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摘要:本文通過對目前改革開放40年以來,門窗也隨著40年高速發展,門窗(詞條“窗”由行業大百科提供)從單純的滿足室內的采光要求到現在的安全及節能環保的。本文也進一步分析目前歐洲市場商業模式分析、中國鋁門窗市場模式、系統門窗工程設計等分析。
關鍵詞:節能;發展;趨勢;設計
一、中國門窗40年回顧
改革開放40年以來,而門窗也經歷40年高速發展,從單純的滿足室內的采光要求到現在的安全及節能環保,我們的生活方方面面都發生了巨大的變化,無數人美好的生活,從一扇扇門窗里照進現實。讓我們來回顧一下中國門窗的發展歷程。
第一代門窗:木窗
在上個世紀70年代,我國農村很多地方還是以網狀形木窗為主,只是起到室內的采光作用,到了冬天得用一層薄薄塑料膜封起來以起到密封防寒及透光作用;
在城市有些可以做到可開啟的木窗,在室內面約間格10CM為一個距離豎向筋以達到防盜的作用,開啟扇一般分為三格,里面安裝3mm普通白玻或不透明的玻璃,用小鐵釘及白色水泥固室玻璃;開啟時用簡單的固定限位撐以達到開啟時定位,密封性能差,結構簡單,沒什么氣密性、隔熱、隔聲等性能,在北方到了冬天要在外面的貼上一層薄薄塑料膜,以達到密封效果,防止冷空氣進入室內,到了夏天再去掉;
第二代門窗:鋼窗
改革開放前期,簡易的鋼鐵門窗取代了木門窗,這種窗結構強度相比木窗更安全,里面焊接一些鋼護條,以保證安全,外面為可開啟的玻璃扇,同木窗結構一樣,也有限位的,也是以單玻璃為主;當時在我們很多建筑及廠房都使用鋼門鋼窗,現在在我國很多廠房都還能看到一些,性能同木窗差不多,密封性能差,結構簡單,在北方到了冬天同樣也要要在外面的貼上一層薄薄塑料膜,以達到密封效果,防止冷空氣進入室內,到了夏天再去掉;
第三代門窗:鋁門窗
上世紀70年代,鋁合金門窗(詞條“鋁合金門窗”由行業大百科提供)進入中國,最先在一些外國駐華使館和少數的涉外工程,應該項目比較少,規模不大,其生產加工甚至到施工都直接由外國人完成,國人基本很少接觸到鋁合金門窗。直到廣州東方賓館在國內首次采用鋁合金門窗,行業發展從些拉開了序幕;
從日本引進,本身有30多種輔件,到中國減配后做研發為90鋁合金推拉窗,在中國流行了很多年,直到2010年以前都有很多地方在制作及安裝此類型的鋁合金推拉窗。
第四代:塑鋼門窗
在鋁合金門窗發展受到一定的阻礙時,塑鋼門窗則迎來了發展的機遇。特別在90年代以后,塑鋼門窗因其特有的保溫節能性能受到普遍關注,市場以海螺、實德為主,以價格低,制作周期短,應用進入快速發展階段;全國各地都有使用。缺點是材料鋼性不好,不能使用在高層建筑上、防火性能差,燃燒時會有毒排放,目前主要分布在北方市場。
第五代:隔熱斷橋鋁門窗、鋁包木門窗
a. 隔熱斷橋鋁門窗:以14.8mm隔熱條為主,其熱傳導系數為1.8~3.83.5W/㎡K大大低于普通鋁合金型材,防止冷凝、節能性好、隔聲性能好、水密性能好、防火性能好、維護簡單、防盜性能好、耐沖擊性能好、顏色豐富多彩;但也存很多的問題,研發設計不合理、型材壁厚參差不齊:角部連接、中梃與框與中梃連接、合頁處密封、中間膠條收縮及角部連接、安裝、現場保護等問題大部分企業處理不理想,行業用料及做工存在參差不齊;
b. 鋁包木門窗:
產品外面是鋁,里面是木的組合方式,使得門窗外表面有良好的耐候性,室內美觀,木質紋路清晰,非常上檔次,具有良好隔音、隔熱、節能環保作用。在鋁、塑、木三大系統最好的一種。由于實木為稀缺材料、加工設備貴,工藝繁多復雜故綜合成本高。除了五金外購之外,其它都是在一個廠家完成。高品質的廠家少,制作周期長、對安裝要求也高,要考慮到防蟲處理等因素。
