璃窗的人家都用窗簾、百葉窗或木遮板來(lái)加以保護。
即便在羅馬帝國滅亡之后,窗玻璃制作也仍在東方繼續。在那里,大多數窗子的制作方法是把玻璃先吹制成球形,然后趁熱切成帶寬邊的淺碗形狀。如今,巴勒斯坦地區仍在制作這種玻璃窗。在西方,窗玻璃的使用在許多個(gè)世紀里一直局限于教堂之內。彩色玻璃也被發(fā)明出來(lái)。最初,其功能是向文盲展示《圣經(jīng)》故事。將各種場(chǎng)景畫(huà)到玻璃上之后,再用火燒的辦法使色彩附著(zhù)在玻璃上。在不列顛,玻璃制作復蘇緩慢;教會(huì )歷史學(xué)家比德曾經(jīng)寫(xiě)道:公元675年,芒克威爾茅斯新建隱修院的院長(cháng)曾不得不派人前往法蘭西,請玻璃工匠為隱修院制作窗子和圣器。只是到1200年左右,這一行業(yè)才在歐洲再次恢復,各國的王宮這時(shí)開(kāi)始安裝玻璃。
彩色玻璃窗的制作是一個(gè)傳統工藝,早就達到了完美的水平。萊撒比(Lethaby)說(shuō)彩色玻璃窗戶(hù)是已知最完美的藝術(shù)形式,他還宣稱(chēng),古老的玻璃里好像有陽(yáng)光的存在,以至于整個(gè)窗戶(hù)就像鑲嵌了彩色的火焰。
地中海地區的彩色玻璃工藝在12世紀有了新的發(fā)展。它的一個(gè)主要用途是阻擋過(guò)量的光線(xiàn),使教堂保持令人舒適的涼爽。那個(gè)時(shí)候只能制造小片玻璃,但足以組裝鑲嵌成窗戶(hù)。藍色和紅寶石色的不規則玻璃小塊通過(guò)鉛企口拼接起來(lái),然后放在有鐵條支撐的石頭框架內。這樣形成了許多和諧的圖案。為了進(jìn)一步使光線(xiàn)減弱并變得柔和,常常用單一的褐色彩料暗化玻璃,這種彩料的成分是玻璃粉和鐵的氧化物,用塞內加爾橡膠作黏合劑。在英格蘭的坎特伯雷、約克郡、林肯郡、多切斯特(牛津郡)、威爾特郡和里文霍爾,都還能看到12世紀鑲嵌圖案的玻璃窗戶(hù)。
在下一個(gè)世紀,裝玻璃工制作出了更大的玻璃窗,圖案主題也更加多樣化。在英格蘭,因為天空是灰色的,人們感覺(jué)需要更多的光亮,結果灰色模擬浮雕畫(huà)的裝飾風(fēng)格得到了發(fā)展?;疑M雕畫(huà)裝飾有乳白色和珍珠色效果,帶有精致的葉形和幾何圖案。約克大教堂的“五姐妹窗戶(hù)”是這種工藝的杰出范例,在索爾茲伯里也有一些優(yōu)秀的作品。
早在14世紀,一個(gè)值得注意的發(fā)現是,玻璃可以用銀的氧化物或氯化物染成黃色,從檸檬黃到橘黃整個(gè)系列的色調都可得到。當其他顏色加到玻璃畫(huà)家的調色板上時(shí),彩色玻璃迎來(lái)了輝煌的“裝飾”時(shí)代(約1280—約1380年)。窗戶(hù)上的紋章圖案也流行起來(lái),特別是在英格蘭、德國、佛蘭德以及后來(lái)的瑞士。
在14世紀期間,許多華麗的彩色玻璃被用于法國許地方的大教堂中,其中包括少特爾、埃夫勒、博韋、魯昂、利摩日、卡爾卡松和巴黎。在英格蘭,格洛斯特大教堂東邊的窗戶(hù)就是那個(gè)時(shí)期留下來(lái)的,是全國最大的一個(gè)窗戶(hù),有72英尺×38英尺(約2195㎝×1158㎝)。其他的英格蘭大教堂以及牛津、劍橋等地的學(xué)院的小教堂同樣是在那個(gè)時(shí)期裝飾的。
15世紀,獨具特色的英格蘭式建筑風(fēng)格即“垂直式”建筑得到了發(fā)展,此時(shí)彩色玻璃也進(jìn)入了豐產(chǎn)的時(shí)期。色彩搭配更加鮮亮,底紋也發(fā)光。銘文不再用琺瑯褐色來(lái)寫(xiě),而是采用亮底暗字。擦毛的紅寶石色和藍色涂層產(chǎn)生了新的效果。一種更自然的體現肉色的方法可通過(guò)使用在白底上涂一薄層彩色琺瑯獲得。這種改進(jìn)技術(shù)的一個(gè)最輝煌的應用就是不斷增長(cháng)的大量紋章涂層和其他紋章圖案的出現。
彩色玻璃最后的輝煌是16世紀上半葉的文藝復興時(shí)期。圖案布滿(mǎn)整個(gè)窗戶(hù),使用大塊玻璃不再受鉛條和邊框的限制。風(fēng)景被濃墨重彩地描繪在窗戶(hù)上。格洛斯特郡弗爾福德的窗戶(hù)和劍橋的國王學(xué)院的上等玻璃,都是這個(gè)時(shí)期早期的較好作品。到1550年以后,油畫(huà)技術(shù)使彩色玻璃的自然色彩黯然失色,彩色玻璃的使用開(kāi)始急劇減少。明暗對照法和類(lèi)似的圖案的采用使其加速衰退到一個(gè)令人沮喪的卑微時(shí)期。
值得注意的是,此時(shí)的羅馬有一種不碎玻璃的發(fā)明,但隨之不久即迅速失傳。據記載是由于當時(shí)的羅馬提比略皇帝(公元14~32年)將那位發(fā)明家處死。原因就在于皇帝認為這項發(fā)明會(huì )使玻璃制作者失去飯碗。
1.1.3 中國門(mén)窗歷史回顧
在中國河南安陽(yáng)郊區發(fā)掘的殷代(約公元前1766年~公元前1122年)的宮殿和墓葬遺址中,發(fā)現了迄今所知最古老的房屋遺址。
中國古建筑以木構梁柱為骨架,這種骨架式的基本構造形式是以木構梁柱為骨架的建筑物的基座,再支承一個(gè)外檐伸出的坡形屋頂。這種骨架式的構造使人們可以完全不受約束地筑墻和開(kāi)窗。從熱帶的印支半島到亞寒帶的東北三省,人們只需簡(jiǎn)單地調整一下墻壁和門(mén)窗間的比例就可以在各種不同的氣候下使其房屋都舒適合用。正是由于這種高度的靈活性和適應性,使這種構造方法能夠適用于任何華夏文明所及之處,使其居住者能有效地躲避風(fēng)雨,而不論那里的氣候有多少差異。
兩千多年以前的老子在他所著(zhù)的《道德經(jīng)》里就說(shuō):“鑿戶(hù)牖以為室,當其無(wú),有室之用。故有之以為利,無(wú)之以為用。”意思是說(shuō):蓋房建室看得見(jiàn)的實(shí)體提供的只是物質(zhì)條件,看不見(jiàn)的空間才是有用的。直到今天這一論述也被一些西方建筑大師視為建筑的基本思想。
牖(you)者 ,窗戶(hù)之意。 “筑十版之墻,鑿八尺之牖”(《韓非子 外儲說(shuō)左上》); “徹彼桑土,綢繆牖戶(hù)”(《詩(shī)?豳(bin)風(fēng)?鴟鸮(chi xiao)》);今天我們所講的“窗“在古時(shí)僅指天窗,“在墻曰牖,在屋曰窗”(《說(shuō)文?穴部》)。在當時(shí)建筑設窗最主要的還是照明之需,“開(kāi)戶(hù)內日之光,日光不能照幽;鑿窗啟牖,以助戶(hù)明也”(《論衡?別通》)。
宋朝的宋徽宗(公元1101~1125)在位時(shí)期朝廷中主管營(yíng)造事務(wù)的將作監李誡編撰了系統闡述了我國當時(shí)建筑技術(shù)的《營(yíng)造方式》一書(shū),出版于1103年 ﹝崇寧二年﹞。其中《營(yíng)造法式》中小木作制度部分,是有關(guān)門(mén)、窗、隔扇、屏風(fēng)以及其它非結構部件的設計規范。七卷闡述了門(mén)、窗、隔扇、屏風(fēng)以及磚作、石作和土作的做法。對破子欞窗、闡檻鉤窗等多種門(mén)窗,詳細地說(shuō)明了做法、尺寸大小并附有圖樣。使原本具有實(shí)用功能的門(mén)窗成了建筑裝飾的重點(diǎn),成了表現建筑人文內涵的重要部位。
中國古建筑大多以磚木結構為主,在建筑構件的分類(lèi)上把室內外門(mén)、窗、木隔墻、天花、藻井等附屬木構件的加工制作稱(chēng)為“小木作”。把小木作稱(chēng)為“裝修”活,其中又把建筑四周露在外面的門(mén)窗等稱(chēng)為“外檐裝修”。門(mén)窗材料主要由石材、木材、皮紙、綾紗類(lèi)。
門(mén)窗形式則豐富多彩。建筑上的窗有普通的雙扇或單扇木窗,窗上多為各種形式的木欞格,窗的外形有長(cháng)方、正方,也有呈圓形、多角形者,形式多樣;這些門(mén)窗安裝在房屋的立柱之間,按門(mén)窗大小在柱間設置木框架以固定門(mén)窗;如果房屋的外墻是磚墻,門(mén)窗就直接安在墻上;根據建筑上不同形式又可分為上下兩段的窗;有充滿(mǎn)了兩根立柱之間的落地窗和上下分為兩段的窗;窗上既有直欞木條,也有正方與斜方的木格;在宗教建筑中板門(mén)與直欞窗是常見(jiàn)的形式,直欞窗是在窗框間用豎向木條左右有間距地排列成行,在立柱之間間架設墻及門(mén)窗。
