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我国玻璃钢门窗的发展现状及趋势

2011-11-02  慎静   |  转藏
   

我国玻璃钢门窗的发展现状及趋势

1前言

      门窗是建筑物的重要组成部分,其作用是采光、通风,同时也对建筑起到装饰作用。传统的门窗主要是木质材料。随着新材料的不断出现,钢门窗、铝合金门窗、塑料门窗的应用也越来越广泛,本文主要介绍玻璃钢门窗。玻璃钢是一种轻质高强材料,它即可做结构材料,又可做功能材料。它的最大特点是能按照需要进行结构设计和材料设计,能够得到最佳效果。

     玻璃钢产品之所以能应用在建筑行业,是因为这种材料本身具有很高的强度、重量轻、耐腐蚀、吸水低、阻燃、保温、隔声、长期光照不变形等综合性能,优于木材、钢材、塑料、铝合金等材料,所以玻璃钢门窗是理想的新型建筑门窗。

2国内外门窗发展现状

2.1国外门窗现状

国外的门主要以金属、木质等为主,还有一些是按要求制作的特种门,一般户外门需具有防火、防盗、保温等性能。窗一般以塑钢和带隔热的铝合金为主,少量采用彩板钢窗,高级木窗在高档建筑中也有需求。

    塑钢门窗开始应用于本世纪50年代末,首先由前西德开发。1959年在德国杜塞尔多夫举行的世界塑料展览会上,该国的赫特公司首先展出了塑料窗样品,并受到了广大消费者和政府的重视。从70年代开始,该国对塑料窗的发展采取了扶持政策,使这种新型门窗得到了迅速发展。到1978年塑料门窗所占比例已达40%左右,到1986年达到44%居各类门窗之首,此外,奥地利、意大利、英国、法国、瑞典、瑞士等国家也积极开展塑料门窗的研制与生产,到本世纪80年代末已达到了相当大的市场占有率和生产规模。其中奥地利塑料门窗占有率已超过90%。美国虽然起步较晚,但年增长速度却超过了15%,是所有建材产品中增长速度最快的。日本在其最寒冷的地区北海道,大力推广防寒塑料窗,目前普及率已达35%

随着门窗市场的发展,PVC塑料门窗已不能满足多功能的需求。因此,于80年代初,加拿大首先成功的开发了玻璃钢门窗。

    玻璃钢是国外于20世纪初开发的一种新型复合材料,它具有质轻、高强、防腐、保温、绝缘、隔音、寿命长等特点。其密度为1.52.0g/cm3,比钢轻34倍,而强度比钢高1.7倍,机械性能和物理性能良好, 因此被广泛用于国防、航空、造船、汽车、旅游、建筑等各个领域,成为21世纪的优质复合材料。用玻璃钢制造门窗,在国外一些地区开发较早,并且发展快,普及广泛。到90年代初,玻璃钢门窗已迅速扩展到美国、俄罗斯、德国和日本等国家。玻璃钢门窗可替代木、钢、铝合金、塑料门窗,就其化学、力学和物理性能而言,在建筑门窗的市场竞争中,具有强劲的实力。  

2.2国内门窗现状

      改革开放20多年来,我国建筑门窗行业形成了以工程塑料、建筑铝材、彩色涂层钢板、不锈钢板为主的多元化、多层次的产品结构体系。目前,我国已成为建筑门窗产量最多的国家,全国城镇建筑市场门窗需求量已经达到1亿m2,比1978年增长两倍。预计到2000年,我国建筑门窗市场的总需求量将达到1.2亿m2左右。市场潜力很大。目前,塑料门窗年产量1500m2,市场占有率15%左右;铝门窗铝幕墙年产量4500m2,市场占有率45%左右,彩板门窗年产量500m2,市场占有率5%;钢门窗(包括钢复合门、钢防火门、钢防盗门等)年产量1500m2左右,市场占有率15%;其它门窗(包括木门窗、木复合门、不锈钢门窗、卷帘门窗、玻璃钢门窗等)年产量2000m2左右,市场占有率20%左右。门窗使用性能要求的提高,促使新材料的发展取代传统的门窗材料,特别是进入到80年代后,全国掀起了引进国外塑料门窗生产技术和装备热。据不完全统计,全国有150多个厂家从德国、奥地利、意大利等国引进具有国际80年代先进水平的塑料挤出机生产线670多条,形成型材设计生产能力约为20t/a 门窗组装线1400多条,形成组装能力1500m2。到90年代经济高速发展,建筑业水平不断提高, 建筑节能已提到重要的议事日程,随着玻璃钢行业自身技术的进步,建筑用产品的开发和应用有了新进展。这时,我国开始研制玻璃钢门窗,玻璃钢门窗的问世,弥补了塑钢门窗强度低、易老化等缺点。

