我国建筑节能门窗的发展现状与趋势

一、总述　 

建筑门窗在我国有着悠久的历史，窗户的概念是从人类有固定住所开始产生的。起初，门窗形式为天然洞口草盖，后逐渐发展为木门或窗。真正的木制门窗可以追溯到3000多年前的商朝、周。建筑门窗作为中国古代灿烂建筑文明的组成部分，堪称中国文化宝库中的一颗明珠。

到了近代，随着工业化时代的到来，新型木窗、钢窗、铝窗、塑窗也相继到来了门窗市场，赢得了它们的黄金时代。然而，随着科学技术的发展和节能环保意识的深化，节能门窗正在悄然改变门窗市场的发展格局。

每一次的变化，淘汰旧产品，推出新产品，对人们的生活产生了质的影响。门窗的升级不仅是市场的需要，也反映了整个门窗行业的升级。随着社会的发展，科技的不断进步，建筑标准的逐步提高，门窗越来越超出自身使用价值的范围，体现建筑的价值延伸，从一个侧面反映了建筑的品质、品味和功能。

二、门窗发展的阶段 

2.1 苐一阶段：木窗到钢窗的变革

从人类产生门窗的概念开始，木质就占据着早期门窗材料的主流。由于木质门窗在耐腐蚀性、装饰性等方面存在一定局限性，其他材料的门窗陆续出现在市场。

1911年空腹钢门窗从英国传入中国，主要在上海、广州、天津等城市的“租界”内使用。新中国成立后钢门窗在工业建筑和民用工程中得到了广泛的应用。七十年代后期，国家实施"以钢代木"政策，大大推进了钢门窗的发展，八十年代是传统钢门窗的全盛时期，1989年市场占有率一度达到70%。大规模的城市建设，为钢窗的发展赢得了商机，木窗迅速被钢窗所取代。

2.2 第二阶段：钢窗到铝窗的变革

铝合金门窗在20世纪70年代传入中国，但只在外国使馆和少数涉外项目中使用。由于钢窗的致命缺陷，如导热快、隔热差、容易生锈、不美观等，技术和工艺改造的空间很小。另一方面，国内钢门窗配套生产能力不足，钢门窗价格居高不下，逐渐丧失了与铝合金门窗的竞争实力。

铝窗可塑性很强，加工形式多样，并且不易生锈，因此铝门窗得到大力推广，铝门窗系列产品市场空间逐步扩大，形成了较为完善的铝门窗产品体系，确立了其在门窗领域支柱产品地位。

2.3 第三阶段：铝窗到塑钢窗的变革

铝合金可塑性强，易加工，外观豪华，阻燃性好，但导热系数很高，密封保温效果不理想。为了解决门窗的保温问题，我国于1983年从德国引进塑钢门窗的生产技术。随后，国内出现了设备、模具、型材、设备等一批厂商。1996年，国家大力提倡生产塑钢门窗，迎来了塑钢门窗行业的繁荣。九十年代是我国塑钢门窗应用的高峰期。同时，由于塑钢窗的低水平重复生产，产品质量得不到保证，没有底线价格竞争，导致塑钢窗进入死胡同，逐渐退出市场。

2.4 第四阶段：塑钢窗到断桥铝隔热门窗的变革

塑钢窗的优点是保温性好，耐腐蚀性好。被引入中国市场后，其核心技术仍掌握在国外企业手中，价格较高。随着国内塑钢产业竞争的加剧，全行业普遍出现产品质量下降的现象。材料本身耐候性也存在一定问题，比如黄变，日久会变脆，高分子材料降解，变形量大，并引发了多起安全事故。1999年建设部发文，高层建筑禁止使用塑钢窗，塑钢门窗市场迅速萎靡，于是节能铝合金窗又逐步占领市场。

为了解决门窗节能问题，我国从2000年开始逐步引入断桥铝合金隔热技术。该技术包括两种不同的技术路线，即注胶式隔热型材和穿条式隔热型材。断桥铝合金隔热型材的革命性提升，解决了铝合金型材导热散热快，不节能的致命问题，受到市场推崇。