清朝時(shí)期,在延續了明朝時(shí)期朝廷的規制營(yíng)造后,在建筑中溶入了更多的文化內涵,制作也更加精致細膩,在這個(gè)時(shí)期的建筑中,屬于外檐的門(mén)窗常見(jiàn)的有板門(mén)、格扇、風(fēng)門(mén)、檻窗、支摘窗、橫披等式樣,在這些門(mén)窗中又以格扇為最常見(jiàn)。格扇原稱(chēng)隔扇,隔即木格,故又稱(chēng)格扇,在玻璃還沒(méi)有用在門(mén)窗上之前,多用紙張或紗綢之類(lèi)的的紡織品貼糊在格子上以避風(fēng)雨;在兩根立柱之間的下半段砌磚墻,磚墻之上安設格扇,稱(chēng)為檻窗,只是這里作為窗的格扇只保留格扇門(mén)的上段格心與絳環(huán)板部分,也是左右相連排列在柱間,這種檻窗的好處,是保持和格扇門(mén)同一形式,保證建筑外立面的統一與規整;在一些皇家建筑中墻上還設有假窗,兩側墻上砌出假直欞窗,窗上白墻至今仍殘留著(zhù)土朱色人字形補間鋪作畫(huà)跡;空窗和漏窗也是中國門(mén)窗的一大特色,空窗、漏窗是設在院墻或房屋墻上沒(méi)有窗扇的窗,這些門(mén)、窗除了可能通行、采光和通氣以外,還具有觀(guān)賞致的功能,加之富于浪漫色彩的布局,上有窗檐,下有窗臺,在體形組合上極具畫(huà)意。所以古人說(shuō),“卷簾候風(fēng)景”。因此,建筑物的外觀(guān)看來(lái)更有生氣。
除了上述特點(diǎn)外,北方與南方的窗戶(hù)因氣候有所不同。在當今熱工分區劃分為嚴寒地區的東北,民間建筑大多座北朝南,南面墻開(kāi)較大窗戶(hù),北墻則開(kāi)面積較小的高窗或不開(kāi)窗,俗稱(chēng)火炕的土床與灶臺貫通設置在靠南墻一側,窗戶(hù)以木制,裱糊上紙或織物,有的做成兩層,中間間距冬季可儲放一些蔬菜或肉類(lèi);較暖的南方地區由于氣候使然,也是南方人匠心巧技所致。在溫暖的南方地區,無(wú)需厚重的磚、土墻和屋頂來(lái)防寒。居住的臥榻常設在北墻一側,窗戶(hù)的構造以酷熱時(shí)納涼為主。由于溫度不至于采用封閉采暖的需要,加之氣候潮濕,一般不在窗戶(hù)上粘貼紙類(lèi)等,這也給窗戶(hù)的裝飾性發(fā)展提供了條件,當這種傾向發(fā)展的結果常會(huì )導致不正確的構造方法和繁縟的裝飾,與北方建筑的適度和純樸相距甚大,同時(shí)配合其他木制構件賦予了更多的文化內涵,眼花繚亂的門(mén)窗花欞中充滿(mǎn)了福、祿、壽等等假借、暗喻、教益等等內容。
明末清初,隨著(zhù)東西方貿易往來(lái)和文化交流的頻繁,西歐生產(chǎn)的平板玻璃開(kāi)始在我國出現,并且刺激了我國玻璃制造業(yè)的發(fā)展。事實(shí)上,清康熙三十五年(1696年)清廷就在紫禁城內設立了“玻璃廠(chǎng)”,后于雍正六年移入圓明園六所。當然,最初玻璃用于建筑也僅限于皇宮,因為價(jià)格昂貴。乾隆皇帝在未登基時(shí),即1736年之前曾寫(xiě)過(guò)一首稱(chēng)贊玻璃窗的詩(shī):“西洋奇貨無(wú)不有,玻璃皎潔修且厚。” 是描寫(xiě)將舊的糊窗紙改換成玻璃之后的新景象和自己的心情的。
玻璃窗用于建筑,在我國是經(jīng)歷了三個(gè)階段的。最初由于大塊玻璃價(jià)格太貴,所以首先是將原有窗棱格子的一塊,用小塊玻璃取代窗紙,叫做“安玻璃窗戶(hù)眼”。小塊玻璃的安裝并不難,只需在原窗棱上用小釘把玻璃卡住,再用漿糊和窗紙封邊即可。第二階段是利用原有窗棱格子,安裝多塊小玻璃,其安裝方法與前一階段相似。最后才使用大塊玻璃并改造原來(lái)的窗戶(hù)式樣,今天我們到故宮博物院或頤和園所見(jiàn)到的窗戶(hù)就是這個(gè)樣子。
回顧歷史,中國在3世紀到13世紀之間一直保持著(zhù)科學(xué)技術(shù)的領(lǐng)先地位。但在近現代,中國的科學(xué)技術(shù)卻落后了。直到清初康、乾間,出于皇家享樂(lè )需要,也吸收不少西方科技成果,如前述之玻璃窗以及多種機構精巧的生活物品及擺設。在建筑方面也吸納了一些西方風(fēng)格的設計,如圓明園中的中西結合的園林景觀(guān)。但由于缺失資本主義社會(huì )的大規模工業(yè)化階段,實(shí)際上在建筑技術(shù)幾乎沒(méi)有任何突破。從建筑門(mén)窗來(lái)看,組成門(mén)窗的材料也是隨著(zhù)建筑的演變和發(fā)展的,最初窗戶(hù)作為建筑物的洞口時(shí),材料和建筑物的主體材料是一致的,如以原始石材建造房屋時(shí),洞口周邊和窗格柵都是石材加工而成,隨著(zhù)陶瓷技術(shù)的發(fā)展,出現了以整塊陶制材料燒制的,帶有裝飾花格的窗式構件,材料明顯帶有就地取材的特征,此時(shí)窗戶(hù)大多是鏤空的,起到透光、通風(fēng)和裝飾作用的,其特點(diǎn)是此時(shí)并未出現窗戶(hù)的透明面層材料,這個(gè)時(shí)期大約在公元前10世紀之前。隨著(zhù)玻璃技術(shù)的出現和發(fā)展,玻璃窗的概念可以毫不夸張的認為是窗戶(hù)的一場(chǎng)革命。而且隨著(zhù)貿易渠道的擴展和距離的延伸,作為工業(yè)產(chǎn)品的玻璃制品迅速擴散,并被廣泛接受。特別是近代隨著(zhù)資本主義的興起,數次工業(yè)革命導致的文明觀(guān)念、技術(shù)和材料的深入研究,建筑技術(shù)迅速發(fā)展,對窗戶(hù)以至整個(gè)建筑外立面有了不斷的,甚至是全新的認識。
此時(shí)回顧歷史,近代一百多年來(lái),直至建國時(shí),在建筑技術(shù)、材料等方面已遠遠落后西方國家。
1.2 國外門(mén)窗節能技術(shù)的發(fā)展和現狀
1.2.1 建筑節能政策
隨著(zhù)世界經(jīng)濟的發(fā)展,各國能源的消耗量越來(lái)越高,世界能源需求量以每年大約2%的比率增長(cháng);在亞洲,過(guò)去的17年中這一比率為3.5%,在中國、泰國、馬來(lái)西亞、新加坡和泰國,這一增長(cháng)比率更高,平均每年都超過(guò)了5%。對世界能源消費的長(cháng)期預測表明,2050年能源消費將達到1975年的4倍。其中建筑物能耗占總能耗的11%~25%。由此所帶來(lái)的對環(huán)境、社會(huì )等的影響也日益引起人們的高度重視。
自70年代發(fā)生全球性的能源危機后,世界各國政府對能源的利用情況進(jìn)行了全面的實(shí)事求是的分析,診斷建筑能耗是一個(gè)重要的組成部分,一致認為必須對建筑設計制定節能標準,并提出法規予以執行。于是各國紛紛建立了自己的建筑節能標準?庖恍┓⒋錒以繚?0年代末就已經(jīng)開(kāi)始了建筑節能的工作,強制建筑業(yè)在新建建筑中執行節能標準,因而已懾得了巨大的成效,整個(gè)國家的建筑有較大幅度下降。如丹麥1985年比1972年采暖面積增加了30%,但采暖能建筑能耗卻減少了318萬(wàn)噸標準煤,采暖能耗占全國總能耗的比重,也由39%下降為28%。
1.2.1.1歐洲
在西歐和北歐的一些國家,高舒適度、低能耗的建筑非常普遍。其造價(jià)可能比一般建筑高出3%,但由于節能和優(yōu)化組合,每年的運營(yíng)費用卻可節約60%。
歐洲國家沒(méi)有發(fā)布過(guò)類(lèi)似日本和中國的住宅性能認定標準,但都通過(guò)各種法規來(lái)保障住宅綜合性能的完善。歐盟各國在提高能效方面一直走在世界的前列。 1998年11月13日歐盟能源部長(cháng)理事會(huì )正式批準“歐盟1998年~2002年能源框架計劃”,這標志著(zhù)歐盟對其能源計劃完成結構調整,能源工作進(jìn)入一個(gè)目標明確、協(xié)調一致的新時(shí)期。為了提高能效,歐盟在成員國之間及其成員國內部形成了一系列的以滿(mǎn)足具體能源使用和能源效率目標的協(xié)議。協(xié)議由政府鼓勵支持,由協(xié)議參加者在“自身利益”的基礎上進(jìn)行實(shí)施。歐盟推行GEA標識和EU能源標識制度,目前建材部分納入GEA標識管理。 德國的產(chǎn)品能耗標簽制度就是德國根據歐盟《能源消耗標示法規》制定的相應法規。
