陈祺先生现场演讲
再论建筑用塑料门窗的节能技术措施
陈祺先生 维卡塑料(上海）有限公司
摘要
本文作者首先从发达国家,特别是德国的塑料门窗近年来的发展,剖析了一些特别的市场需求和技术要点。并且从目前我国建筑节能的工作步步深入,而作为外围护结构重要组成部分的建筑外窗,还有部分较薄弱的环节迫切需要重新澄清和解决。分析在节能建筑中,墙体采用保温材料后,热阻效果大大提高,但门窗的热损失如何找准原因,更好解决。笔者从几个方面的分析提出了一些解决的方法,特别是以目前在行业内技术比较领先的德国独资企业: “维卡塑料(上海)有限公司”的产品发展为蓝本,分别从标准、规范、PVC型材的结构、窗框架部分的性能、窗的密封技术,一直到门窗与墙体的连接、保温和防水的处理等方面,进行了较完整的论述,并提供了相关的图示。希望借此能对今后一段时间内,国内塑料门窗的生产和应用,能够有一个发展的目标和依据,并且使大家能够重新认识和评估塑料门窗在建筑节能工作中,特别是在提高外围护结构节能指标方面起到一定的作用。
一、 我国塑料门窗行业的发展现状
PVC“二塑料门窗作为国家重点发展的化学建材产品，以其独有的保温节能效果,在建筑的外围护结构中正在起着重要的作用。从1993年3月国家成立化学建材协调组至今,已有近18年的时间,根据1995年印发的《关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见》和20O0年颁布的《国家化学建材产业“十五”计划和2010年发展规划纲要》提出的目标要求,在全行业的共同努力下,塑料门窗的产品结构和档次都有了很大的提升,整体的性能水平也有了进一步地提高。在国内建筑市场的占有率逐步上升,新建建筑市场的占有率2009年占到50%,北方采暖地区部分太中城市已近迂7O%,严寒地区大中城市的应用率已达90%以上。从2009年的统计数据来看：
型材产量: 1993年:6万吨 2009年: 280万吨 门窗产量: 1993年:600万㎡ 2009年:3亿㎡
通过上世纪九十年代中期,行业部分大型企业从欧洲全套引进型材和门窗的技术,经历了吸收、消化、提升的道路,从产品配方、型材结构、整窗系统一直到各类机械、模具、五金、配套件,都有了进一步地发展与提高,部分技术水平正在接近国外先进技术。
二、国外塑料门窗的发展、应用情况和技术现状
1、发展、应用情况
塑料门窗最早是于20世纪50年代由德国首先开发成功的。1955年德国诺彼尔Dynamit Nobel公司成功开发塑料窗框用异型材,赫斯特HOechst公司进而研制出PVC塑料窗,经过50来年的努力和产品技术水平的不断提高,塑料门窗以其保温、隔热、隔音、耐腐蚀等诸多优势,在欧洲乃至世界迅速推广应用。目前,无论是技术水平还是发展速度,德国均居世界领先地位。由于上世纪70年代世界性能源危机爆发,德国政府为了解决寒冷地区门窗的冬季结露和节省供暖能源的问题,开始重视塑料门窗的研制和应用。在政府的大力推动下,塑料门窗的质量迅速提高,标准和规范逐步完善,最终形成了规模巨大、高速发展的产业。
目前国外塑料门窗主要有二个大的体系,分别为欧式体系和北美体系。前者以德国的塑料门窗为代表,主要是大断面,型材壁厚一般在2.5—3.0mm之间,腔体的作用分明,结构为3~5个腔体,以白色型材为主,彩色化的处理以覆膜为主。后者以美国的塑料窗为代表,早期引进德国技术,经过吸收和创新,从而形成了从配方到断面设计、组装加工的一套完整的体系,产品特点:断面复杂、腔体较多,型材壁厚在1.8-2.Omm之间,一般不加入增强型钢,依靠网状的内筋结构进行增强,以白色型材为主,个别会用彩色喷涂的方法进行表面的处理。
我国从上世纪80年代一直到90年代末,从国外引进的产品技术90%以上均为欧式体系,而与之相配套的挤出设备、模具、配方、组装设备、五金件、配件、安装方法均为该体系的技术,下面为∨EKA AG的典型产品结构,见附图1、附图2。