三、我国节能门窗的现状 

随着节能环保意识的加深和国家节能环保政策的颁布，人们开始意识到节能环保是大势所趋。断桥铝保隔热型材作为节能环保的绝佳选择，优势明显。首先，断桥铝环保可再生，可循环利用，不会造成环境污染。其次，隔热型材导热很小。第三断桥铝型材可塑性强，装饰效果好。美国亚松公司和德国泰诺公司作为世界节能门窗行业的代表，自2000年左右进入中国市场以来，对中国门窗行业的变革产生了影响和推动作用。

上海威固化工制品有限公司是一家以聚氨酯技术及产品的生产研发、推广应用为主的创新型企业。威固公司生产的高强度、高性能聚氨酯隔热浇注胶产品，拥有自主知识产权。自威固隔热浇注胶产品投入市场以来，被全国主要铝型材生产商大量使用，广泛用于各类建筑门窗、玻璃幕墙隔热节能系统、以及高铁、地铁、大型冷库等节能领域，占有聚氨酯隔热胶较高的市场份额，为我国节能门窗做出贡献。

有报告显示，到2015年，整体市场对节能门窗的需求大幅增加，一方面是由于消费者的环保和节能意识，另一方面是政府节能减排、减税等政策的支持。很多门窗厂商都瞄准了这个机会，开始寻求转型，并把目标对准了隔热门窗行业。

四、两种隔热铝型材技术比较 

当今世界被广泛使用的两种隔热铝型材是使用聚氨酯隔热胶的注胶式隔热型材和使用尼龙玻璃纤维隔热条的穿条式隔热型材。这两种隔热系统的隔热性能和建筑结构性能差异很大。

4.1　穿条式隔热型材的生产工艺

穿条式隔热铝型材的原理是利用PA66尼龙将室内外两层铝合金既隔开又紧密连接成一个整体，构成一种新的隔热型的铝型材。但在使用过程中，出现了很多问题，后来又从德国，法国和比利时进口增强尼龙等材料。

穿条式隔热铝型材一般分开齿、穿条、滚压三道工序，现在也有设备厂家把开齿和穿条放在一台设备上来完成，称为“二步法”。开齿是用一台带有硬质滚齿轮的设备将铝型材上要穿隔热条的部分滚出齿来。目的是通过滚齿使型材的粗糙度增加从而提高组合后型材的剪切力。由于型材分为内外两个部分，根据生产的需要，开齿设备一般是两台。

穿条式是把隔热条穿到型材上，把内外两部分型材连起来，为下一步滚压作好准备。一台设备即可。滚压该工序又分为导向及预夹紧、主要夹紧、校直(水平方向、垂直方向)三个工步，是确保成品型材的紧密度和垂直度的关键。

“穿条工艺”的隔热材料是隔热条，目前正规的隔热条是聚酰胺66(即Polyamide66，俗称尼龙66)，它的生产方法有两种：硬顶法和牵引法。硬顶法结构紧、外观好但比较“脆”，牵引法生产的韧性好但外观差，侧面有工艺凹陷。为了追求表面美观和精度，用PA66尼龙加超细玻璃纤维是国外隔热条的共同特点。由于用的是超细玻璃纤维，抗拉强度差只有60N/mm，而且价格昂贵。

4.2 注胶式隔热型材的生产工艺

注胶式隔热铝型材的原理是通过浇注聚氨酯隔热材料将室内外两层铝合金既隔开又紧密连接成一个整体，构成一种新的隔热型的铝型材。“浇注工艺”是把表面处理好的铝型材通过行走系统做直线运动，使铝型材的隔热槽经过浇注机的浇注头下方时，液体聚氨酯隔热材料浇注到隔热槽内，经过一段时间的凝固后再进行切桥。

4.3 注胶式与穿条式隔热铝型材作性能对比分析

4.3.1 基本性能对比

注胶式隔热型材生产工艺的优点: 