1999年,歐洲門(mén)窗協(xié)會(huì )在德國慕尼黑正式成立。在歐洲門(mén)窗協(xié)會(huì )這個(gè)屋檐下,負責鋁材的FAECF、負責塑材的EPW、負責木材的FEMIB一起協(xié)同工作。歐洲門(mén)窗協(xié)會(huì )的最重要的目標是為共同的市場(chǎng)建立一個(gè)普遍的產(chǎn)品標準,歐洲門(mén)窗協(xié)會(huì )希望實(shí)行的所謂“惟一的歐洲認證程序”,是為了降低由于眾多不同的國家認證機構而導致的高成本。
歐洲國家對住宅墻體的保溫隔熱和門(mén)窗的節能都提出了明確的要求,建筑師必須按國家相關(guān)規定進(jìn)行設計和選用材料,對人體和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響的材料被嚴格禁止。
歐洲高舒適度、低能耗建筑的外表樸實(shí)無(wú)華,但內部構造非常精致,尤其在墻體結構、門(mén)窗玻璃、采暖方式等方面運用了大量的新技術(shù)。如將外墻、房頂和地下都裹上10至15厘米厚的保溫層;使用中間帶惰性氣體隔離層的高性能玻璃與密閉窗框,讓窗戶(hù)這一主要的進(jìn)熱與散熱源盡可能保溫;在窗外加裝遮陽(yáng)設施,夏天阻擋熱能“侵入”;采用自然送新風(fēng)系統,盡量減少開(kāi)窗機會(huì ),節約室內能量,從而達到既保證采光明亮、寬敞舒適,又減少能耗、降低運營(yíng)費用的效果。
歐洲許多住宅的窗子上部、陽(yáng)臺門(mén)上部和外墻上都有不太顯眼的進(jìn)風(fēng)器,這是近二十年來(lái)在發(fā)達國家推行的住宅送風(fēng)系統。傳統的住宅中通風(fēng)主要靠土建管道井來(lái)完成,是自然拔風(fēng),無(wú)法控制通風(fēng)量,室內的熱量同時(shí)被排出,能量散失,舒適性也得不到滿(mǎn)足。
從上世紀70年代初期開(kāi)始,外墻、門(mén)窗保溫隔熱和密封技術(shù)得到了推廣和加強,同時(shí)也使室內外空氣的交換問(wèn)題凸顯出來(lái);至上世紀80年代初,“智能型房屋呼吸系統”開(kāi)始進(jìn)入家庭,空氣質(zhì)量得到了進(jìn)一步優(yōu)化,住宅能耗進(jìn)一步降低。這種“房屋呼吸”概念,即通過(guò)對通風(fēng)量的控制,形成室內外正負壓差,讓新鮮空氣先進(jìn)入主要居室,然后經(jīng)過(guò)衛生間和廚房,將污濁空氣排出室外。
?。?) 德國
德國建筑節能體系及技術(shù)在歐洲以至全世界都處于領(lǐng)先地位,其建筑節能的政策體系和技術(shù)措施對中國發(fā)展節能建筑應有一定借鑒作用。德國能源匱乏。石油幾乎 100%依賴(lài)進(jìn)口,天然氣80%依賴(lài)進(jìn)口。節約能源是德國政府能源開(kāi)發(fā)利用的一貫政策,一直以來(lái),聯(lián)邦政府通過(guò)信息咨詢(xún)、政策法規和資金扶持等多種手段,調動(dòng)個(gè)人和企業(yè)節能的積極性?! 〉聡ㄖ澞芗夹g(shù)的研究與應用,不僅出于經(jīng)濟利益上的考慮,也是為了從根本上減少二氧化碳等氣體排放,減少全球范圍內的溫室效應。
2002年2月生效的德國《能源節約法》。按照新法規,新建筑的允許能耗要比2002年前的能耗水平下降30%左右。而早在1978年,德國就修改過(guò)一次建筑節能標準,使得其后建設的建筑能耗比老建筑減少60%以上?! ?br> 根據《能源節約法》制訂了德國建筑保溫節能技術(shù)新規范,其特點(diǎn)是從控制建筑外墻、外窗和屋頂的最低保溫隔熱指標,改為控制建筑物的實(shí)際能耗。德國還有大批老建筑,沒(méi)有采用新型保溫技術(shù)措施。為此,新法規鼓勵企業(yè)和個(gè)人對老建筑進(jìn)行節能改造,并實(shí)行強制報廢措施。新的建筑節能規范EnEV2002,體現了德國最新建筑節能技術(shù)研究成果,有很強的實(shí)際操作性。這項新的建筑保溫節能技術(shù)規范的核心思想:是從控制單項建筑圍護結構(如外墻、外窗、屋頂)的最低保溫隔熱指標,轉化為對建筑物真正能量消耗量的控制,從而達到嚴格有效的能耗控制。實(shí)際操作中,一是實(shí)行建筑能耗定量化及建筑能耗證書(shū)系統;二是新建住宅必須提供采暖所需能耗量和住宅能耗核心值。新建建筑必須出具節能范圍所需求的建筑熱損失計算,證明建筑每年所需的能量;分項列出所需電能、燃油、燃氣、燃煤數量,制成建筑能耗計算表。建立建筑能耗證書(shū)系統對控制建筑能耗是一項非常有效的手段。
德國節能規范對具體節能技術(shù)體系的引導與控制要求中涉及門(mén)窗的內容包括:規定建筑最低標準的保溫值;節約夏季制冷能耗;控制建筑外墻、外窗傳熱系數的最高允許值;控制建筑的氣密性和通風(fēng)換氣量;規定住宅要有滿(mǎn)足衛生、健康要求的通風(fēng)換氣量,要求有足夠的開(kāi)啟扇面積;規定住宅建筑中盡可能避免冷橋構造。
另外,德國每年投入大量資金用于住宅改造,改造內容包括增加建筑外保溫設施,更換高效門(mén)窗,替換高能耗的采暖設施,通過(guò)這些維護更新方法,使德國的舊房每平米住宅面積減少二氧化碳排放量達到40千克/年,這樣的成果得到了各界的肯定。德國共投入近百億歐元低息貸款用于此項工作。
?。?) 英國
英國政府從1986年開(kāi)始制訂國家節能計劃,將建筑節能由低到高分為10個(gè)等級。政府在強制執行節能計劃時(shí),一方面要考慮不同階層購房者的心態(tài),另一方面強調就地取材解決節能材料,減少運輸費用,盡可能降低住宅成本。因此,英國各地根據國家節能計劃因地制宜地制訂政策,推動(dòng)了住宅節能工作的開(kāi)展。目前英國的新建住宅基本上都達到了最高節能等級的要求,并且住宅的內部舒適程度也因節能構造的增強得到了明顯的提高。按新標準設計的節能型住宅比傳統住宅在能量消耗上的花銷(xiāo)要減少75%。
英國有些住宅房頂和玻璃陽(yáng)光室頂部鋪設了太陽(yáng)能收集板,解決住戶(hù)日常用電量,電力充裕時(shí)可向電網(wǎng)供電,太陽(yáng)能不足時(shí)可從電網(wǎng)輸入。
在居室的節能保溫方面,強調主要涉及墻體、窗戶(hù)、地板、屋頂四個(gè)部位。窗戶(hù)方面著(zhù)重強調玻璃。雙層玻璃的保溫隔音效果明顯好于單層。而中空鍍膜 LOW-E玻璃(雙層玻璃在抽出空氣后加入一定惰性氣體,并給玻璃鍍上膜)的采用,則不僅可以增加玻璃的強度,其保溫效果又要好一些。
在英國的一些住宅區,可以看到安裝在室內的自平衡單戶(hù)式空氣置換系統,體積不大,噪聲極低,每天24小時(shí)持續工作,據說(shuō)每天運行費不超過(guò)人民幣0.6元。
英國倫敦南部有一個(gè)零能耗社區——BEDZED貝丁頓生態(tài)村。其建筑理念為建筑本身就是節能 。BEDZED是貝丁頓“零能耗”開(kāi)發(fā)的縮寫(xiě)。當然,“零能耗”是設計師們的理想,并非一點(diǎn)能源都不用,而是盡可能多地節省能源。這里約有250人居住在生態(tài)村100套公寓和住房?jì)?。在BEDZED,五顏六色的漏斗形狀建筑不僅漂亮,而且是整個(gè)開(kāi)發(fā)項目至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節。設計BEDZED的建筑師比爾?杜斯特說(shuō):“它們有以風(fēng)為動(dòng)力的自然通風(fēng)煙囪。一個(gè)煙囪將房屋內的廢氣排出,而其他的煙囪則將新鮮空氣吸進(jìn)來(lái)。再結合其他高科技設備,這便會(huì )保證在房屋無(wú)論春夏秋冬哪個(gè)季節都能?質(zhì)媸實(shí)奈露??!?
