陳祺先生現(xiàn)場(chǎng)演講
再論建筑用塑料門窗的節(jié)能技術(shù)措施
陳祺先生 維卡塑料(上海）有限公司
摘要
本文作者首先從發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是德國(guó)的塑料門窗近年來(lái)的發(fā)展,剖析了一些特別的市場(chǎng)需求和技術(shù)要點(diǎn)。并且從目前我國(guó)建筑節(jié)能的工作步步深入,而作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)重要組成部分的建筑外窗,還有部分較薄弱的環(huán)節(jié)迫切需要重新澄清和解決。分析在節(jié)能建筑中,墻體采用保溫材料后,熱阻效果大大提高,但門窗的熱損失如何找準(zhǔn)原因,更好解決。筆者從幾個(gè)方面的分析提出了一些解決的方法,特別是以目前在行業(yè)內(nèi)技術(shù)比較領(lǐng)先的德國(guó)獨(dú)資企業(yè): “維卡塑料(上海)有限公司”的產(chǎn)品發(fā)展為藍(lán)本,分別從標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、PVC型材的結(jié)構(gòu)、窗框架部分的性能、窗的密封技術(shù),一直到門窗與墻體的連接、保溫和防水的處理等方面,進(jìn)行了較完整的論述,并提供了相關(guān)的圖示。希望借此能對(duì)今后一段時(shí)間內(nèi),國(guó)內(nèi)塑料門窗的生產(chǎn)和應(yīng)用,能夠有一個(gè)發(fā)展的目標(biāo)和依據(jù),并且使大家能夠重新認(rèn)識(shí)和評(píng)估塑料門窗在建筑節(jié)能工作中,特別是在提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能指標(biāo)方面起到一定的作用。
一、 我國(guó)塑料門窗行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
PVC“二塑料門窗作為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的化學(xué)建材產(chǎn)品，以其獨(dú)有的保溫節(jié)能效果,在建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中正在起著重要的作用。從1993年3月國(guó)家成立化學(xué)建材協(xié)調(diào)組至今,已有近18年的時(shí)間,根據(jù)1995年印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)我國(guó)化學(xué)建材生產(chǎn)和推廣應(yīng)用的若干意見(jiàn)》和20O0年頒布的《國(guó)家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要》提出的目標(biāo)要求,在全行業(yè)的共同努力下,塑料門窗的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和檔次都有了很大的提升,整體的性能水平也有了進(jìn)一步地提高。在國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)的占有率逐步上升,新建建筑市場(chǎng)的占有率2009年占到50%,北方采暖地區(qū)部分太中城市已近迂7O%,嚴(yán)寒地區(qū)大中城市的應(yīng)用率已達(dá)90%以上。從2009年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看：
型材產(chǎn)量: 1993年:6萬(wàn)噸 2009年: 280萬(wàn)噸 門窗產(chǎn)量: 1993年:600萬(wàn)㎡ 2009年:3億㎡
通過(guò)上世紀(jì)九十年代中期,行業(yè)部分大型企業(yè)從歐洲全套引進(jìn)型材和門窗的技術(shù),經(jīng)歷了吸收、消化、提升的道路,從產(chǎn)品配方、型材結(jié)構(gòu)、整窗系統(tǒng)一直到各類機(jī)械、模具、五金、配套件,都有了進(jìn)一步地發(fā)展與提高,部分技術(shù)水平正在接近國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。
二、國(guó)外塑料門窗的發(fā)展、應(yīng)用情況和技術(shù)現(xiàn)狀
1、發(fā)展、應(yīng)用情況
