1 前言
門(mén)窗是建筑物的重要組成部分,其作用是采光、通風(fēng),同時(shí)也對建筑起到裝飾作用。傳統的門(mén)窗主要 是木質(zhì)材料。隨著(zhù)新材料的不斷出現,鋼門(mén)窗、
鋁合 金門(mén)窗、塑料門(mén)窗的應用也越來(lái)越廣泛,本文主要介 紹剛剛問(wèn)世的拉擠
玻璃纖維增強塑料(俗稱(chēng)玻璃鋼) 門(mén)窗。 玻璃鋼是一種輕質(zhì)高度材料,它即可做結構材料, 又可做功能材料。它的非常大特點(diǎn)是能按照需要進(jìn)行結構設計和材料設計,能夠得到較佳效果。 拉擠玻璃鋼產(chǎn)品之所以能應用在建筑行業(yè),是因為這種材料本身具有很高的強度、重量輕、耐腐蝕、 吸水低、阻燃、保溫、隔聲、長(cháng)期光照不變形等綜合性能,優(yōu)于木材、鋼材、塑料、鋁合金等材料,所以 玻璃鋼門(mén)窗是理想的新型建筑門(mén)窗。
2 國內外門(mén)窗發(fā)展現狀
2.1 國外門(mén)窗現狀
國外的門(mén)主要以金屬、木質(zhì)等為主,還有一些是按要求制作的特種門(mén),一般外門(mén)需具有防火、防盜、 保溫等性能。
窗一般以塑鋼和帶熱隔斷的鋁合金為主,少量采用彩板鋼窗,高等木窗在高等建筑中也有需求。
全部上的塑鋼門(mén)窗開(kāi)始應用于本世紀50年代末,首先由前西德開(kāi)發(fā)而成的。1959年在德國杜塞爾多夫舉行的世界塑料展覽會(huì )上,該國的赫特公司首先展出了塑料窗樣品,并受到了廣大消費者和相關(guān)部門(mén)的重視。從70年代開(kāi)始,該國對塑料窗的發(fā)展實(shí)行了扶持政策,使這種新型門(mén)窗得到了迅速發(fā)展。到1978年塑料門(mén)窗 所占比例已達40%左右,到1986年達到44%,居各類(lèi)門(mén)窗之首。此外,歐洲的奧地利、意大利、英國、法 國、瑞典、瑞士等國家也積較地開(kāi)展了塑料門(mén)窗的研 制與生產(chǎn),到本世紀80年代末期已達到了相當大的市 場(chǎng)占有率和生產(chǎn)規模。其中奧地利塑料門(mén)窗占有率已 超過(guò)90%。美國雖然起步較晚,但年增長(cháng)速度超過(guò)15%,是所有
建材產(chǎn)品中增長(cháng)速度較快的。日本在其較 寒冷的地區北海道,大力推廣防寒塑料窗,目前普及率已達35%。
隨著(zhù)門(mén)窗市場(chǎng)的發(fā)展,PVC塑料門(mén)窗已不能滿(mǎn)足多功能的需求。因此,于80年代初,加拿大首先成功的開(kāi)發(fā)了玻璃鋼門(mén)窗。
玻璃鋼是國外于20世紀初開(kāi)發(fā)的一種新型復合材料,它具有質(zhì)輕、高度、防腐、保溫、絕緣、隔音、 壽命長(cháng)等特點(diǎn)。其密度為1.5-2.0g/cm3,比鋼輕3—4倍,而強度比鋼高1.7倍,機械性能和物理性能良好, 因此被廣泛用于國防、航空、造船、汽車(chē)、旅游、建筑等各個(gè)領(lǐng)域,成為21世紀的優(yōu)異復合材料。用玻璃鋼制造門(mén)窗,在國外一些地區開(kāi)發(fā)較早,并且發(fā)展快, 普及廣泛。到90年代初,玻璃鋼門(mén)窗已迅速擴展到美 國、俄羅斯、德國和日本等國家。玻璃鋼門(mén)窗可替代木、鋼、鋁合金、塑料門(mén)窗,就其化學(xué)、力學(xué)和物理 性能而言,在建筑門(mén)窗的市場(chǎng)競爭中,具有強勁的實(shí)力。
2.2 我我國窗現狀
改變公開(kāi)以來(lái),我國建筑門(mén)窗行業(yè)形成了以工程塑料、建筑鋁材、彩色涂層鋼板、不銹鋼板為主的多元化,多層次的產(chǎn)品結構體系。