為保證冬天住房的舒適溫度。為了盡可能多地吸收熱量,溫室全部朝陽(yáng)且都安裝了三層玻璃。BEDZED每一間朝陽(yáng)溫室都安裝有太陽(yáng)能電池板。由于風(fēng)輪機有噪聲,再加上對整體環(huán)境有影響,生態(tài)村就沒(méi)有使用風(fēng)輪機。設計者并沒(méi)有使用太陽(yáng)能電池板發(fā)電,而是讓它們?yōu)樯鷳B(tài)村的電車(chē)和滑行車(chē)提供電力。
2006年英國進(jìn)一步強制實(shí)行建筑節能,據英國最新公布的建筑規范要求,從2006年4月6日起,英國建筑商在承建的商業(yè)建筑和民居中必須采用節能設施,使建筑的能源消耗降低40%。新建筑規范規定的節能措施中包括,改變傳統的建筑設計思路、更多地采用絕緣材料和保溫窗戶(hù)。英國門(mén)窗等級認定委員會(huì )(BFRC)規定節能窗標識體系包括窗質(zhì)材料、窗框設計、玻璃類(lèi)型和窗戶(hù)的其他構件。
?。?) 瑞典
瑞典地處北歐,冬季漫長(cháng)寒冷,夏季短暫而涼爽,因此所有建筑物最主要的能源消耗就是取暖。瑞典全國總的能量消耗中,建筑供暖占了1/4強;而在建筑能耗總量中,取暖一項就占了87%。因此,節能住宅第一就要保暖。
瑞典十分重視住宅配件的標準化問(wèn)題,1967年就制定了《住宅標準法》,并規定使用按照瑞典國家標準制造的材料配件來(lái)建造的住宅項目能獲得政府的貸款。
瑞典的工業(yè)化標準和“模數協(xié)調基本原則”,涉及到住宅的各部分,如浴室設備、廚房水槽、窗框、窗扇等等。
由于全社會(huì )的節能意識越來(lái)越強,加上瑞典政府實(shí)施的鼓勵節能住宅的優(yōu)惠政策,許多家庭開(kāi)始把自己的住宅按照節能環(huán)保標準修繕一新。即通過(guò)采用節能型的建筑結構、材料、機械和產(chǎn)品,提高建筑的保溫隔熱性能,減少采暖、通風(fēng)、制冷、照明等能耗,充分體現工程設計者因地制宜、天人合一的節能環(huán)保理念。如住宅從外觀(guān)看,房子多采用深色涂料和建材。這可以在白天盡量多地吸收太陽(yáng)能。從方位上看,這些房子多面南背北,門(mén)窗多朝南、西方向,以讓陽(yáng)光更多地進(jìn)入室內。而且建筑結構上多把這些門(mén)窗設計為落地門(mén)窗。墻體建材上主要使用了空心磚墻及其復合墻體技術(shù),以使建筑吸收的太陽(yáng)能容易保存在墻內,不至于迅速流失。這樣,房屋白天通過(guò)窗戶(hù)由太陽(yáng)來(lái)加熱,夜間則通過(guò)隔熱材料和磚墻來(lái)保暖。
在瑞典門(mén)窗被認為是房屋熱量散失的最薄弱環(huán)節。傳統住宅的熱量散失中,有三分之一通過(guò)門(mén)窗傳熱損失了,另有三分之一由門(mén)窗透進(jìn)來(lái)的冷風(fēng)帶走了。因此在進(jìn)行房屋設計時(shí),不論公寓還是別墅,所有門(mén)窗都使用雙層設計。大門(mén)雖然是木制,但有內外兩道,這可以防止人在進(jìn)出時(shí)造成房間內大部分熱量流失。房屋的窗戶(hù)采用了新型的鋼塑復合窗,內外雙層,中間的空氣隔離層發(fā)揮著(zhù)良好的保溫作用。另外,窗戶(hù)面積雖然很大,但多采用大扇玻璃,以減少窗芯和可開(kāi)啟的窗扇面積。窗扇之間用密封條封好,防止能源損失。通往陽(yáng)臺的門(mén)上玻璃的面積占去大半,但巨幅玻璃也是雙層。其住宅門(mén)窗的質(zhì)量和衛生器具的配置,無(wú)論是鋁合金窗,還是塑鋼窗都做得牢固精細。
?。?) 法國
在法國,民居建筑的能源消費占法國能源總消費的45%,排放的溫室氣體占法國溫室氣體總排放量的25%。法國家庭的電力消耗20年翻了一倍,其中34%用于取暖、8%用于烹調、15%用于熱水、43%屬于其他用途。為了科學(xué)合理地用電,法國政府在引導居民節約電力,減少能源消耗,以及提高建筑物的能源利用效率等方面采取了諸多措施。
法國于1978年1月10日通過(guò)了一項法令-斯克里伏耐(SCRIVENER)法,規定了質(zhì)量認證制度的法定程序和基本作法。質(zhì)量認證制度的目的是向用戶(hù)保證他所購買(mǎi)的產(chǎn)品符合有關(guān)標準的要求,協(xié)助用戶(hù)選擇符合使用要求的產(chǎn)品,保護用戶(hù)利益。質(zhì)量認證制度的基本作法是由政府批準的權威性第三方機構按照規定的質(zhì)量標準對廠(chǎng)商的產(chǎn)品進(jìn)行檢查核實(shí),向符合規定的產(chǎn)品頒發(fā)質(zhì)量證書(shū)。在其產(chǎn)品上標以特定的質(zhì)量認證標志,以便用戶(hù)識別。應該強調的是,這種質(zhì)量證書(shū)只能由國家批準的機構根據法律規定的程序審核發(fā)放,與廠(chǎng)商自我頒發(fā)的產(chǎn)品合格證有本質(zhì)區別。
這項制度起初是針對大宗消費性產(chǎn)品而制訂的,現已在建筑產(chǎn)品中得到廣泛應用,如各種散裝材料(水泥、石灰等)、加工材料和半成品(磚、砌塊、石膏板、輕質(zhì)保溫材料等)、建筑構配件(墻板、門(mén)窗等)以及建筑設備(太陽(yáng)能集熱器等)。
1.2.1.2 美國
美國是經(jīng)濟技術(shù)高度發(fā)達的國家,建筑業(yè)、鋼鐵工業(yè)和汽車(chē)工業(yè)長(cháng)期被稱(chēng)為經(jīng)濟的“三大支柱”,建筑業(yè)也相當發(fā)達。美國的建筑與中國的建筑在形式上有著(zhù)質(zhì)的差別。美國在1975年第一次頒布了ASHRAE(美國采暖、制冷及空調工程協(xié)會(huì ))標準90-75“新建筑物設計節能”。以此為基礎,1977年12月官方正式頒布了“新建筑物結構中的節能法規”, 不斷地在建筑節能設計等方面提出新的內容,每五年便對ASHRAE標準進(jìn)行一次修訂。
美國人口約2.5億,目前住宅自有率為66%,人均居住面積59平方米,居世界榜首。美國的住宅幾乎全部為三層以下。美國一般家庭都擁有一棟配套較為齊全、面積在160平方米以上的房子。內部配套好,分別擁有客廳、臥室、廚房、浴室、貯藏室、洗衣室、車(chē)庫等,熱水、暖氣、空調設備齊全,供暖、空調全部安裝煤氣作為燃料的分戶(hù)供暖空調措施,各房間內全部留有風(fēng)口。由于住房是美國家庭的重要組成部分,而且又是采取分戶(hù)供暖措施,所以房屋本身的節能水平是一個(gè)非常重要的指標,建筑節能甚至成為了一些家庭購房的首要指標。也就是說(shuō),建筑節能是一個(gè)非常市場(chǎng)化的指標,雖然這其中政府的標準起了相當的作用,但這并非絕對。
從2000年起,美國房屋所耗能源超過(guò)了交通業(yè)和產(chǎn)業(yè)界,房屋如今消耗美國能源總供應的1/3。近年來(lái),為了節能和環(huán)保,美國能源部正在大力推廣“零能耗住宅”新技術(shù)。通過(guò)改進(jìn)建筑設計和材料,美國房屋能耗已比1980年減少了30%。例如:構造獨特,設施精巧別致的上下兩層房屋。當炎炎夏日時(shí),用戶(hù)可以不必開(kāi)空調,顯眼的大扇窗戶(hù)向外搖擺,隨時(shí)捕捉吹至而來(lái)的南風(fēng);同時(shí)敞開(kāi)的天窗能夠驅散停滯的熱流。而在寒冷的冬天,全新的材料又讓住宅洋溢著(zhù)暖意:軟木與混凝土配置砌成的外墻與外界隔絕;氣體壁爐讓家里熱流無(wú)限循環(huán);
高效利用太陽(yáng)能是“零能耗住宅”技術(shù)的關(guān)鍵。美國能源部認為,應該通過(guò)外墻(如太陽(yáng)能吸熱壁)、窗戶(hù)和建筑材料等,不借助任何機械裝置,直接利用太陽(yáng)能進(jìn)行房屋自然供暖、降溫和照明,以減少房屋降溫或供暖所需的能源消耗。在氣候不同地區,日照強度與時(shí)間長(cháng)短的不同決定建筑設計的具體差異,如屋頂是否需用反光材料避免房屋過(guò)熱、墻體是否需用保暖性強的材料、墻體填充材料應具有何等儲熱和散熱能力、何種墻體填料應在房屋什么位置等。
同時(shí),在房屋降溫和供暖保暖方面,窗戶(hù)的方向和位置、隔熱性能不同的窗玻璃的選用、窗玻璃的組裝層數、窗框材料、房屋外表和屋頂材料深淺顏色的運用、室內的自然通風(fēng)設計、房屋的擇地和朝向以及園林設計等也起重要的作用。而利用附近建筑的反光和室內墻面、天花板和地板反光,開(kāi)窗位置高,甚至選用淺色窗框,都能夠增強室內的自然照明效果,減少照明用電。
美國是世界上最大能源消耗國,因此也一直積極致力于提高能源使用效率、降低污染物排放的工作。1992年建立“能源之星”,1994年設立《節能法案》,通過(guò)為各種各樣的節能產(chǎn)品制定能效標準,為每個(gè)家庭每年節約了大約200美元,并且由引所帶來(lái)的社會(huì )效益是這些花費的1000多倍。目前已有1200家企業(yè)經(jīng)過(guò)“能源之星”認證。美國政府積極推動(dòng)高能效產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用,美國的“聯(lián)邦采購要求”規定,所有的聯(lián)邦機構必須采購高能效產(chǎn)品,高能效產(chǎn)品的市場(chǎng)份額達到25%。目前“能源之星”涉及的建材產(chǎn)品包括:絕熱材料、屋面和墻體材料、門(mén)窗、節水設備等。美國國家門(mén)窗等級認定委員會(huì )(NFRC)自1991年啟用產(chǎn)品認證冊,采用U值傳熱系數評定門(mén)窗;1993年,NFRC標識正式啟用,使用太陽(yáng)得熱因子(SHGC)和可見(jiàn)光滲透率;1995年NFRC使用空氣滲透率的測定及標識。