二、目前歐洲市場商業模式分析
歐洲的商業模式一:鋁窗-系統公司主導
專業分工+合作
系統公司:產業鏈的實際整合者,通過品牌和技術實現。產業資源的配置,并不承擔具體產品的加工過程;
型材廠:系統設計的主要表達者和產品實物成本的主要構成項目,通常是系統公司的主要實物資產或戰略聯盟;
五金廠:系統產品實物成本的主要構成項目,通常是系統公司的戰略聯盟;
玻璃廠:獨立的生產商,為門窗廠提供定制產品;
門窗廠:品牌系統授權加工商。賺取產品的制造和銷售環節的利潤;
歐洲的商業模式二:鋁窗-系統公司主導
由于PVC門窗的型材模具復雜以及門窗型材簡單的原因
型材廠+系統公司:型材廠整合了系統公司的職責,承擔了產品的設計研發、品牌推廣、材料整合、合作伙伴的技術支持等系統公司的工作;
五金廠:PVC門窗基本采用歐標通用五金、由型材廠指定幾家通過其試驗的五金析供應商,供其授權的門窗廠選擇;
玻璃廠:獨立的生產商,為門窗廠提供定制產品;
門窗廠:品牌系統授權加工商。賺取產品的制造和銷售環節的利潤;
歐洲的商業模式三:木窗-門窗廠主導
由于木門窗的設備昂貴等原因,木門窗的生產企業整合了設備、刀具、軟件等資源
門窗廠+系統公司:門窗廠整合了系統公司的職責,承擔了產品的設計研發、品牌推廣、材料整合、合作伙伴的技術支持等系統公司的工作;
五金廠:門窗基本采用歐標通用五金、由門窗廠指定幾家通過其試驗的五金供應商,作為其標準配置;
玻璃廠:獨立的生產商,為門窗廠提供定制產品;
經銷商:門窗廠授權經銷商,賺取產品的銷售和服務環節的利潤。
歐洲的商業模式四:門窗安裝公司
在歐洲有專業門窗安裝公司,公司配備專用的運輸車輛、專業門窗吊裝設備、專業的安裝人員、安裝設備等。
目前歐洲的品牌有:瑞納斯、阿魯克、旭格、威克納、霍柯、維卡、柯梅令、瑞好等品牌。
在歐洲北部以PVC、木窗為主;南部以鋁窗為主且以系統窗為主;由于全球氣候變瞹,歐洲出臺更高的節能標準。K值由1977年小大于3.5W/㎡K 到2013年約等于0.8W/㎡K;
安全在那個國家都是放在第一位的,在歐洲超過35層的建筑,禁止安裝PVC、木窗。
三、中國鋁門窗市場模式
目前中國市場模式一
目前市場模式一:中低端房地產(甲指乙采)
甲方指定型材、配件、玻璃,由材料商提供材料,門窗廠完成制作及安裝;像電腦市場的“組裝機”;結果是拼湊出來的門窗,沒有經過系統的設計研發、試驗檢測;像電腦市場的“組裝機“。
目前市場模式二:系統門窗市場(甲指系統、系統授權實施)
開發商指定系統供應商,采用系統供應商授權的門窗廠加工制作及門窗施工;材料商按系統公司提供的要求生產材料;結果是門窗質量、性能得到保障;像電腦市場的“品牌機”;
目前市場模式三:零售市場
1. 門窗廠:少數門窗廠整合了系統公司的職責,承擔了產品的設計研發、品牌推廣、材料整合、合作伙伴的技術支持等系統公司的工作;
絕大部門門窗廠是沒有研發的,有些連技術都沒有;
2. 型材廠:門窗廠指定幾家型材供應商,作為其型材供應商;
3. 五金廠:門窗廠指定幾家五金供應商,作為其標準配置;
4. 玻璃廠:獨立的生產商,為門窗廠提供定制產品;
5. 經銷商:門窗廠授權經銷商,經銷商賺取產品的銷售和服務環節的利潤。
結果:由于行業門檻低,產品參差不齊,缺乏市場管理及監管,安全事故層出不窮;
未來中國市場模式:
1. 市場房地產市場會兩極分化:“組裝機”更適應保障房需求;“品牌機”更適應改善型住房;近幾年家裝零售市場消費者發生的變化:從看廣告更看療效的轉變、看外在更看內涵的轉變、看功能更看性能的轉變;
2. 行業發展趨勢:系統!
做系統不是目的!而是方法!
