中国门窗幕墙发展历程

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中国门窗幕墙发展历程

铝门窗、幕墙是现代化建筑的象征,世界各地无论是大型建筑还是小型建筑都已广泛采用。

早在1830年美国木匠在宾夕法尼亚州的波特斯维尔建一座银行,使用铸铁,刷上油漆铺上石头,就像一石头一样,第一次冲破砖砌结构墙的实践。

1851年伦敦展览馆造地18亩,仅用4个月就造成了,当时造一座同样楼需要几年的时间,其根本原因是采用了金属、玻璃和预制件。

1885年美国工程师威廉.珍妮,芝加哥家庭保险公司大楼,采用钢结构骨架来承受建筑物重量,解决了建筑高度的问题。

由于传统观念的束缚和建筑材料跟不上结构发展的要求,直到1917年外表为玻璃的幕墙出现在美国旧金山的威林波尔克斯.哈里德大厦上,玻璃幕墙的潜在优势才逐渐被人们所发现。

第二次世界大战后,1951年建成的纽约利华大厦由玻璃和金属组成的玻璃幕墙,才宣告现代幕墙时代的开始。

我国改革开放后,铝门窗、幕墙经过了引进、合作、消化、吸收、创新,从无到有,从小到大,从生产大国向生产技术强国迈进,在短短的40年时间里,走完了西方发达国家近180年的路程,可以说是世界建筑发展史上的奇迹。

一、虚心学习,消化吸收

改革开放后,黎明铝窗公司从香港引进了38平开窗和90推拉窗,开始进行仿制,在国内开始陆续建立起型材挤压和窗加工厂,标志着我国铝门窗、幕墙产品在国内开始起步。

这里就当时起到引领的黎明铝窗公司的发展,来解剖“麻雀”说起。1979年黎明公司生产经营遇到了困难,除军品外还需要寻找商机,千方百计寻找合适产品,公司领导组织人员到香港进行考察,我们看到香港的现代建筑像水晶宫似的玻璃幕墙,并全面考察了铝窗、幕墙生产的全过程,开阔了眼界,并决定建立铝窗厂。

当时国内还是以钢窗为主,以钢代木,而新型现代建筑在国内刚刚兴起,其所需铝窗、幕墙靠国外进口,而国内刚刚起步,除黎明铝窗总厂外,还有四大家,即上海玻璃机械厂、广州钢铝门窗公司、北京钢窗厂和西安钢窗厂,其中上海玻璃机械厂已步入正轨,主要是38、90窗,北京钢窗厂引进了荷兰铝窗,西安钢窗厂刚起步,均处于小打小闹阶段。

黎明铝窗总厂组建的基础是有一台旧水压机,并承担香港来料加工百页窗型材,并开始在深圳建分厂。同期在深圳沙头角承包外商的别墅用的是38窗,这时广州东方宾馆的改造由港商承建,我们深圳厂也派人参加了。通过这些活动,我们掌握了38、90窗的技术,组建了从窗研发加工、挤压铝型材至组装上墙一条龙科研生产技术模式,进入到国内铝窗前列。

从军品生产转到铝窗后,即所谓隔行如隔山,一下子摸不着门儿,只知道38平开窗、90推拉窗香港人做多大,我们就做多大,不敢动,被一些技术问题纠缠着。

1982年初,金属协会领导郑金***来电告知,联合国援助广州铝门窗厂,派英国专家麦考特先生来广州讲课,于是参加了广州培训,仅半天,不解渴,又请专家来沈阳讲,我们累积了近80多个问题,并单独会谈请教,得到满意的解答。其中最深刻的一个问题是:“窗可以做多大多高?”他回问:“学过材料力学没有?”我说学过,他就提示受力件如窗主框按简支梁受力计算,经这点拨,我感觉茅塞顿开,马上入了门了,于是就系统整理并写出入门铝窗培训教材,每周给技术人员讲1-2次课,后来按大家要求整理后写成一本《现代建筑用门窗技术教材》,1987年印刷成册后,成为行业第一本培训教材。

当时幕墙产品对我国来说还是空白,1982年我们从香港承包深圳的一些小幕墙工程中,由于承包商控制严,我们只好拣到一些扔下的幕墙型材料头,并从建成的幕墙工程中分析了解接点结构,并得到建研院高锡九教授从美国考察得到的一些幕墙资料,并得到一些启发,同时在1982年长城饭店建造师联系,得到该建筑的玻璃幕墙任顾问的邀请,并得到派一名技术人员去比利时千贝尔幕墙公司考察的机会,逐渐掌握了幕墙的一些基本知识,加速缩短了与国外差距。