塑料門窗最早是于20世紀(jì)50年代由德國(guó)首先開(kāi)發(fā)成功的。1955年德國(guó)諾彼爾Dynamit Nobel公司成功開(kāi)發(fā)塑料窗框用異型材,赫斯特HOechst公司進(jìn)而研制出PVC塑料窗,經(jīng)過(guò)50來(lái)年的努力和產(chǎn)品技術(shù)水平的不斷提高,塑料門窗以其保溫、隔熱、隔音、耐腐蝕等諸多優(yōu)勢(shì),在歐洲乃至世界迅速推廣應(yīng)用。目前,無(wú)論是技術(shù)水平還是發(fā)展速度,德國(guó)均居世界領(lǐng)先地位。由于上世紀(jì)70年代世界性能源危機(jī)爆發(fā),德國(guó)政府為了解決寒冷地區(qū)門窗的冬季結(jié)露和節(jié)省供暖能源的問(wèn)題,開(kāi)始重視塑料門窗的研制和應(yīng)用。在政府的大力推動(dòng)下,塑料門窗的質(zhì)量迅速提高,標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范逐步完善,最終形成了規(guī)模巨大、高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。
目前國(guó)外塑料門窗主要有二個(gè)大的體系,分別為歐式體系和北美體系。前者以德國(guó)的塑料門窗為代表,主要是大斷面,型材壁厚一般在2.5—3.0mm之間,腔體的作用分明,結(jié)構(gòu)為3~5個(gè)腔體,以白色型材為主,彩色化的處理以覆膜為主。后者以美國(guó)的塑料窗為代表,早期引進(jìn)德國(guó)技術(shù),經(jīng)過(guò)吸收和創(chuàng)新,從而形成了從配方到斷面設(shè)計(jì)、組裝加工的一套完整的體系,產(chǎn)品特點(diǎn):斷面復(fù)雜、腔體較多,型材壁厚在1.8-2.Omm之間,一般不加入增強(qiáng)型鋼,依靠網(wǎng)狀的內(nèi)筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行增強(qiáng),以白色型材為主,個(gè)別會(huì)用彩色噴涂的方法進(jìn)行表面的處理。
我國(guó)從上世紀(jì)80年代一直到90年代末,從國(guó)外引進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)90%以上均為歐式體系,而與之相配套的擠出設(shè)備、模具、配方、組裝設(shè)備、五金件、配件、安裝方法均為該體系的技術(shù),下面為∨EKA AG的典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu),見(jiàn)附圖1、附圖2。
另?yè)?jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),全球塑料門窗市場(chǎng)的占有率達(dá)22％(2008年),其中: 歐洲>40% 美國(guó)>45% 德國(guó)>54% 俄羅斯>50%
通過(guò)下面的圖例,可以看到德國(guó)塑料門窗近幾年來(lái)穩(wěn)定應(yīng)用的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在我們從德國(guó)VEKA AG的產(chǎn)品發(fā)展來(lái)看塑料門窗在不斷地更新和提高,隨著德國(guó)政府對(duì)建筑節(jié)能,特別是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的降耗要求不斷提高,而塑料如何順應(yīng)這些要求,是一個(gè)不斷更新的課題,見(jiàn)附圖
3、附圖4。
三、從國(guó)家建筑節(jié)能的政策和標(biāo)準(zhǔn)看,對(duì)建筑外窗的要求
前面我們已經(jīng)比較系統(tǒng)地介紹了德國(guó)、歐洲以及世界部分發(fā)達(dá)國(guó)家塑料門窗的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，而且隨著節(jié)能指標(biāo)的不斷提高和改進(jìn),一直會(huì)有一個(gè)上升的趨勢(shì)。我國(guó)中央政府已經(jīng)把節(jié)約資源、節(jié)能減排作為落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略。我國(guó)己經(jīng)成為僅次于美國(guó)的世界上的第二大能源消費(fèi)國(guó)和能源進(jìn)口國(guó),也是溫室氣體的第一大排放國(guó)。可以想象,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，人民生活水平的不斷提高,我國(guó)的資源、能源需求會(huì)更加巨大。這一點(diǎn)己經(jīng)引起了全球的關(guān)注,而且被一些國(guó)家看成競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,甚至采取遏制的手段。更為嚴(yán)重的是我國(guó)的能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重,已經(jīng)嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。近幾年,中央給予了高度重視,把節(jié)約資源能源作為重大發(fā)展戰(zhàn)略,提出“建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)以及節(jié)能減排”等一系列圍繞經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的方針政策,明確“十一五”期間單位GDP能耗要下降20%。