   我国玻璃钢门窗的研制是从20世纪90年代初开始, 1994年黑龙江省美城集团引进6条生产线,因材料、设备、模具不配套,一直没有投入生产。到现在我国研制开发玻璃钢门窗已经10年了。经《国家玻璃钢制品质量监督检验中心》和《国家建筑工程质量监督检验中心》分别对玻璃钢型材和窗户的检测,结果均达到了国家门窗标准。

     目前,我国有玻璃钢拉挤门窗型材生产企业20多家,约有120条拉挤生产线,年产量20m2左右, 但目前能正常生产的不到10家,其余由于忽视软件技术不能正常生产,如工艺配方与工艺参数关系没有完全掌握,一旦原料质量变动或配方调整就会造成质量波动,使拉挤出的产品质量不稳定。究其原因主要是一些企业技术力量薄弱,对玻璃钢拉挤技术及工艺不能完全掌握,玻璃钢拉挤门窗型材是属高科技含量的技术,是有机、无机结合多功能的复合材料,它不像一般玻璃钢,不掌握拉挤工艺技术和工艺配方是不能拉出合格产品的。

 3各种门窗材料的性能比较

     在一般房屋建筑中,窗户传热量约占22%,再加上窗户缝隙的传热损失约占建筑物全部耗能的50%左右。各种材料的不同的门窗保温、隔音、密封、防腐等性能也不同。

 3.1木门窗

    我国最早使用的门窗都是木门窗,木门窗的价格虽低,但由于制作门窗的红、白松资源枯竭,再加上优质红、白松10年才能成材,且容易发生火灾,截面尺寸大,透光率小,虽然保温,但户外易腐烂,需要涂漆维护等,因此我国在20世纪70年代开始启用钢门窗(主要是钢窗)

3.2钢门窗

     目前的钢门窗主要有空腹、实腹等类型,其中空腹钢窗应用较广。这种窗虽有截面小,透光率大等优点,但也存在易变形、密闭性差、窗户关不严,尤其是在沿海盐雾大的地区、湿度大的南方地区易锈蚀等缺点,其用量不断下降,近年来出现的彩色钢板门窗,虽然密闭性、防腐性、装饰效果均优于普通钢门窗,但因其价格高而无法大量采用。

 

3.3铝合金门窗

   铝合金门窗是门窗中的高档产品,因其造价大大高于其它门窗型材,故多用于高档宾馆、写字楼、商厦,大量建造的房屋则无法问津。此外,铝合金门窗保温性差,尤其对于寒冷地区更不适应。一般市场上的铝合金门窗,价格虽便宜,但质量很差,目前已限制生产。

3.4塑料门窗

    塑料门窗比其它门窗在节能和改善室内环境方面有更为优越的技术特性。塑料门窗的生产能耗最低,生产1吨钢材的能耗为生产1吨塑料(PVC)4.5倍;生产1吨铝材的能耗则为1吨塑料(PVC)8倍; 即塑料(PVC):钢:铝=14.58。塑料在使用过程中,是一种热损失最小的材料,PVC窗材的导热系数为铝窗材的1/1250、钢窗材的1/357,加之PVC窗可制成多空腔结构,其中的死空腔中空气的导热系数仅为0.04。由此可见,PVC窗是热损失最小的窗种。优质的塑料窗的隔声性能达到30dB以上,钢铝窗的隔声性能约为19dB,据日本资料介绍,要达到同样降低噪声的要求,安装铝窗的建筑物与交通干道必须相距50m,而安装塑料后,距离可缩短到16m。另外塑料门窗耐腐蚀,可用于沿海、化工厂等腐蚀严重的环境中。普通用户使用,也能减少油漆维护费用。塑料门窗外观好,能和国内的装饰要求相适应,而且人体接触感觉比金属门窗舒适。虽然塑料窗具有上述优点,但要达到实用要求,必须克服一般塑料的弱点,变形、老化等问题,这也是一般人所担心的问题。