據美國綠色建筑協(xié)會(huì )的最新數據,5年內,美國50%的新建筑將是綠色建筑。雖然建筑成本提高約2%,但運營(yíng)和維護成本將大幅下降,通常兩年之內即可收回提高部分的投資。
1.2.1.3 亞洲
在亞洲地區,隨著(zhù)亞洲經(jīng)濟的發(fā)展,越來(lái)越多的國家已經(jīng)意識到了提高能源使用效率的重要性,積極的致力于這方面的工作。許多國家的制造商也積極提倡采用能效標準和能效標識,國為這將使他們能更有效地在國際和國內市場(chǎng)上競爭?,F在亞洲的韓國、泰國、菲律賓、馬來(lái)西亞等國家都已經(jīng)實(shí)施了能效標準和標識活動(dòng)。
1.2.2 門(mén)窗應用和發(fā)展
歐、美等國建筑門(mén)窗主要是木、塑、鋁窗。鋁門(mén)窗主要用于公共性建筑,木、塑窗則主要用于寒冷地區的住宅建筑。鋁、塑窗都采用中空玻璃,窗型以氣密性好的平開(kāi)式為主。鋁門(mén)窗型材多采用隔熱型材,其表面多為陽(yáng)極氧化、噴涂等處理;塑料門(mén)窗型材絕大部分是白色的。
西歐目前主要是木、塑、鋁窗,其中木窗占37%,塑窗占31%(德國為48%),鋁窗占27%,其它類(lèi)窗占5%。北歐主要是根據保溫絕熱來(lái)選擇窗型;中歐則把門(mén)窗看作是家具的一部分來(lái)選擇,既考慮絕熱性能,又考慮其與家具色彩的配套協(xié)調;南歐則不用考慮絕熱問(wèn)題,僅把門(mén)窗作為建筑的一部分(以建筑功能為準)來(lái)選擇。所以,北歐木窗多,中歐塑窗多,南歐鋁窗多。例如:北歐的瑞典木窗最多,其次為鋁窗,塑料窗極少;中歐的法國塑窗較多,與鋁窗差不多(約 30%);南歐的意大利、西班牙、葡萄牙鋁窗最多,木窗其次,塑料窗極少。
節能窗采用的主要技術(shù)發(fā)達國家主要的節能手段包括:低輻射玻璃、惰性氣體、暖邊技術(shù)和陽(yáng)光控制膜玻璃,并將節能的重點(diǎn)放在整窗上。特別值得強調指出的是,暖邊間隔條技術(shù)在上個(gè)世紀九十年代經(jīng)歷了巨大的變化,市場(chǎng)份額從1990年的15%上升到2000年的80%。同一時(shí)期,鋁間隔條的市場(chǎng)份額則下降到 20%。
發(fā)達國家的門(mén)窗市場(chǎng)現狀截止2003年為止,發(fā)達國家的節能門(mén)窗的總規模為2.8億平方米,其中,北美:1.2億平方米,歐洲:1.6億平方米。
鋁合金窗早在20世紀30年代就在歐美等先進(jìn)工業(yè)國家開(kāi)始試制應用。第二次世界大戰后,由于鋁工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,給鋁門(mén)窗和幕墻的發(fā)展提供了豐富的建筑材料,從而使鋁門(mén)窗、幕墻自五十年代開(kāi)始得到了系統的發(fā)展。20世紀70年代開(kāi)始出現隔熱斷橋鋁合金型材,這無(wú)疑是門(mén)窗、幕墻技術(shù)的一次革命。鋁合金以其優(yōu)良的特性成為現代建筑工業(yè)中除鋼以外應用得最廣泛的金屬材料,鋁門(mén)窗成為主要的建筑金屬門(mén)窗。
塑料門(mén)窗最早于20世紀50年代由德國首先開(kāi)發(fā)成功。1955年德國諾彼爾Dynamit Nobel公司開(kāi)發(fā)功塑料窗框用異型材,赫斯特Hoechst 公司進(jìn)而研制出了PVC塑料窗。經(jīng)過(guò)50來(lái)年的努力和技術(shù)水平的不斷提高,在解決了原料配方、門(mén)窗設計、型材擠出工藝技術(shù)及設備、門(mén)窗組裝技術(shù)及設備、五金件和配套材料等一系列問(wèn)題后,逐漸開(kāi)始在西方發(fā)達國家推廣應用。塑料門(mén)窗以其保溫、隔熱、隔聲耐腐蝕等諸多優(yōu)勢,在歐洲乃至世界迅速推廣應用。目前,無(wú)論是技術(shù)水平還是發(fā)展速度,德國均居世界領(lǐng)先地位。在20世紀70年代世界性能源危機爆發(fā)后,德國政府為了解決寒冷地區門(mén)窗的冬季結露和節省供暖能源的問(wèn)題,開(kāi)始重視塑料門(mén)窗的研制和應用。在政府的大力推動(dòng)下,塑料門(mén)窗的質(zhì)量迅速提高,標準和規范逐步完善,最終形成了規模巨大、高度發(fā)達的產(chǎn)業(yè)。
歐、美、日等大部分國家的塑窗技術(shù)主要是從德國引進(jìn)的,德國塑料窗的質(zhì)量和產(chǎn)量世界第一。塑料窗近二十多年來(lái)在歐美國家迅速發(fā)展,除其本身材料特性外,主要原因,一是1973年中東戰爭引發(fā)世界石油危機,使石油和木材價(jià)格飛漲,塑料的生產(chǎn)能耗低;二是塑窗保溫節能好;三是各國采取經(jīng)濟補貼政策鼓勵和刺激塑窗行業(yè)發(fā)展,塑窗價(jià)格比鋁窗便宜30%左右。
美國的塑料窗七十年代從歐洲引進(jìn)技術(shù)后,八十年代以來(lái)發(fā)展迅速,目前占有率約達40%,主要用于單層和2~3層的低層住宅建筑的保溫窗?泵賴(lài)募幽么笠蚨競?,塑料戳T加新蝕?5%以上。
日本的塑料窗起步比歐美晚,目前塑料窗占有率為8%左右,主要用于北部寒冷的北海道地區,在該地區的普及率達40%。
木窗有著(zhù)悠久的歷史,傳統建筑中,特別是居住建筑木窗伴隨著(zhù)建筑歷史從未消失,特別是僅幾十年生態(tài)環(huán)境保護意識和可持續發(fā)展的觀(guān)念成為主流共識,采用木材制作的建筑制品更趨于“良好的森林管理或通過(guò)可靠的、獨立的專(zhuān)家機構認證的森林中購買(mǎi)木材”的方式進(jìn)行。如果木材能夠可控制的使用,對可循環(huán)的意義是存在和可能的。
美國林產(chǎn)品協(xié)會(huì )在木窗在改進(jìn)舒適性和降低能源成本方面之應用研究中,對木框窗和鋁框窗的節約能源特性進(jìn)行相關(guān)比較。研究使用的窗戶(hù)分別為雙倍強度、單面厚玻璃的雙扇鋁框推拉窗,以及采用相同玻璃的木框窗。為了對木框窗和鋁框窗的節能性進(jìn)行比較,除了采集木結構建筑和混凝土結構建筑中心位置的溫度,以及室內外墻面、天花板和地板的溫度。研究證實(shí),木框窗阻止熱量流動(dòng)的性能優(yōu)于鋁框窗。在使用電力進(jìn)行供暖的季節,鋁框窗室內部分的表面溫度較低,這表示鋁框窗導致了熱量的損失。盡管鋁框窗和木框窗的室外部分,以及建筑物北側的鋁框窗和木框窗,在表面溫度上沒(méi)有顯著(zhù)差異,但在日間建筑物溫度最高的一側,采用鋁框窗的建筑物室內溫度平均比采用木框窗的建筑物高出10度。
這是目前可以選擇運用木框窗等建筑配件,以進(jìn)一步達到節省能源的目的,從而木門(mén)窗得以推廣的重要原因。
新型的木窗主要有純木窗和“鋁包木”木窗兩種類(lèi)型。為了保證木窗不開(kāi)裂,木材要經(jīng)過(guò)周期式強制循環(huán)蒸汽干燥,這種干燥方法雖然成本較高,但室內氣體循環(huán)均勻,能滿(mǎn)足高質(zhì)量的干燥要求。木窗最大的優(yōu)點(diǎn)就是木紋質(zhì)感強,天然木材獨具的溫馨感覺(jué)和出色的耐用程度都成為人們喜愛(ài)它的原因,通??勺鰞却?,刷漆后也可做外窗。
而鋁包木窗則是在實(shí)木的基礎上,用鋁合金型材與木材通過(guò)機械方法連接而成的型材,通過(guò)特殊角連接組成的新型窗。這種門(mén)窗具有雙重裝飾效果,從室內看是溫馨高雅的木窗,從室外看卻又是高貴豪華的鋁合金窗。這樣既能滿(mǎn)足建筑物內外側封門(mén)窗材料的不同要求,保留純木門(mén)窗的特性和功能,外層鋁合金又起到了保護作用,且便于保養,可以在外層進(jìn)行多種顏色的噴涂處理,維護建筑物的整體美。
鋁木門(mén)窗所選用的木材是生長(cháng)在靠近北極地區的北歐紅松與東北亞原始森林的落葉松,再經(jīng)過(guò)嚴格篩選,以及防腐、脫脂、阻燃等處理,并采用德國高強度的黏合膠水,使木材的強度、耐腐蝕性、耐候性等方面都得到了保障,可以經(jīng)久耐用。這種窗戶(hù)都采用了雙層密封結構,把先進(jìn)的汽車(chē)密封膠條用在門(mén)窗上,所以隔熱、保溫的效果格外突出。
從歐洲市場(chǎng)的現狀看,木窗、鋁合金窗、塑窗仍將在市場(chǎng)上長(cháng)期共存。歐洲門(mén)窗正朝著(zhù)系列化、多樣化、高檔化、自動(dòng)化、人文化方向發(fā)展,而且精品化、個(gè)性化意識越來(lái)越強。
隨著(zhù)可持續發(fā)展的觀(guān)念日益被更多領(lǐng)域接受,節能和環(huán)保成為建筑發(fā)展的基本原則。在建筑節能方面,建筑門(mén)窗和幕墻在調節建筑物內部氣候和影響能源消耗方面起著(zhù)關(guān)鍵作用,而玻璃面層材料的開(kāi)發(fā)、建筑物綜合管理系統、光電模塊技術(shù)這三個(gè)方面后續發(fā)展關(guān)注的重點(diǎn)。