目前,我國已成為建筑門(mén)窗產(chǎn)量較多的國家,全國城鎮建筑市場(chǎng)門(mén)窗需求量已經(jīng)達到1億m2,比1978年 增長(cháng)兩倍。預計到2000年,我國建筑門(mén)窗市場(chǎng)的總需 求量將達到1.2億m2左右。市場(chǎng)潛力很大。目前,塑料 門(mén)窗年產(chǎn)量1500萬(wàn)m2,市場(chǎng)占有率15%左右;鋁門(mén)窗、 鋁幕墻年產(chǎn)量4500萬(wàn)m2,市場(chǎng)占有率45%左右;彩板 門(mén)窗年產(chǎn)量500萬(wàn)m2,市場(chǎng)占有率5%;鋼門(mén)窗(包括 鋼復合門(mén)、鋼防火門(mén)、鋼防盜門(mén)等)年產(chǎn)量1500m2左 右,市場(chǎng)占有率15%;其它門(mén)窗(包括木門(mén)窗、木復合門(mén)、不銹鋼門(mén)窗、卷簾門(mén)窗、玻璃鋼門(mén)窗等)年產(chǎn) 量2000萬(wàn)m2,市場(chǎng)占有率20%左右。
門(mén)窗使用性能要求的提高,促使新材料的發(fā)展取代傳統的門(mén)窗材料,特別是進(jìn)入到80年代后,全國掀起了引進(jìn)國外塑料門(mén)窗生產(chǎn)技術(shù)和裝備熱。據不完全統計,全國有150多個(gè)廠(chǎng)家從德國、奧地利、意大利等國引進(jìn)具有全部80年代先進(jìn)水平的塑料擠出機生產(chǎn)線(xiàn) 670多條,形成型材設計生產(chǎn)能力約為20萬(wàn)t/y,門(mén)窗 組裝線(xiàn)1400多條,形成組裝能力1500萬(wàn)m2。
到90年代經(jīng)濟高速發(fā)展,建筑業(yè)水平不斷提高, 建筑節能已提到重要的議事日程,隨著(zhù)玻璃鋼行業(yè)自 身技術(shù)的進(jìn)步,建筑用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應用有了新進(jìn)展。 這時(shí),我國開(kāi)始研制玻璃鋼門(mén)窗,玻璃鋼門(mén)窗的問(wèn)世, 彌補了塑鋼門(mén)窗強度低、易老化等欠缺。
我國玻璃鋼門(mén)窗的研制是從90年代初開(kāi)始,到1994年黑龍江省美城集團引進(jìn)6條生產(chǎn)線(xiàn),因材料、設備、 模具不配套,一直沒(méi)有投入生產(chǎn)。我國研制開(kāi)發(fā)玻璃鋼門(mén)窗已經(jīng)7年了,現已面市。經(jīng)《國家玻璃鋼制品質(zhì)量監督檢驗中心》和《國家建筑工程質(zhì)量監督檢驗中心》分別對玻璃鋼型材和窗戶(hù)的檢驗結果均達到了國家門(mén)窗標準。 。1)型材檢驗:拉伸強度 360MPa;彎曲強度 327MPa;彎曲模量 16200MPa;熱變形溫度大于200℃, 零下60℃不脆不裂;巴氏硬度 49; 氧指數 31;耐老化試驗 1000小時(shí)強度保持85 %以上;導熱系數 0.24kCal/mh℃; 吸水率 0.17—0.50%(23℃/72小時(shí)無(wú)變化); 化學(xué)性能 5%硫酸12小時(shí)無(wú)影響。
(2)窗戶(hù)檢驗抗風(fēng)壓變形性一級雨水滲透性二級 空氣滲透性二級保溫性二級,傳熱系數2.24W/( m2·k)采光性三級 隔聲性四級。目前,我國有玻璃鋼拉擠門(mén)窗型材 生產(chǎn)企業(yè)20多家,約有120條拉擠生產(chǎn)線(xiàn),年產(chǎn)量20萬(wàn) m2左右,但目前能正常生產(chǎn)的不到10家,其余由于忽 視軟件技術(shù)不能正常生產(chǎn),如工藝配方與工藝參數關(guān) 系沒(méi)有完全掌握,一旦原料質(zhì)量變動(dòng)或配方調整就會(huì ) 成質(zhì)量波動(dòng),使拉擠出的產(chǎn)品質(zhì)量不穩定。