另据权威机构统计,全球塑料门窗市场的占有率达22％(2008年),其中: 欧洲>40% 美国>45% 德国>54% 俄罗斯>50%
通过下面的图例,可以看到德国塑料门窗近几年来稳定应用的数据。
现在我们从德国VEKA AG的产品发展来看塑料门窗在不断地更新和提高,随着德国政府对建筑节能,特别是外围护结构的降耗要求不断提高,而塑料如何顺应这些要求,是一个不断更新的课题,见附图
3、附图4。
三、从国家建筑节能的政策和标准看,对建筑外窗的要求
前面我们已经比较系统地介绍了德国、欧洲以及世界部分发达国家塑料门窗的应用技术发展状况，而且随着节能指标的不断提高和改进,一直会有一个上升的趋势。我国中央政府已经把节约资源、节能减排作为落实科学发展观,实现经济又好又快社会发展的重大战略。我国己经成为仅次于美国的世界上的第二大能源消费国和能源进口国,也是温室气体的第一大排放国。可以想象,随着国民经济进一步发展，人民生活水平的不断提高,我国的资源、能源需求会更加巨大。这一点己经引起了全球的关注,而且被一些国家看成竞争对手,甚至采取遏制的手段。更为严重的是我国的能源浪费十分严重,已经严重制约着经济社会的发展。近几年,中央给予了高度重视,把节约资源能源作为重大发展战略,提出“建设资源节约型和环境友好型社会以及节能减排”等一系列围绕经济又好又快发展的方针政策,明确“十一五”期间单位GDP能耗要下降20%。根据资料介绍,05年建筑耗占全社会总能耗的27%左右,单位建筑能耗为相同气候条件下发达国家的2-3倍。如果延续目前建筑能耗,到2020年,建筑能耗将达到全国总能耗的45％形势十分严峻。因此,中央把建筑节能列为全国节能的重中之重,国家要求“十一五”末期,建设系统要完成全国节能指标的40%。这一任务是十分艰巨的，给建设系统的工作压力也是很大。建设部提出2007年在新建建筑中全面强制执行节能设计标准,并且开始对既有建筑的节能改造。
随着建筑节能工作的不断推进,2008年8月1日国务院以第530号令公布民用建筑节能条例,国家相继制定和颁布居住建筑节能设计标准(征求意见稿)和公共建筑节能设计标准GB50189-2005,标准中对不同地区、不同朝向以及不同洞口的建筑外窗的保温性能均有具体要求。2007年1月16日由建设部批准的GB504-2007《建筑节能工程施工质量验收规程》，该规范适用于新建、改建和扩建的民用建筑工程中墙体、幕墙、门窗、屋面、地面、采暖、通风与空调、空调与采暖系统的冷热源及管网、配电与照明、检测与控制等建筑节能工程施工质量的验收。在总则中的强制性条文为: “单位工程竣工验收应在建筑节能分部工程验收合格后进行”。并且将门窗节能工程中的：“建筑外窗的气密性、保温性能、中空玻璃露点、玻璃璃遮阳系数和可见光透射比应符合设计要求”列为强制性条款。对强制性标准条文的检验方法市核查质量证明文件和复验报告。复验是门窗进入施工现场时，对其进行见证取样送检。复验按不同类别地区检验项目不同:①寒冷和严寒地区:气密性、传热系数、玻璃遮阳系数、可见光透射比、中空玻璃露点。③夏热冬暖地区:气密性、玻璃遮阳系数、可见光透射比、中空玻璃露点。为指导全国建筑设计单位进行建筑节能，大力推进和实施建筑节能建设资源节约型和环境友好型社会,在工程中进一步贯彻落实建筑节能设计标准,指导工程设计人员正确选择和应用成熟的节能技术,进行建筑节能设计,推动建筑节能工作的开展，2006年11月9日由建设部工程质量安全监督与行业发展司组织中国建筑标准设计研究院编制《全国民用建筑节能工程设计技术措施—节能专篇》。而且节能篇中分别对不同气候地区、不同朝向、不同窗墙比窗的热工性能和气密性做了明确的规定，今后的建筑设计师在设计过程中,必须按照节能标准进行设计，选用节能技术。
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