做好門窗才是最終目的-系統思維、系統集成;
3. 中國門窗行業的未來10-20年:多種模式并存:鋁材廠、五金件、玻璃廠、密封條、門窗廠、隔熱條、系統供應商;
4. 以節能、提升質量、快速交付、低安裝成本。
門窗行業及產品的發展趨勢
1. 從建筑系統角度看門窗的作用:門窗、玻璃尺寸變大、活動、智能玻璃和窗戶作為環境、舒適及康居的解決方案;進一步讓消費者了解門窗;
2. 從建筑行業發展趨勢看門窗市場:價格會趨于合理,低能耗LOW-E玻璃和新框架材料,產品結構和功能設計來提升效率,提升標準化及系統化水平;
3. 從經濟環境改善看門窗發展方向和機會:城市更新改造及升級,門窗更新;環境保護和節能減排;
4. 從社會趨勢看消費者消費觀念和價值的改變:人口老齡化、5G的發展;人民對環境的意識,居住舒適度等;
5. 目前制約門窗行業發展的潛在障礙
一些趨勢目前還不確定,行業的發展仍面臨障礙;房屋及建筑趨勢;行業協會的作用;
四、系統門窗工程設計
1. 設計要求:
建筑門窗的工程設計應考慮建筑物的類型、使用功能、高度、體型以及所在地區的地理、氣候、環境等條件要求,通過合理選擇門窗形式、材料、安裝構造等,實現建筑門窗的安全性、節能性、適用性及耐久性。
建筑門窗設計應提供詳細的設計說明,設計計算書、施工圖及其他設計文件。設計中有選用標準圖集的,應注明外開窗標準設計圖集和外窗編號,指明外窗種類、系列、規格以及所配的玻璃品種、厚度等。
2. 規格尺寸設計:
建筑門窗洞口的寬、高尺寸應滿足《建筑門窗洞口尺寸系列》GB/T 5824的規定,并優先采用《建筑門窗洞口尺寸協調要求》GB/T 30591的尺寸。
門窗的尺寸設計應滿足采光、通風、只用功能等要求,寬度和高度需根據建筑模數確定,充分考慮消防間距等限制因素。
3. 開啟方式設計:
臥室、起居室(廳)、明衛生間的通風開口面積≥該房間地板面積的1/20.廚房的通風開口面積≥該房間地板面積的1/10,并不得小于0.60m2。
建筑外門窗開啟面積可根據建筑類型和使用場所要求,房間自然通風要求,以及啟閉、清潔、維修的方便性和安全性的要求確定。開啟扇的寬高尺寸不應超過所選窗型允許的開啟扇最大尺寸。
居住建筑外窗含陽臺門的可開啟面積不應小于外窗所在房間地面面積的5%;公共建筑外窗含陽臺門可開啟面積不應小于窗面積的30%。
4. 各類型門窗的優缺點:
-內開窗:性能卓越、安全性強、系列豐富、配套完善。(缺點:占用室內空間)
-外開窗:不占室內空間、通風面積、結構排水(缺點:具有安全隱患、五金承重問題、保溫隔聲性相對較差、紗窗結構問題);
-外懸窗:不占室內空間、開啟方式結構排水、開啟尺寸可做更大(缺點:具有安全隱患、外窗清潔難點、通風量小、紗窗結構問題);
-推拉窗:不占室內外空間、通風面積大、配套相對齊全(缺點:密封性能問題)(延伸:提升推拉窗、平行/內倒側滑窗可解決密封性能問題);
-中懸窗:安全性強、獨立通風(單扇開啟可形成進風和出風口)、開啟面積大(重量居中)(缺點:占用空間、紗窗難點);
-平開門:安全性強、配套完善、智能控制、使用壽命、無障礙同行(缺點:開啟面積不能太大);
-推拉門:視野通透、配套完善、形式多樣(缺點:啟閉力、水密性能、抗風壓(詞條“風壓”由行業大百科提供)性;)
-折疊門:開啟通透、組合豐富、操作性強(缺點:視野狹窄、下軌隱藏問題);
-側滑門:安全性強、密封性強、視野通透(缺點:單面操作、下軌隱藏問題);
5. 立面設計:
建筑門窗立面尺寸應考慮建筑采光設計標準中的窗地面積比、采光有效進深及建筑節能要求中的窗墻比等因素綜合確定。
建筑門窗的立面分格應根據玻璃最大允許面積、開啟扇允許最大高寬尺寸及玻璃原片的成才率等綜合確定。