為了改善建筑透明部分的能量平衡,行業(yè)的循環(huán)發(fā)展將來(lái)源于玻璃工業(yè)。根據預測在3~5年后,歐洲將會(huì )使用能夠做到最小能量損失的玻璃,5~7年后,就會(huì )有多功能的玻璃出現,使用含有可轉換的鉑絡(luò )合物的玻璃將成為可能,這些玻璃的表面可以根據氣候條件而發(fā)生變化,在寒冷的時(shí)候,可以讓更多的光和能量進(jìn)入建筑物;在夏天,或在很熱的時(shí)候,這些玻璃會(huì )變暗以支持遮陽(yáng)防曬系統。這些活躍的玻璃,不僅僅可以影響建筑物的能量平衡,將來(lái),利用玻璃顏色的改變,建筑物也會(huì )隨之有一個(gè)完全不同的外觀(guān)。在今后的若干年,這種趨勢取得成功的結果,將會(huì )強有力地影響歐洲建筑。
建筑物的綜合管理系統,是一個(gè)建筑物所有的功能系統,諸如供熱、空調、通風(fēng)、照明等,所有這些系統將會(huì )被整合到一個(gè)單元里,基于建筑物對外界氣候的響應,通過(guò)平衡調控以達到最佳和更好的性能服務(wù)。一些專(zhuān)門(mén)的軟件模型建立和開(kāi)發(fā)是十分重要和必需的,這些軟件將執行中央管理任務(wù),用網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接各個(gè)不同的功能系統,一些大的軟件開(kāi)發(fā)商已經(jīng)看到了這個(gè)商機。對于門(mén)窗和玻璃幕墻制造商來(lái)說(shuō),將會(huì )出現下面的結果:將來(lái),窗戶(hù)的開(kāi)合越來(lái)越電動(dòng)化,建筑物管理系統知道什么時(shí)候要開(kāi)窗通風(fēng)以保證理想的室內氣候。這樣,一些新的組成部分,包括電動(dòng)機、電線(xiàn)和導線(xiàn),還有一些新材料將會(huì )被整合到我們的產(chǎn)品中,這樣,窗戶(hù)制造商將不再是木匠,而是高技術(shù)產(chǎn)品的制造者。
光電模塊技術(shù)的使用并不是新技術(shù),在上世紀90年代初,德國就已經(jīng)采用了這個(gè)技術(shù),并安裝到了幾個(gè)項目中。但是這種技術(shù)一直沒(méi)有被成功地突破,一個(gè)原因是光電模塊比較昂貴,分期貸款的償還期很長(cháng),所以,只有少數客戶(hù)愿意在此技術(shù)上投資。如今,市場(chǎng)已經(jīng)產(chǎn)生了變化,隨著(zhù)光電模塊的價(jià)格下降,市場(chǎng)需求日見(jiàn)增加,越來(lái)越多的光電模塊將被整合進(jìn)建筑物的外表,最終會(huì )產(chǎn)生同樣的結果:門(mén)窗和幕墻產(chǎn)品將應用高水準的技術(shù),而且將成為建筑施工的一個(gè)中心單元。
歐洲門(mén)窗協(xié)會(huì )認為:傳統產(chǎn)業(yè)下的建筑門(mén)窗產(chǎn)品將成為一個(gè)高科技產(chǎn)品,它可以具有多種功能,猶如一個(gè)“智能化建筑的信封”,里面裝著(zhù)有關(guān)遮陽(yáng)防曬、隔音、保護、操作和壽命期的標準。策劃和豎起一個(gè)建筑物的過(guò)程將會(huì )被一些諸如如何節約能源和資源的討論所左右,因為建筑物表面是內部和外部氣候的聯(lián)系環(huán)節,所以必須將其作為一個(gè)整體的單元來(lái)開(kāi)發(fā)和施工,建筑物表面將成為一個(gè)建筑物的心臟。
1.3 國內門(mén)窗節能技術(shù)的發(fā)展和現狀
1.3.1 市場(chǎng)應用現狀
1996年建設部《關(guān)于建筑金屬制品行業(yè)“九五” 計劃與2010年遠景目標》計劃“九五”末年我國建筑門(mén)窗產(chǎn)量1.07億m2,其中:鋼門(mén)窗占 40%左右;塑料門(mén)窗占15%左右;鋁門(mén)窗占33%左右;其它門(mén)窗(復合材料門(mén)窗)占12%左右。而實(shí)際上,1998年與1994年相比,鋼門(mén)窗由62% 下降到40%以下;塑料門(mén)窗由5%上升為10%;鋁門(mén)窗由15%上升到35%。鋼窗是淘汰的產(chǎn)品,鋁窗成為主要產(chǎn)品,塑料窗發(fā)展迅速。
鋁門(mén)窗由于重量輕、強度高、性能好、裝飾性強、經(jīng)久耐用而由我國八十年代末產(chǎn)業(yè)政策限制使用的“超前享受”產(chǎn)品,變成了主要的建筑門(mén)窗,應用于從高檔公共建筑到一般的民用住宅和工業(yè)廠(chǎng)房。普通單玻鋁合金窗的市場(chǎng)價(jià)格大約為250~350元/ m2。
塑料窗的迅速發(fā)展,主要是由于1995年建設部制定的《建筑節能“九五”計劃和2010年規劃》對北方采暖區和夏熱冬冷區建筑節能提出了具體要求;國家化學(xué)建材協(xié)調組《關(guān)于加強我國化學(xué)建材生產(chǎn)和推廣應用的若干意見(jiàn)》要求2000年塑料門(mén)窗在全國市場(chǎng)平均市場(chǎng)占有率達到15%,其中三北采暖區要達到50%,沿海地區要達到30%。而1996年建設部《關(guān)于建筑金屬制品行業(yè)“九五” 計劃與2010年遠景目標》的政策是“積極慎重地推廣塑料門(mén)窗,重點(diǎn)在對建筑節能要求較高的‘三北’地區推廣應用,逐步擴大化學(xué)建材在門(mén)窗產(chǎn)品中的使用量”。但是不少有關(guān)地區的政府主管部門(mén)紛紛發(fā)出文件提出了更高的塑窗應用指標要求。塑窗應用領(lǐng)域迅速擴大,除在普通住宅使用外,也進(jìn)入了高檔住宅、賓館、寫(xiě)字樓、工廠(chǎng)廠(chǎng)房,從多層建筑開(kāi)始,進(jìn)入了高層建筑,形成了前所未有的“塑窗熱”。1998年上海市鋼窗為8.5%,鋁窗為45.3%,塑窗為39.7%,彩板窗6.5%,而1996年上海市塑料窗只占5.28%。
經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,無(wú)論是鋁合金門(mén)窗、塑料門(mén)窗中國都已成為全球的最大市場(chǎng)。根據國家統計局資料,2004年我國約有21億㎡的房屋建筑工程竣工,相當于歐洲和美國的總和。按通常建筑面積中門(mén)窗面積約占25%~30%推算,我國每年約有5億多㎡的門(mén)窗工程量,是整個(gè)歐洲每年門(mén)窗建設面積的4倍以上。在各類(lèi)材質(zhì)的門(mén)窗中,鋁合金門(mén)窗約占50%,工程量2.5億㎡,塑料門(mén)窗約占30%,工程量1.5億㎡,其它門(mén)窗20%,約1億㎡。
另根據最新統計,截至到2006年上半年,具有門(mén)窗許可證的廠(chǎng)家有8509家。2006年上半年,門(mén)窗的使用總量達到3.1億平方米,產(chǎn)值788億。
這些數據還是相對保守的,據推算能占到應統計對象的70%,如果考慮市場(chǎng)因素,實(shí)際企業(yè)數量和產(chǎn)值只會(huì )比上述資料數據更多。由此看來(lái),到本世紀初我國已成為世界上最大的 建筑門(mén)窗生產(chǎn)和使用國家。
我國國土面積遼闊,覆蓋地理經(jīng)緯度范圍大,海拔高度相差大,氣候特征因地各異,從東北漠河到海南島三亞,從山東榮城到新疆伊犁,從上海東部沿海大中城市到西部新興城市,從海拔5000m西芷的拉薩到基本風(fēng)壓為1.2kPa 的東海嵊泗。這樣的環(huán)境條件下,在任何歷史時(shí)期對建筑圍護結構的要求都蘊涵了滿(mǎn)足居住者的最基本要求。特別是近幾十年才出現的建筑幕墻,與傳統的建筑門(mén)窗一道在建筑外圍護結構中的主導地位日益突出,技術(shù)發(fā)展日新月異。從歷史的角度和世界的范圍來(lái)看,無(wú)論是建筑觀(guān)念還是建筑技術(shù),近30年的發(fā)展遠遠超越了歷史上數百年的過(guò)程。
自上世紀九十年代末推廣建筑節能以來(lái),由于我國生產(chǎn)和使用了大量的建筑節能門(mén)窗,在生產(chǎn)和使用過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗,進(jìn)行了數萬(wàn)次物理性能試驗和檢測,揭示了建筑門(mén)窗節能的內在規律,在總結生產(chǎn)經(jīng)驗和科學(xué)實(shí)驗的基礎上,發(fā)揚我國已形成的產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)同配合作戰的傳統,除了生產(chǎn)企業(yè)、專(zhuān)業(yè)試驗機構或檢測中心對生產(chǎn)經(jīng)驗、試驗成果進(jìn)行總結外,全國很多科研院所、高校(含所屬研究所)對建筑門(mén)窗進(jìn)行了多學(xué)科的基礎研究,將上述生產(chǎn)經(jīng)驗、試驗成果上升為科學(xué)理論,提出一大批研究報告,開(kāi)發(fā)出一大批新技術(shù)、新檢測方法、新工藝以及新理論。極大的推動(dòng)了行業(yè)的科技進(jìn)步和自主創(chuàng )新。