3.5玻璃钢门窗

     玻璃钢门窗型材,是采用无碱或中碱玻璃纤维无捻粗纱及其织物作为增强材料,不饱和聚酯树脂为基体材料,经过特殊工艺将这两种材料复合拉挤成各种不同截面的门窗型材。拉挤玻璃钢型材除具有塑料型材的一些共性外,又有许多不同之处,其一,PVC是线型高分子结构,为热塑性塑料,不饱和聚酯是体型高分子结构,为热固性塑料;其二,PVC挤出成型时未加入增强材料,而玻璃钢拉挤成型时已加入玻璃纤维增强,突出特点有以下几点:

    抗老化、强度高。玻璃钢型材的空腹腹内,不用钢管作内衬,不需要任何单体材料辅助增强,完全依靠自身结构支撑。由于玻璃纤维及其织物增强不饱和聚酯树脂后,经机械拉挤热固成型,因此抗折、抗弯、抗变形性好;

    耐腐蚀、寿命长。玻璃钢属高性能复合材料,它对于酸、碱、盐、油等各种腐蚀介质都具有特殊的防腐功能,不会发生锈蚀。普通PVC寿命为15年,玻璃钢寿命为30年以上,因此,采用玻璃钢门窗,可减少更换门窗的麻烦, 节省开支;

保温、节能、隔音。玻璃钢的传热系数远远低于金属材料,且其型材为空腹,保温效果显著。采用玻璃钢双层玻璃保温窗,与其它金属窗相比,冬季可提高室温3.5左右,对夏季有空调的房间,则有很好的节能效果。另外,玻璃钢门窗饰面颜色丰富,采用特殊工艺表面处理后,耐擦洗、不褪色、观感舒适, 并且价格适中,适合中高档消费,符合我国国情。

玻璃钢与其它门窗材料综合性能比较。通过对拉挤玻璃钢型材及门窗的特性和技术指标的分析、研究,明显地发现拉挤玻璃钢型材及门窗所具有的独特优势。与木材、钢材、铝材及塑料等4类材料的物理性能及门窗性能综合比较的结果见表123

1 玻璃钢型材与其他材料性能比较

    从上表可看到,拉挤玻璃钢门窗的综合性能高于木、钢、铝和PVC材质的门窗,具有一定的整体优势。若不断提高产品质量、降低成本,拉挤玻璃钢门窗将会有较好的市场前景。

4玻璃钢门窗的发展趋势

     据当前市场调查看,全国建筑门窗仍以铝合金门窗占的比重较大。60年代钢门窗取代了木门窗,由于钢门窗防锈、防腐、保温性、密闭性能差,被80年代外形美观的铝合金门窗挤占了35%的市场,但铝合金门窗热导系数比钢门窗高3倍,且强度、防腐性能也比较差,均达不到节能的作用,国家要求推广应用节能保温的塑料门窗,淘汰钢门窗,限制铝合金门窗的使用。新疆、辽宁、黑龙江、上海、北京、及山东省青岛、烟台、莱州等省市都明文规定,在本地区内禁止使用钢窗、木窗并逐步限制铝合金门窗的发展。这样塑钢门窗90年代在我国发展迅猛,由中央到地方各级政府都很重视,建设部、化工部、轻工部、国家建材局中石化总公司五单位于1997623下发了《全国化学建材“九五”计划和“2010远景目标纲要》“到2000年之前我国塑钢窗使用率:东北、西北、华北等采暖地区达到50%以上,沿海地区不少于30%,有腐蚀性环境的建筑要尽量采用塑料门窗”。

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