根據(jù)資料介紹,05年建筑耗占全社會(huì)總能耗的27%左右,單位建筑能耗為相同氣候條件下發(fā)達(dá)國(guó)家的2-3倍。如果延續(xù)目前建筑能耗,到2020年,建筑能耗將達(dá)到全國(guó)總能耗的45％形勢(shì)十分嚴(yán)峻。因此,中央把建筑節(jié)能列為全國(guó)節(jié)能的重中之重,國(guó)家要求“十一五”末期,建設(shè)系統(tǒng)要完成全國(guó)節(jié)能指標(biāo)的40%。這一任務(wù)是十分艱巨的，給建設(shè)系統(tǒng)的工作壓力也是很大。建設(shè)部提出2007年在新建建筑中全面強(qiáng)制執(zhí)行節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并且開(kāi)始對(duì)既有建筑的節(jié)能改造。
隨著建筑節(jié)能工作的不斷推進(jìn),2008年8月1日國(guó)務(wù)院以第530號(hào)令公布民用建筑節(jié)能條例,國(guó)家相繼制定和頒布居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(征求意見(jiàn)稿)和公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189-2005,標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)不同地區(qū)、不同朝向以及不同洞口的建筑外窗的保溫性能均有具體要求。2007年1月16日由建設(shè)部批準(zhǔn)的GB504-2007《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》，該規(guī)范適用于新建、改建和擴(kuò)建的民用建筑工程中墻體、幕墻、門窗、屋面、地面、采暖、通風(fēng)與空調(diào)、空調(diào)與采暖系統(tǒng)的冷熱源及管網(wǎng)、配電與照明、檢測(cè)與控制等建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量的驗(yàn)收。在總則中的強(qiáng)制性條文為: “單位工程竣工驗(yàn)收應(yīng)在建筑節(jié)能分部工程驗(yàn)收合格后進(jìn)行”。并且將門窗節(jié)能工程中的：“建筑外窗的氣密性、保溫性能、中空玻璃露點(diǎn)、玻璃璃遮陽(yáng)系數(shù)和可見(jiàn)光透射比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求”列為強(qiáng)制性條款。對(duì)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)條文的檢驗(yàn)方法市核查質(zhì)量證明文件和復(fù)驗(yàn)報(bào)告。復(fù)驗(yàn)是門窗進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行見(jiàn)證取樣送檢。復(fù)驗(yàn)按不同類別地區(qū)檢驗(yàn)項(xiàng)目不同:①寒冷和嚴(yán)寒地區(qū):氣密性、傳熱系數(shù)、玻璃遮陽(yáng)系數(shù)、可見(jiàn)光透射比、中空玻璃露點(diǎn)。③夏熱冬暖地區(qū):氣密性、玻璃遮陽(yáng)系數(shù)、可見(jiàn)光透射比、中空玻璃露點(diǎn)。為指導(dǎo)全國(guó)建筑設(shè)計(jì)單位進(jìn)行建筑節(jié)能，大力推進(jìn)和實(shí)施建筑節(jié)能建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì),在工程中進(jìn)一步貫徹落實(shí)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)人員正確選擇和應(yīng)用成熟的節(jié)能技術(shù),進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì),推動(dòng)建筑節(jié)能工作的開(kāi)展，2006年11月9日由建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司組織中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院編制《全國(guó)民用建筑節(jié)能工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施—節(jié)能專篇》。而且節(jié)能篇中分別對(duì)不同氣候地區(qū)、不同朝向、不同窗墻比窗的熱工性能和氣密性做了明確的規(guī)定，今后的建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選用節(jié)能技術(shù)。
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