在建筑門(mén)窗檢測技術(shù)領(lǐng)域也有長(cháng)足的進(jìn)步。中國建筑科學(xué)研究院從80年開(kāi)始建筑外窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測設備,成功引進(jìn)了國際領(lǐng)先的日本建筑門(mén)窗三性檢測設備,先后完成了隔聲、保溫、采光及力學(xué)性能檢測設備的研制,到2005年底,國內具備門(mén)窗相關(guān)性能檢測能力獨立檢測機構超過(guò)數十家,整體技術(shù)能力達到國外同行業(yè)的水平,相當一部分機構具備獨立研發(fā)檢測技術(shù)、設備的能力,為提高門(mén)窗工程質(zhì)量、新產(chǎn)品研發(fā)提供了有力的保障。
在建筑門(mén)窗節能認證方面,1998年1月1日正式實(shí)施《中華人民共和國節約能源法》,其中第十八條規定:企業(yè)可以根據自愿的原則,按照國家有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量認證的規定,向國務(wù)院產(chǎn)品質(zhì)量監督管理部門(mén)(系指國家質(zhì)量技術(shù)監督局)或者國務(wù)院產(chǎn)品質(zhì)量監督管理部門(mén)授權的部門(mén)認可的認證機構(系指中國節能產(chǎn)品認證中國)提出用能產(chǎn)品節能認證 申請,經(jīng)認證合格后,取得節能產(chǎn)品認證證書(shū),在用能產(chǎn)品或者其包裝上使用節能產(chǎn)品認證標志。
2000年10月1日起施行的第76號中華人民共和國建設部部長(cháng)令《民用建筑節能管理規定》中要求,為了加強民用建筑節能管理,提高能源利用效率,改善室內熱環(huán)境,鼓勵發(fā)展新型節能墻體和屋面的保溫、隔熱技術(shù)與材料;節能門(mén)窗的保溫隔熱和密閉技術(shù)。強調要求實(shí)施建筑節能產(chǎn)品認證制度。這對建材企業(yè)既是一個(gè)機遇,同時(shí)又是一個(gè)挑戰。
1998年11月20日由國家經(jīng)濟貿易委員會(huì )牽頭組織并直接領(lǐng)導,國家質(zhì)量技術(shù)監督局指導下、管理下,成立我國節能產(chǎn)品認主睥最高權力機構——中國節能產(chǎn)品認證管理委會(huì )(下設中國節能產(chǎn)品認證中心),代表國家對節能產(chǎn)品實(shí)施認證,代表中國參加國際組織的相應活動(dòng)。
1.3.2 技術(shù)發(fā)展狀況
1.3.2.1 鋁合金窗
鋁門(mén)窗、鋁幕墻是第二次世界大戰后,在世界范圍內興起的一門(mén)新興行業(yè)。在20世紀五、六十年代,中國由于鋁資源的匱乏,計劃經(jīng)濟時(shí),鋁的應用,國家是給予極嚴格的控制的,除航空、儀表等重要工業(yè)外,只要人們日常生活器皿有少量應用,其他行業(yè)是很難得到鋁的供應指標的。鋁在建筑上的普及應用,是在改革開(kāi)發(fā)以后迅速發(fā)展起來(lái)的。它得益于改革開(kāi)放的市場(chǎng)經(jīng)濟。
二十世紀七十年代末改革開(kāi)放后開(kāi)始從歐、美、日等國家引進(jìn)鋁合金門(mén)窗技術(shù),是我國在原來(lái)鋼門(mén)窗的基礎上于八十年代發(fā)展起來(lái)的新一代金屬門(mén)窗。由于日本地理位置和氣候條件與我國近似,其產(chǎn)品的技術(shù)、經(jīng)濟綜合性較好,所以我國鋁門(mén)窗引進(jìn)日本窗型多,產(chǎn)品標準、門(mén)窗物理性能分級及檢測標準、鋁型材標準等主要是參照日本標準制定的。而鋁門(mén)窗的專(zhuān)用生產(chǎn)設備則主要是引進(jìn)德國等歐洲國家的。我國鋁門(mén)窗產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展,已完全能夠并已經(jīng)開(kāi)發(fā)設計出適合中國國情的各種檔次的新產(chǎn)品。鋁門(mén)窗與鋁合金建筑幕墻、采光屋頂一起協(xié)調配套,形成輕質(zhì)的建筑外圍護與裝飾結構新型體系,成為現代建筑的重要標志。
建筑門(mén)窗用鋁型材主要采用鋁合金擠壓工藝生產(chǎn),雖然我國已有了50多年的鋁型材擠壓工藝基礎,但真正發(fā)展是近20年的事情,目前雖然進(jìn)步很大,不過(guò)在設備設計、制造、使用以及發(fā)揮其最大效率等方面,與國際先進(jìn)水平相比仍存在差距。我國鋁擠壓企業(yè)絕大多數起步于鋁門(mén)窗幕墻及裝飾用建筑鋁材的生產(chǎn),以6000 系列各種牌號的鋁合金為主。由于6000系列是鋁合金中擠壓性能最好的一類(lèi),所以也是應用最廣泛的一類(lèi),全球擠壓的鋁合金中80%屬于6000系列合金。
在建筑鋁型材之外,鋁型材的應用范圍相當廣泛。截至目前,建筑鋁型材的產(chǎn)量及企業(yè)數量,在我國整個(gè)鋁擠壓行業(yè)中仍占據著(zhù)絕對優(yōu)勢,目前正式領(lǐng)到國家建筑鋁型材生產(chǎn)許可證的企業(yè)有470家,其中民營(yíng)企業(yè)是絕對主體。廣東省鋁型材企業(yè)最多,也是被公認的中國鋁型材行業(yè)水平的代表。
現在我國有650家左右的鋁型材企業(yè).2500臺擠壓機、600余條表面處理生產(chǎn)線(xiàn),可以生產(chǎn)20000多種規格300多種顏色的型材,滿(mǎn)足最嚴格的標準要求。
我國鋁型材產(chǎn)量已居世界第一位。2005年中國鋁擠壓材產(chǎn)量為350萬(wàn)噸,其中建筑鋁型材約280萬(wàn)噸,在今后相當長(cháng)的一段時(shí)間里,建筑鋁型材在中國的鋁擠壓行業(yè)中仍然會(huì )高居首位。預計到2010年,我國建筑鋁型材的需求可達320萬(wàn)噸。1995—2005年,中國鋁擠壓材表觀(guān)消費平均增長(cháng)率為 16.4%;2005年表觀(guān)消費量為321.7萬(wàn)噸,同比增加13.2%;其中建筑型材表觀(guān)消費量為208萬(wàn)噸,約占總消費量的65%。同時(shí),2005年中國建筑業(yè)總的鋁消費量為268萬(wàn)噸,其中型材為208萬(wàn)噸,占77%。
本世紀初,隨著(zhù)國家一系列節能政策的出現,鋁合金導熱性能好、保溫性能差的問(wèn)題突顯出來(lái),一度市場(chǎng)受到冷遇,甚至成為非節能的代名詞。
20世紀70年代初,德國首先研究出在鋁合金型材中灌注隔熱材料并斷橋的方法來(lái)實(shí)現鋁型材的隔熱,節能效果顯著(zhù)。80年代初,法國研制開(kāi)發(fā)了采用嵌條輥壓的技術(shù),通過(guò)穿入的隔熱條(尼龍66材料)把鋁合金型材的熱橋斷開(kāi),從而實(shí)現鋁合金型材的節能效果。這項技術(shù)于1999年開(kāi)始引進(jìn)我國,并在極短的時(shí)間內得到廣泛普及,同時(shí)美國的灌注式斷橋技術(shù)也開(kāi)始進(jìn)入中國市場(chǎng)。
1.3.2.2 塑料門(mén)窗
塑料門(mén)窗在我國是八十年代中期引進(jìn)德國、奧地利、美國等歐美國家成套的設備、模具、配方、工藝以及門(mén)窗的組裝技術(shù)等生產(chǎn)技術(shù)和設備開(kāi)始,經(jīng)歷了十多年來(lái)幾起幾落的過(guò)程,于九十年代發(fā)展起來(lái)的。1988年2月13日,我國輕工部批準分布GB8814—88標準,它等效采用日本工業(yè)標準JISK6785一 1985《窗框用硬PVC型材》。1995年開(kāi)始對該標準進(jìn)行修訂,本次修訂標準的主要依據仍是J.[SK6785,于1998年公布,1999年開(kāi)始執行。1994年12月5日,我國建設部批準頒布《PVC塑料門(mén)JG/3017—94》標準和《PVC塑料窗JC/3018—94》標準,它們等效采用德國 DINl8055、DIN4108及DIN4109中有關(guān)門(mén)(窗)的技術(shù)要求。
GB8814—98標準、JC/T3017—94標準和JG廠(chǎng)r3018—94標準構成了我國塑料型材及門(mén)窗標準體系的框架。在引進(jìn)初期也走了一段彎路,即過(guò)分強調適應當時(shí)的市場(chǎng)消費能力,降低造價(jià),如簡(jiǎn)化門(mén)窗型材斷面乃至仿木窗型材,門(mén)窗的性能很低,有在型材中大量填充碳酸鈣,結果做成窗后,很短的時(shí)間就變色、脆裂。加當時(shí)的設計和生產(chǎn)技術(shù)不成熟,經(jīng)驗不足,配套產(chǎn)品性能水平低,因此在工程中出現了許多問(wèn)題,在一些地區產(chǎn)生的不良影響用了很長(cháng)時(shí)間才完全消除。推廣應用十分困難。
在上世紀80年代后期開(kāi)始生產(chǎn)門(mén)窗組裝設備,90年代初又逐漸形成了塑料門(mén)窗異型材擠出機械和模具的生產(chǎn)能力。1988年開(kāi)始實(shí)施型材的國家標準,1992年編制完成第一本全國通用的塑料門(mén)窗的建筑設計標準圖集。隨后又出臺了22個(gè)有關(guān)產(chǎn)品標準和規范,此后塑料門(mén)窗的技術(shù)發(fā)展走上規范的道路,應用量逐步上升。