①出材率，降低门窗成本

在隔热性能相同的情况下，穿条式隔热型材的横截面积大，腔体宽度至少比注胶式隔热型材大4mm。每米隔热型材的重量比浇注式的大，因此其出材率比注胶式隔热型材少13%，制造1平方米门窗大约多消耗1-1.5公斤铝型材。通过对1500mm×1500mm的标准样窗尺寸进行分析性计价，注胶式比穿条式隔热窗铝材成本每平米低20%左右。

②生产效率

注胶式隔热型材生产效率高，成品率高，工艺稳定可靠，特别适合规模化和连续化生产，五人班产6~8吨，生产效率是穿条式隔热型材的2倍。穿条式隔热型材尽管生产效率低，但是其生产灵活，对生产连续性要求不高。

③水密性、气密性高，隔音效果

注胶式隔热型材是一次性把浇注胶浇注到铝型材隔热槽内固化形成隔热桥，由于浇注胶的高粘合性，隔热桥与铝型材完全粘结成为一体，克服穿条式隔热型材由于打齿、穿条、辊压等工艺导致的水密性、气密性差的缺陷，注胶式隔热型材制造的门窗、幕墙的防水、隔音效果好。

四、隔热型材强度高

注胶式隔热铝型材惯性矩为：513379.2 mm4，约为普通铝型材的94%；穿条式隔热铝型材惯性矩为327441.2 mm4，约为普通铝型材的59.6%。实际检测表明：注胶式隔热铝型材抗剪强度是穿条式隔热型材的3-4倍。此外，注胶式隔热系统还具有更高的抗扭曲、抗冲击和抗拉伸强度。在高效隔热的同时还具备足以抗高风压的高抗剪强度，满足高层建筑和幕墙各种严格的要求。

④多种窗型适应性

浇注式隔热铝型材结构紧凑，小巧美观，对型材和窗型适应性广，可以加工成任何形状的门窗，包括异型门窗、半径比较小的圆弧形窗等。

⑤隔热性能高

隔热窗型的热力学性能红外分析图和测试结果表明，在门窗型材宽度、玻璃系统配置及隔热材料宽度均相同的前提下，注胶式型材隔热窗的U值为2.83W/m2K，穿条式隔热窗的U值为2.98W/m2K，注胶式隔热窗的隔热性能优于穿条式隔热窗。

注胶式隔热型材的缺点: 

①生产环境要求较高，对温度和湿度要求高。低于15℃和高于35℃及空气湿度大于70%时必须在温控车间进行生产。

②双色注胶工艺比双色穿条工艺复杂。

③由于市场推广力度不同，目前穿条式比注胶式市场规模大，使用的厂家较多。

五、建筑门窗的未来发展趋势 

建筑门窗未来的发展趋势是越来越注重性能、功能和美感并重，越来越注重个性化。目前除断桥铝隔热节能技术外，铝塑复合门窗、铝木复合门窗等其他新技术也在开发中。节能环保已经成为建筑门窗未来发展的永恒主题。之前，德国拜耳公司和美国亨斯迈公司、江苏盛远复合材料公司相继推出了新型玻璃纤维增强聚氨酯门窗。该门窗型材是以玻璃纤维为增强材料，聚氨酯为基体树脂，采用拉挤工艺生产的新型复合材料。与塑钢窗相比，这种型材的整体性能在保温、隔热、强度、阻燃等方面具有显著的优势，这一点备受关注，但其很大的一个缺点是材料无法回收，这可能会限制其大规模推广使用。

当然，铝合金具有低密度、高强度、耐腐蚀、易加工回收、可循环利用的特点。采用新型隔热技术解决铝合金节能问题后，注胶式隔热型材和穿条式隔热型材成为主流和热门的建筑隔热型材，在可预见的未来，必将长期占据节能门窗的市场主流，其市场地位在可预见的未来无法动摇。节能环保为隔热门窗幕墙行业的发展带来了新的技术挑战和市场机遇。在建筑门窗行业混乱的市场格局中，断桥铝隔热技术将引领节能门窗幕墙行业再次变革，长期引领门窗幕墙市场未来的发展方向。

本文来源：http://www.wellgo.com.cn/newb/information_284.shtml