1984年开始,正式将我们自己设计研制的幕墙推向国内市场。首先将实验性的小面积幕墙应用于抚顺千金影剧院,随之将设计的150幕墙用于武汉百货大楼及深圳上海宾馆、格兰云天大厦、重庆沙坪坝大酒店等,代替了进口产品,率先制定了企业标准,标志着我国自行设计具有独立知识产权的玻璃幕墙时代开始,该标准被采纳为辽宁省标准,是1996年制定国家标准的主要基础。

二、引进创新和新品研制

黎明铝窗总厂成立后,也是38平开、90推拉窗为主,迎来的第一批大工程是武汉晴川饭店和深圳电子大厦,通过这两大工程为国家节约了外汇,同时使我们锻炼出了掌握生产全过程的技术人才队伍,黎明铝窗的建立得到了当时沈阳市建委建材处的重视和关心,1981年介绍我们到广州白云宾馆参加第一次行业会议,通过这次会议,了解到了行业的情况,并有了新的认识,认识到我们在行业中的位置。

第一,我们有深圳分厂,作为对外的窗口,通向国外的渠道,当时国内包括广州还是非常封闭的。

第二,有技术人员的优势。

第三,有开发设计生产全过程的优势。

第四有黎明公司强大的后盾,需要加工、协作、物理试验公司内部就可以解决,有雄厚的技术管理、生产加工优势。

我们在组织机构上,抓住行业普遍存在“只会照抄、照搬、技术力量薄弱、小作坊生产的弱点”,研究组建了全国行业企业中最早建立的第一个研究所,并从德国引进了“五性试验设备”,建立了实验室,并着手培训技术团队,努力取得行业技术上的优势。

通过承包门窗工程的体会,由香港引进的38平开、90推拉窗耗料多,38平开窗做不了大分格的窗,90推拉窗气密性、水密性能都很差,并不适应国内广大地区,而且市场投标中遇到的对手也是这些产品,看不到我们的优势,于是我们提出人无我有,人有我优,人优我新的战略创新思路,开始考虑革新和创新产品。通过走出去、引进来、消化、吸收,采取“知其然、知其所以然”的学习方法,结合我国实际改进提高,提出了60推拉窗方案,经过两年的试验努力,于1983年研制成功,与90推拉窗相比,各项性能指标均优,单位耗材仅其一半,与进口日本窗相比,各项技术指标相仿,而价格大幅下降,而且配套采用自行设计成功的成组冲切机床专利技术,组成“冲切加工生产流水线”。实现规模化生产,改变了90推拉窗小作坊生产方式,取得了生产、技术国内领先。

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60推拉窗冲切加工生产流水线

由于60推拉窗的研制一步一个脚印,从理论上开始,搞清每个零部件的作用、功能和强度计算,在实验基础上确定方案。在通过了方案论证和试制出样件的同时,杭州望湖饭店在新建,知道我们有新窗品种后,领导带队亲自考察,看到窗的性能指标对比和报价,本来预算要从国外进口的计划,改变为当即拍板定案,签订合同,这是我国第一个具有知识产权的新型窗打响的第一炮,并被沈阳气象局大楼、中央电视台大厦业主采用,并获优质工程奖。

60推拉窗进入市场后影响很大,它是我国自行设计的创新产品,而且配套自行研制的成组冲切机床组成的规模生产线,取得市场竞争的绝对优势,畅销全国,建设部、行业协会材料司刘处长、郑金峰副理事长等来厂考察,予以肯定,并在行业评比中获得国家唯一一块银牌国优奖。

1983年在德国纽伦堡国际门窗幕墙展会上,获得一本德国铝窗培训教材,发现其中介绍德国“断桥”铝窗一些基本技术知识,也是他们前一阶段铝窗发展的总结性文献。我们下工夫深入消化、吸收后翻译编写成册,1990年由协会印刷成书,作为行业培训教材。