1993年由建設部、化工部、輕工部、國家建材局、石化總公司組成的全國化學(xué)建材協(xié)調組以推動(dòng)我國化學(xué)建材的發(fā)展,印發(fā)了《關(guān)于加快我國化學(xué)建材生產(chǎn)和推廣應用的若干意見(jiàn)》,制訂了《國家化學(xué)建材推廣應用“九五”計劃和2010年發(fā)展規劃綱要》,提出明確的發(fā)展目標和工作要求。隨后從國家到地方相繼出臺了許多政策,塑料門(mén)窗開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期,1997年北京、天津、上海、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、山西、河北、內蒙、浙江的十幾個(gè)省市地區的塑料門(mén)窗應用量比上年增長(cháng)超過(guò)100%,許多大中城市的成片小區,全部使用塑料門(mén)窗,在東北的大中城市塑料門(mén)窗應用比例超過(guò)了70%,北京等地的塑料門(mén)窗市場(chǎng)占有率達到60%,而且進(jìn)入城鎮居民裝修市場(chǎng)和農村市場(chǎng)不到十年的功夫,塑料門(mén)窗年銷(xiāo)量就從1993年的700萬(wàn)平方米躍升到2002年的1.5億平方米,市場(chǎng)占有率從原來(lái)的3%增加到35%。
塑料門(mén)窗品種越來(lái)越豐富,設計生產(chǎn)應用技術(shù)也得到快速提高,除原有的各類(lèi)平開(kāi)、推拉門(mén)窗,近幾年又相繼開(kāi)發(fā)了平開(kāi)下懸門(mén)窗、折疊門(mén)窗、上懸窗、中懸窗、下懸窗、推拉下懸門(mén)、提升推拉門(mén)、地彈簧門(mén)、低發(fā)泡整板門(mén)。還應用了共擠出、覆膜、噴涂、熱轉印等技術(shù)工藝,使門(mén)窗得到更為多樣的質(zhì)感和豐富的色彩。塑料門(mén)窗的應用獲得大量成功檢驗。針對嚴寒地區的節能要求開(kāi)發(fā)的四腔三道密封平開(kāi)窗,使用三玻中空玻璃后,使整窗傳熱系數降低到2.0 W/(㎡?K)以下,使用low-E玻璃,傳熱系數則更降到1.7 W/(㎡?K)。完全滿(mǎn)足了我國嚴寒地區的建筑節能要求。
在各方面推動(dòng)下,塑料門(mén)窗行業(yè)也有了巨大發(fā)展。到2002年底,全國型材生產(chǎn)線(xiàn)3800余條,總能力為280萬(wàn)噸,門(mén)窗組裝廠(chǎng)近萬(wàn)家,生產(chǎn)能力超過(guò)2.5億平方米。建成了裝備有國外1990年代后期的先進(jìn)設備、具有世界化規模的型材廠(chǎng)和全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的門(mén)窗組裝廠(chǎng)。
與此同時(shí),為門(mén)窗生產(chǎn)配套的各類(lèi)原輔材料、機械設備、模具五金、檢測儀器、設備等基本實(shí)現國產(chǎn)化,形成規?;a(chǎn),并與國外先進(jìn)水平迅速縮小差距,為今后行業(yè)提升發(fā)展奠定了雄厚的物質(zhì)基礎。
經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展,塑料門(mén)窗為最終產(chǎn)品的年產(chǎn)值及相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)值超過(guò)600億人民幣,從業(yè)人員超過(guò)100萬(wàn)的行業(yè),形成由原料廠(chǎng)、型材廠(chǎng)、門(mén)窗廠(chǎng)、設備廠(chǎng)、模具廠(chǎng)、五金配套材料廠(chǎng)組成的巨大產(chǎn)業(yè)鏈,邁入了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。
1.3.2.3 鋼門(mén)窗
鋼門(mén)窗在我國已有近百年歷史,曾為我國的經(jīng)濟建設做出過(guò)重大貢獻。特別是在70-80年代,在國家"以鋼代木"技術(shù)政策和資源配置方針的推動(dòng)下,鋼門(mén)窗被廣泛應用于工業(yè)與民用建筑中。最高年產(chǎn)量曾突破6000萬(wàn)平方米,市場(chǎng)占有率達70%以上,成為名副其實(shí)的"鋼老大"。但是,進(jìn)入90年代 之后,鋼門(mén)窗日趨萎縮,市場(chǎng)占有率退縮到18%左右。從總的態(tài)勢看,當前鋼門(mén)窗市場(chǎng)形勢是嚴峻的,這是客觀(guān)現實(shí)。
為了加快推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現代化、提高住宅質(zhì)量,國家建部、國家經(jīng)貿委、國家質(zhì)量技術(shù)監督局、國家建材局于1999年12月聯(lián)合發(fā)文(建住房1999)295 號)明確規定"自2000年1月1日起,在大中城市新建住宅中,禁止使用不符合建筑節能要求的32系列實(shí)腹鋼窗和25系列、35系列空腹鋼窗"。
近十年來(lái),鋼門(mén)窗生產(chǎn)企業(yè)在老產(chǎn)品逐步在大中城市被淘汰的同時(shí),產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng )新始終沒(méi)有停步。 長(cháng)期不懈努力下,又出現一批新的發(fā)展亮點(diǎn)。如彩色涂層鍍鋅冷軋鋼板門(mén)窗(簡(jiǎn)稱(chēng)彩板門(mén)窗)已成為建筑門(mén)窗家族中一個(gè)重要的新成員。我國80年代中期,從意大利引進(jìn)彩板門(mén)窗生產(chǎn)技術(shù)和成套設備。經(jīng)過(guò)消化吸收,目前,分布在全國27個(gè)省市的30多個(gè)企業(yè)已經(jīng)建成了彩板門(mén)窗專(zhuān)用異型材生產(chǎn)線(xiàn)78條,形成了生產(chǎn)15萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力,可以組裝1500萬(wàn)平方米彩板門(mén)窗,目前實(shí)際產(chǎn)量5萬(wàn)多噸,年產(chǎn)500萬(wàn)平方彩板門(mén)窗,生產(chǎn)能力利用率只有30%左右;有著(zhù)較大的發(fā)展空間和市場(chǎng)潛力。彩板門(mén)窗是普通鋼門(mén)窗的換代產(chǎn)品,其密封性好,強度高,又有較好的耐腐蝕性和裝飾性。
窗型可多種多樣,有平開(kāi)、推拉、中懸、 懸等等,顏色絢麗多彩,裝飾效果好,價(jià)格適中。彩板門(mén)窗以其優(yōu)良的物理性能和使用功能被社會(huì )接受,廣泛用于全國各地的大型公用建筑和民用住宅中。
不銹鋼門(mén)窗也在探索中不斷進(jìn)步,在東南的蘇、浙、閩、滬等省市發(fā)展很快。目前下大向在城市發(fā)展,熱頭很好。已形成生產(chǎn)規模的企業(yè)達20多家,每年投放市場(chǎng) 20多萬(wàn)平方米。不銹鋼門(mén)窗的材質(zhì)、工藝、設備、生產(chǎn)技術(shù)正好在技術(shù)創(chuàng )新的發(fā)展階段,在科學(xué)技術(shù)和市場(chǎng)開(kāi)拓上日趨走向成熟,發(fā)展前景和市場(chǎng)潛力十分可觀(guān)。
鋼制多功能復合門(mén)類(lèi)產(chǎn)品使用功能廣泛,品種繁多,市場(chǎng)需求量居高不下,增長(cháng)很快。長(cháng)期來(lái)我們對門(mén)的開(kāi)發(fā)重視不夠,行業(yè)管理不力,成為建筑門(mén)窗行業(yè)發(fā)展的薄弱環(huán)節。鋼制多功能復合門(mén),取材方便,價(jià)格低廉,特別是住宅用多功能復合門(mén)、內室門(mén)、單元門(mén)、陽(yáng)臺門(mén)等門(mén)類(lèi)產(chǎn)品在住宅建筑市場(chǎng)中需求量很大。據不完全統計全國有戶(hù)門(mén)生產(chǎn)廠(chǎng)家2000多家,年產(chǎn)量有700多萬(wàn)樘,年產(chǎn)值超過(guò)70億元。室內門(mén)不會(huì )少于2500萬(wàn)樘,門(mén)的需求量要遠遠大于窗的需求量。門(mén)的市場(chǎng)發(fā)展空間的品種開(kāi)發(fā)潛力十分可觀(guān)。
我國鋼門(mén)窗正處在新老產(chǎn)品交替,新舊技術(shù)更新的變革時(shí)期;處在傳統產(chǎn)品、傳統市場(chǎng)萎縮,開(kāi)創(chuàng )新的產(chǎn)品構架、新的市場(chǎng)空間的變革時(shí)期。今后的發(fā)展方向,不單是奪回已經(jīng)失去的市場(chǎng),更重要的是重新確立鋼門(mén)窗產(chǎn)品的市場(chǎng)定位,重塑鋼門(mén)窗產(chǎn)品的市場(chǎng)形象,重組鋼門(mén)窗產(chǎn)品的結構體系。關(guān)鍵是要抓好技術(shù)創(chuàng )新、產(chǎn)品創(chuàng )新、品牌創(chuàng )新、市場(chǎng)創(chuàng )新,探索新的發(fā)展空間。
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