究其原 因主要是一些企業(yè)技術(shù)力量薄弱,對玻璃鋼拉擠技術(shù) 及工藝不能完全掌握,玻璃鋼拉擠門(mén)窗型材是屬高科技含量的技術(shù),是農業(yè)生產(chǎn)體系、無(wú)機結合成多功能的復合材料,它不像一般玻璃鋼,不掌握拉擠工藝技術(shù)和工藝配方是不能拉出合格產(chǎn)品的。多年來(lái),通過(guò)科技人員的攻關(guān),終于以玻璃鋼特有的優(yōu)越性能,作為建筑用玻璃鋼門(mén)窗面市了,為我我國窗提供了高性能的新材料。
3 各種門(mén)窗材料的性能比較
在一般房屋建筑中,窗戶(hù)傳熱量約占22%,再加上窗戶(hù)縫隙的傳熱損失約占建筑物全部耗能的50%左右。各種材料的不同,門(mén)窗保溫、隔音、密封、防腐等性能也不同。
3.1 木門(mén)窗
我國較早使用的門(mén)窗都是木門(mén)窗,木門(mén)窗的價(jià)格雖低,但由于制作門(mén)窗的紅、白松資源枯竭,再加上優(yōu)異紅、白松100年才能成材,且容易發(fā)生火災,截面尺寸大,透光率小,雖然保溫,但戶(hù)外易腐爛,需要涂
漆維護等,因此我國在20世紀70年代開(kāi)始啟用鋼門(mén)窗(主要是鋼窗)。
3.2 鋼門(mén)窗
目前的鋼門(mén)窗主要有空腹、實(shí)腹等類(lèi)型,其中空腹鋼窗應用較廣。這種窗雖有截面小、透光率大等優(yōu)點(diǎn),但也存在易變形、密閉性差、密封不好,尤其是在沿海鹽霧大的地區、濕度大的南方地區易銹蝕等缺點(diǎn),其用量不斷下降,近年來(lái)出現的彩色鋼板門(mén)窗, 雖然密封性、防腐性、裝飾效果均優(yōu)于普通鋼門(mén)窗,但因其價(jià)格高而無(wú)法大量采用。
3.3 鋁合金門(mén)窗
鋁合金門(mén)窗是門(mén)窗中的高等產(chǎn)品,因其造價(jià)大大高于其它門(mén)窗型材,故多用于高等賓館、寫(xiě)字樓、商廈,大量建造的房屋則無(wú)法問(wèn)津。此外,鋁合金門(mén)窗保溫性差,尤其對于寒冷地區更不適應。一般市場(chǎng)上的鋁合金門(mén)窗,價(jià)格雖便宜,但質(zhì)量很差,目前,已限制生產(chǎn)。
3.4 塑料門(mén)窗
塑料門(mén)窗比其它門(mén)窗在節能和改善室內環(huán)境方面有更為優(yōu)越的技術(shù)特性。塑料門(mén)窗的生產(chǎn)能耗較低, 生產(chǎn)1噸鋼材的能耗為生產(chǎn)1噸塑料(PVC)的4.5倍; 生產(chǎn)1噸鋁材的能耗則為1噸塑料(PVC)的8倍;即塑料(PVC):鋼:鋁=1:4.5:8。塑料在使用過(guò)程中, 是一種熱損失較小的材料,如UPVC窗材的導熱系數為鋁窗材的1/1250、鋼窗材的1/357,加之PVC窗可制 成多空腔結構,其中的死空腔中空氣的導熱系數僅為0.04Cal/mh℃。由此可見(jiàn),塑料門(mén)窗是熱損失較小的窗種。優(yōu)異塑料窗的隔聲性能達到30dB以上,鋼鋁窗的隔聲性能約為19dB,據日本資料介紹,要達到同樣降低噪聲的要求,安裝鋁窗的建筑物與交通干道必須相距50m,而安裝塑料門(mén)窗后,距離可縮短到16m。另 外塑料門(mén)窗耐腐蝕,可用于沿海、化工廠(chǎng)等腐蝕嚴重的環(huán)境中。普通用戶(hù)使用,也能減少油漆維護費用。 塑料門(mén)窗外觀(guān)好,能和國內的裝飾要求相適應,而且人體接觸感覺(jué)比金屬門(mén)窗舒適。雖然塑料門(mén)窗具有上述優(yōu)點(diǎn),但要達到實(shí)用要求,必須克服一般塑料的弱點(diǎn),如變形、老化等問(wèn)題,這也是一般人所擔心的問(wèn)題。