通过该书启发,经过两年的努力,于1985年就研制出了具有自主知识产权专利的浇注式“断桥”隔热窗,采用的是ABS塑料作为隔热断桥,并自行设计自动加热浇注设备。经国家检测中心测试合格后,当年最先用于苏联驻华使馆,1986年在北京建筑科学院展出并参加技术研讨会。会上,我做了该项产品的技术报告,当场引起轰动,听众不断提问,讨论热烈,引起了北京各界的注意,并接受北京晚报王记者的采访报道,这是国内第一个最先向市场推出具有自主知识产权的“断桥”铝窗专利产品。在东北地区首先是一些家庭改造而逐渐开始使用,而国内厂家开始推广使用是在2000年以后,我们早于国内同行近15年之久。

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“断桥”铝窗产品的技术报告

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研讨会专项提问

由于国内现代建筑进一步开展,幕墙产品成了薄弱环节,为进一步开发更高端的幕墙品种,我们借引进德国加工设备的机会,顺便考察德国的幕墙生产、技术。参观了多家公司后,印象最深交流最广的是后来成合作伙伴的德国汉诺威的瑞特堡公司,它是一个设计加工门窗幕墙的专业公司,收获很大,无论是生产技术管理,对我们来说,赶超国际先进水平起到非常重要的影响,1987年建成的辽宁电视塔的幕墙建造,就是他们合作设计、生产、安装的成果。

我们在1985年派出三人小组与该公司合作设计,经过辽塔的建设,使我们从独立设计上掌握了高端的单元幕墙设计和高层的(300米以上)玻璃幕墙、单元玻璃幕墙和铝板幕墙技术,并自行设计研制了高层隔热幕墙,用于辽宁电视塔,随后又用于沈阳商业城大厦、沈阳桃仙机场和南京展览馆等项目,后来被广泛推广。

1985年,美国GE公司推广结构胶应用技术交流在沈阳黎明铝窗公司进行,使我们引进使用了结构胶技术,开始试验隐框玻璃幕墙板块,并在试验器上做了数万次反复的正负风压试验,准备在1987年推广市场,由于在参观德国一个工厂做隐框幕墙试验,是在一个新盖的小楼周围用铁丝网围着,楼墙面就是安装的隐框幕墙产品,问他们为什么围着防安全的做法,而且在世界各地建造了许多,他们回答说:“那是美国人做的,他们是疯子”。这就促使我们把工作做得更细,于是在房顶暴露试验得到满意的数据后,即使产品推迟了好几年也是值得,在1989年推出此产品是国内最早用我国(沈阳商业城)这就促使我们把工作做得更细,于是在房顶暴露试验得到满意的数据,随时产品推迟了好几年也是值得,在1989年推出此产品是国内最早用我国沈阳商业城的具有自主知识产权的专利产品,1991年金属结构协会在黎明专门举办全国行业企业隐框幕墙学习班,由我们主讲,把当时认为很“神秘”的课题讲清楚了,协会要求我们将讲稿整理后打印成册,在行业内发行,通过这项活动黎明铝窗在行业中的影响很深。

国产隐框幕墙推出市场后,很快为市场所接受,由于该产品美观新颖,很受欢迎,利润可佳。经过几年到1993年后,一些厂家争先恐后的上,由于未经反复研讨试验,体会不到每个环节的细节,只知道干,甚至用普通硅酮密封胶制作隐框,以至发展到不可收拾的地步,不断出现掉玻璃块事故,逼得中国装饰协会门窗幕墙委员会彭政国理事长大声呼吁:“不按规程要求制作的隐框幕墙是定时炸弹!”造成社会上极大的舆论影响,讨论结论提出黎明铝窗的产品为什么不掉,是这些企业对该产品没有技术标准和严格的质量控制及制约手段,了解到黎明铝窗总厂有企业内控技术标准,就在广州召开了专家会,以成熟的黎明铝窗总厂的内控企业技术标准为基础的行业技术标准于93年出台,继而装饰协会、金属结构协会在佛山先后又组织了学习班,同时加强了严格质量监督管理,这样才能基本扭转了这个混乱局面。黎明铝窗通过这些引进创新和获得国家银牌奖的成果后,锻炼出了一支开发、设计、生产的技术团队,能够及时研究推出新产品,以满足市场的需要,如光亮光饰铝型材作高档装饰用,拉弯型材制作圆弧窗和幕墙用,电动自动门、铝板幕墙、铝复合板幕墙、石材幕墙、系列窗、各种幕墙(有框、无框、半单元、隐窗、隐框、单元、拉索)、“断桥”铝窗等等,大多是国内第一个最早进入市场的新产品,逐渐顶替了进口产品。中国金属协会1988年在无锡召开年会中,行业评出7项得奖产品,黎明公司摘取了6项,尤其是光亮光装饰铝型材和拉弯型材工艺已达到国际领先水平。在国内行业中起到了领军带头作用,一直影响行业发展近二十多年,为中国铝窗幕墙发展作出了卓越的贡献。在上世纪90年代中期,由于集中军品生产,黎明铝窗就收口了。

