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张小玲:我国亟待建立系统门窗材料产业发展体系
类别:门窗幕墙  日期:2019-5-17  来源:建设科技杂志  点击率:2796  打印 关闭

 

张小玲


编辑概况:张小玲?北京康居认证中心教授级高工

 

随着我国经济的发展,建筑节能的标准也在不断提升。其反映到对门窗性能的要求提高,即表现为传热系数K值在不断降低。但在建筑工程中,门窗质量普遍存在着不尽如人意的情况。其原因既有门窗本身的问题,也有门窗与建筑连结的构造问题。一个好的门窗所用的材料和构造都应该是正确的。通常,人们往往非常重视门窗的气密性、水密性、抗风压和传热系数指标,而忽略型材构造、五金、玻璃配置、密封材料同门窗与墙体的连接材料的性能。我国绝大多数工程门窗的价格低于500元/m2,如此低的价格是不可能购买到性能良好的门窗的。这些问题会在房屋使用的过程中表现出门窗与外墙之间在暴风雨中渗漏、室内结露发霉和能量损失过大的问题。同德国、瑞典、奥地利这些被动式低能耗建筑已经普及的国家相比,我国的门窗工程质量与之存在着很大差距。这几年随着被动房的发展,市场上已经接受了2000元/m2以上的高性能门窗。但是,大多数建筑师并不把为建筑选择和配置门窗合适的性能当作一件必不可少的工作来做。可以说,我国既未形成系统门窗所必须的关键材料理论体系,更没有建立相应产业。

 

系统门窗的使用是保障房屋实现良好室内环境的关键因素,系统门窗构造不但是室内建立良好热工环境的基础,同时也是降低建筑物维护成本和确保建筑具有较长使用寿命的基本条件。为了提升建筑工程质量,以及随着被动房在我国的迅猛发展,我国的建筑市场必须实现从普通门窗向系统门窗的转变。

 

同系统门窗相比,我国普通建筑工程门窗产品比较简单。传统门窗所涉及的产品和材料仅包括门窗框、中空玻璃(或真空玻璃)和聚氨酯发泡胶(见图1)。而系统门窗关键产品和材料包括:门窗框材、中空玻璃(或真空玻璃)、防水隔汽膜、防水透汽膜、预压膨胀密封带、防腐隔热副框、窗台板、粘接剂。我国对于系统门窗概念形成时间较短,除了门窗型材和中空玻璃(或真空玻璃)较成熟外,其他关键材料发展尚处在初级阶段。中空玻璃所需的高性能关键密封材料多产自德国和美国。可以说,我国尚没有形成系统门窗完整产业,其关键材料主要依赖进口。

 


图1普通外窗的安装方式
 

我国建筑工程门窗安装过程过于简化和粗糙。一般门窗的步骤:一是安装门窗型材;二是用聚氨酯填充窗框与外墙的缝隙;三是将玻璃装到门窗框中。这种门窗与外墙的密封性完全依赖聚氨酯是否充满门窗与外墙之间的缝隙和聚氨酯本身的性能。其构造存在着以下几种风险:一是工程质量完全依赖工人的技能和责任感;二是在暴风雨情况下,存在雨水会通过外墙与门窗之间的缝隙渗漏的风险;三是门窗洞口周围存在较严重的热桥;四是现场安装玻璃,窗体本身的性能难以保证;五是玻璃极易在安装时破损;六是没有形成窗口与周边保温系统的可靠连接构造,周边保温系统较易损坏;七是不能实现门窗完美的隔音降噪性能;八是门窗整体性能和寿命得不到可靠保证。

 

系统门窗的出发点是基于如何确保门窗在建筑工程中完美地发挥作用,这就要求不但要考虑门窗本身的性能,还要考虑如何实现门窗与外墙之间的可靠性连接(见图2),以及正确安装工艺。

 

我国的系统门窗,从目前的普通门窗要达到国外发达国家的高质量的系统门窗水平,还有很长的路要走。

 

系统门窗的安装方式
图2系统门窗的安装方式

 