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参加讨论编制隐框幕墙行业技术标准会的专家合影

三、向生产技术强国迈进

经过三十多年的努力,我国幕墙年生产量已超过5000万平方米,占世界幕墙产量的80%以上,成为世界幕墙生产大国,经大量工程的实践经验积累,幕墙技术水平有质的飞跃,从满足国内的需求外开始对外承包,不仅对第三世界,而且还向发达国家迈进。

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马达加斯加贸易部长在他办公室接见我们的情况

2004年由上海茵捷建筑科技有限公司承包在无锡德国博世公司新建的工厂办公楼和厂房的铝窗和幕墙,其中自行设计开发的门窗、遥控开启天窗得到德国业主的好评,继而在常州完成德资卡尔迈耶办公楼和厂房的铝窗和幕墙,其研发的开放式铝板幕墙、75系列断桥窗得到业主肯定,随后一批长在角地区的外资企业厂房铝窗、幕墙的完成,包括2010年上海世博会的成功举办,我司并承建比利时欧盟馆,使我国进入国际市场的开始,继而我国许多厂家出国承包非洲工程、俄罗斯工程以至德国的工程。

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杭州大剧院

“节能减排”是全世界各国经济社会发展所面临的一项战略性挑战和艰巨的任务,在建筑、工业、交通三大领域节能中,建筑节能潜力最大,成为各国研究的重点,而门窗、幕墙目前能耗约占建筑能耗的一半,因此,提高建筑节能的关键是提高门窗幕墙的保温性能及相关性能要求,也是抢占世界门窗幕墙技术制高点的重要内容。

西方发达国家都积极制定建筑节能的发展目标,并建立适合本国特点的技术标准及技术体系,2010年欧盟提出到2020年欧洲大陆所有新建筑要达到零能耗水平,日本也出台要求,居住建筑在2020年达到零能耗,公共建筑到2030年达到零能耗目标。

我国2011年起,在建筑科技发展促进中心的直接领导全面质量监督下,已成功建成了秦皇岛“在水一方”、哈尔滨溪树庭院、河北建筑科技研发中心科研办公楼节能示范工程,2013年起开展了近零能耗建筑,零能耗建筑节能的研究,建成中建院近零能耗建筑、珠海兴业近零能耗示范工程,取得了很好的节能效果。

2017年建设部发布《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》提出:积极开展超低能耗建筑,近零能耗建筑建设示范,引领节能标准提升进程,鼓励开展零能耗建筑建设试点,到2020年建设示范项目1,000万平方米以上。我国已出台近零能耗建筑技术标准GB/T51350-2019,并已开始执行,为建筑零能耗的发展目标奠定基础,与发达国家相比还有一定差距,但从我国建筑门窗、幕墙快速发展的经验来看,只要抓住产品技术标准和全面质量监督控制管理制约机制的落实,保护知识产权的落实,建立健全严明的法律法规,依法严格执行,建立公平合理的市场竞争环境的情况下,不仅是塑窗,各种材质如铝窗、幕墙等,都有发挥其特点的潜力,企业会积极采取措施研发。

在现代综合技术飞跃发展的条件下,铝合金遇到的隔热技术难题会迎刃而解。按照技术条件规定,满足建筑要求,只要认真踏实努力,在短期内实现铝门窗、幕墙生产技术强国的目标一定能达到。

四、结束语

综上所述,我国经过近40年的努力,已成为门窗、幕墙生产大国,为迈向生产技术强国积累了丰富经验,打下了坚实的基础,已具备独立自主的原创性开发设计生产能力,只要认真贯彻落实“节能减排、转型升级”国家政策要求,抓住机遇,研究制定符合我国国情与国际接轨的技术标准和法律法规,依法加大执法力度,形成公平合理的市场竞争环境,在短期内实现铝门窗、幕墙生产技术强国的目标一定能达到。

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