关键产品和材料性能有待提高:高性能中空玻璃(或真空玻璃)的使用寿命和性能取决于密封系统。而我国还在普遍使用着铝合金或是性能低劣的黑色“橡胶”条。理论上讲,一个合格的被动房竣工后第一次大修时间应该在40年以后。我国的中空玻璃普遍只有10年左右的使用寿命,而高性能中空玻璃(或真空玻璃)有30年以上的使用寿命。因此,推动行业将高性能中空玻璃(或真空玻璃)的使用寿命普遍提高到30年以上,改变门窗企业选用中空玻璃(或真空玻璃)以成本为先的现状,将对普遍提升我国建筑门窗性能有重大的推进作用。

 

关键材料产品标准缺失:系统门窗所用防水隔汽膜、防水透气膜、预压膨胀密封带、防腐隔热副框、粘接剂等产品基本上只在被动房工程中使用。工程中这些产品材料尚无标准可依。被动式低能耗建筑产业技术创新战略联盟“依据国家标准图”被动式低能耗建筑-严寒和冰冷地区居住建筑通过北京康居认证确定产品供应商的性能指标。标准是引导企业生产和应用的必要条件。好的标准可对行业健康发展起到良好的推动作用。大家可以在现有欧洲成熟的标准体系上,通过与国外机构的合作,迅速制定出符合我国气候特征的标准体系。

 

高性能产品的应用受到了现行国家标准的限制:门窗系统关键材料大多在我国处于起步阶段,绝大多数关键原材料产品依靠国外进口。在高性能的材料产品研发方面,德国、瑞士、瑞典等国居于国际领先地位。我国甚至对某些材料和产品的研究从没有涉足过。导致出现了国家标准限制了高性能产品应用的现象,也就不足为奇。譬如:TPS/4SG中空玻璃产品是国际上作为新一代中空玻璃的产品在幕墙中被大量应用,但其在我国玻璃幕墙应用遇到了麻烦。原因是现行国家幕墙标准对热融性材料作了限制性应用的规定。按现行幕墙标准的规定,TPS/4SG中空玻璃产品就不可以应用于幕墙工程中。

 

一些关键材料与产品有了突破性进展:自2013年中国开始建设被动房起,人们开始关心建筑的无结构性热桥、气密性和构造的耐久性。国内的研究机构和企业开始了对关键材料的研发,一些材料取得了突破性进展。其中两个较重要的产品已经投入市场。一是由发泡聚氨酯废料压制而成的高强度防腐隔热副框块,已经由上海华峰普恩研制成功并投入市场。这一材料是门窗系统与外墙体系连接实现无热桥构造的关键材料。二是中材科技集团南京玻纤院研发的高性能的防水隔汽膜、防水透汽膜和粘接剂已经推向市场。其性能已经非常接近国外产品指标。希翼这两种材料可由国内厂商生产之后,能带动市场价格有较大幅度的降低。

 

生产企业的车间条件需要得到改善:同国外的生产条件相比,我国企业的生产条件需要得到较大的改善。但高性能产品离不开良好的加工条件。生产合格的门窗需要稳定的生产工艺。一个好的门窗产品需要经过十几道加工工序,才能达到被动房所需要的性能要求。譬如:生产出顶级的门窗所需要的深加工玻璃,其生产车间温度、湿度、洁净度等都要满足一定要求,否则会在使用过程中出现玻璃平整度不够,随外界温度变化而引起的变形弯曲等瑕疵。反映到建筑本身,可能会产生映象物体发生变形的现象。

 

基础产业需要得到发展:一些人认为门窗行业属于传统行业,属于低端行业,没有高科技属性。但作为保障建筑性能起关键作用的系统门窗所需的关键材料需要强大的产业支撑。譬如,如果精细化工产业不发达,门窗所用的密封条就做不出来;如果加工精度不够,门窗热工性能就难以保证;如果木材深加工不能赋予木材具有不腐、不燃、不蛀的性能,我国的木门窗企业的产品质量就不能达到欧洲先进产品的水平。这些基础产业对于高质量建筑是必不可少的支撑产业,应该得到支撑和发展。

 

门窗生产企业需要引导建筑业的发展:欧洲技术领先的门窗生产企业向市场不断推出新技术、新产品和新的设计理念,为建筑师提供了新的表现形式,从而门窗企业起到了引领建筑业发展的作用。相比之下,中国门窗企业还停留在满足客户需求的状态。

 

总之,我国亟待建立系统门窗材料产业发展体系,为我国实现建筑领域的高质量发展打下坚实的基础。

 



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