門窗產品的構造尺寸還應考慮一下因素:型材截面構造尺寸,主要受力桿件的強度和剛度(詞條“剛度”由行業大百科提供),開啟扇自重、五金配件承載能力(詞條“承載能力”由行業大百科提供)及其與框扇連接強度,洞口與墻體飾面層厚度等。
6. 物理性能要求:
抗風壓性能、水密性能、氣密性能、保溫性能、隔熱性能、隔聲性能、采光性能、耐火完整性能。
7. 物理性能關聯:
型材是頂級門窗精品意識的根基所在,包含原料的合金成分、合理的結構設計、超高精級的成型控制、隔熱腔體的寬度、保溫材料填充、高分子保溫材料填充、頂級的表面處理工藝及原料。
五金是門窗產品的靈魂所在,關系到門窗的耐久性、故障維修率、安全系數、抗風壓性反復啟閉性、抗腐蝕(詞條“腐蝕”由行業大百科提供)性等方面性能。
附件決定抗風壓性、水密性、反復啟閉性、抗腐蝕性等性能
玻璃不單單只是外觀要求,關系抗風壓性、保溫性、遮陽性、隔聲性等性能
8. 安裝:
三分制作,七分安裝,門窗的安裝關系到抗風壓性、氣密性、水密性、反復啟閉性、抗腐蝕性等性能,合理安裝可以減輕售后壓力、樹立良好口碑。
9. 差異化方案設計:
根據項目維度日照角度并結合門窗朝向確定遮陽位置并選擇合適的遮陽形式(需考慮風壓)。結合項目所在區域氣候特點區別設計,選擇適合的門窗產品。
10. 門窗美學設計:
在不影響售后維護的前提下,門窗設計應盡可能的通透。減少分格,降低型材看面尺寸,提高玻框比,進而提高門窗采光性能。
門窗分格設計應結合建筑外立面裝飾效果,盡可能做到與建筑外立面裝飾模版成固定倍數的統一風格。
門窗開啟形式及開啟位置應充分結合室內物品擺放及使用需求,避免造成后期開啟障礙,盡可能避免視線阻隔。
開啟固定組合窗要考慮分格比例適合,掌握好整體的視覺中心,避免頭重腳輕,中心偏墜等設計方案。
五、門窗的制造將進入工業4.0時代(第四次工業革命)
4.0時代則是利用信息化技術促進產業變革的時代,也就是智能化時代。工業4.0是指利用物聯信息系統將生產中的供應,制造,銷售信息化數據化、智慧化,最后達到快速,有效的個性化的產品供應。技術基礎是網絡實體系統及物聯網。
工業4.0的一個關鍵點,就是“原材料(物質)”=“信息”。具體來講,就是工廠內采購來的原材料,備“貼上”一個標簽:這是給A客戶生產的XX產品,準確來說,就是智能工廠中使用了含有信息的“原材料”,實現了“原材料(物質)”=“信息”,制造業終將成為信息產業的一部分。“工業4.0”概念即是以智能制造為主導的第四次工業革命,是將制造業向智能化轉型。
美國則提出工業互聯網,通過機器互聯、軟件及大數據分析,提升生產效率,創造數字工業的未來。
2015年5月,國務院正式印發《中國制造2025》,全面推進實施制造強國戰略。
一是“智能工廠”,重點是智能化生產系統及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現;
二是“智能生產”,主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中應用等;
三是“智能物流”,主要通過物聯網、物聯網、物流網,整合物流資源,充分發揮現有物流資源供應方的效率,而需求方,則能夠快速獲得服務匹配,得到物流支持。
未來制造業的商業模式是什么?就是以解決顧客問題為主。未來制造業將不僅僅進行硬件的銷售,而是通過提供售后服務和其他后續服務,來獲取更多的附加價值,這就是軟性制造。個性化需求、小批量定制將成為潮流。盡可能多的增加產品附加值,拓展更多、更豐富的服務,提出更好、更完善的解決方案,滿足消費者的個性化需求,走軟性制造+個性化定制道路。
工業4.0代表了“互聯網+制造業”的智能生產,真正能夠實現“C2B2C(詞條“B2C”由行業大百科提供)”的商業模式。
德國是從工業3.0串聯到工業4.0,中國是2.0、3.0一起并聯到4.0。
聯機是工業4.0重要一環:
·從辦公室將生產數據直接發送到設備;
·減少人為錯誤
·提高產品品質
·同事支持大批量生產和個性化加工
聯機是團隊協作,不是單純買臺自動化設備就能實現自動化。
權自動化的設備保證了無論是工程還是零售均可以高效生產加工。訂單從專賣店直接通過互聯網下單到加工廠,直接排產加工。
六、 建筑門窗安裝
1. 建筑門窗安裝,或許是門窗行業新模式的一個重要創新點;
2. 建筑門窗安裝的現狀---角色;
1) 設計師(工程師)---按照要求,合理規劃,科學設計;
2) 監工(包工頭)---掌握,解讀,計劃,協調,監督,檢查;
3) 普工(安裝工人)---工藝,要求實施到位;
3. 影響建筑外門窗的因素:
原因 |
因素 |
室外環境 |
風、雨、雪溫度濕度 |
室外 |
噪音、入室盜竊破壞 |
室內 |
溫度、濕度 |
門窗結構 |
結構運動公差 |
門窗產品 |
重量、尺寸變化、變形 |
使用 |
使用時產生的作用力 |
其它 |
外物沖擊 |
1) 地理位置(沿海地區);
2) 洞口構造;
3) 位置朝向;
4) 建筑類型(游泳池、學校、公共場所等);
5) 安裝平面、開啟形式、材質、顏色(幕墻沖刷---極端暴露于雨水,冰雹和陽光;凹進---一般暴露于雨水,冰雹和陽光;長屋檐---極少暴露于雨水,冰雹和陽光);
6) 特殊要求(隔音、防盜、防彈等)。
4. 分層模式:
1) 層一:室內側,氣密層,分隔室內外環境;
2) 層二:功能區域,固定,荷載傳遞,保溫,隔音;
3) 層三:耐候區,室外側連接。
5. 室內比室外更加密封:
1) 安裝材料必須能夠吸收積累的建筑主體結構和門窗的活動;
2) 層一不能中斷;
3) 層三要具有耐候性、水密性并具有擴散功能,水能夠按設計向外排出;
4) 木窗拼接中的毛細接縫會導致木材的長期損害。
6. 門窗的固定及荷載傳遞:
1) 門窗平面的荷載傳遞通過何時的防腐支撐墊塊;
2) 與窗平面成直角的荷載傳遞通過環繞四周的機械固定。
7. 門窗安裝連接接縫的保溫:
1) 門窗和墻體之間的縫隙要全部使用隔熱材料填充;
2) 舊窗更換時,要考慮額外的加強措施,防止門窗室內側出現結露和霉菌。
8. 建筑物理學原理:
1) U值(傳熱系數);
2) 在穩定傳熱條件下,建筑兩側空氣溫差為1K時,通過1㎡面積傳熱的熱量;
3) 單位::W/(m2·K);
4) 等溫線是將建筑構建中溫度相同的各個點連接起來的一條曲線,通過等溫線可以確定建筑組件橫截面上的熱流和溫度分布;
5) 熱橋;
6) 增加的熱流;
7) 室內側更低的表面溫度;
8) 防止形成冷凝水或發霉。
9. 冷凝水的形成:
1) 絕對濕度是指在一定溫度時,單位體積的空氣中所含水蒸氣的分量(mg);
2) 飽和濕度是表示在一定溫度下,單位容積空氣中所能容納的水汽量的最大限度;
3) 相對濕度是指在一定溫度時,空氣中的實際水蒸氣含量與飽和指之比,用百分比表示。
10.建筑門窗的固定:
固定作用力 |
可變作用力 |
特殊要求 |
自重 |
風荷載 |
防盜、防彈、防爆 |
額外荷載(如遮陽系統) |
傾斜安裝產生的冰雹荷載 |
防火 |
|
施加的荷載 |
防墜落物 |
|
活動部件(如窗扇) |
抗震 |
1) 墻體(混凝土(詞條“混凝土”由行業大百科提供)、實心磚和多孔磚;木質建筑;低強度磚;建筑中的安裝位置);
2) 建筑門窗的安裝必須將作用在門窗上的力按照規劃安全轉移到承重墻和地基上,不能存在將建筑結構反作用到門窗上的作用力;
3) 當門窗并排或上下排列時,每個單元應至少在相對的兩個面上固定,如果不能實施以上固定,則門窗之間必須相互靜態支撐連接;
4) 安裝在洞口中的門窗,作用在窗平面的力通常通過支撐墊塊傳遞到建筑物中,安裝在保溫層中的門窗,作用力必須通過金屬支架、固定支架、預先安裝在承重墻區域的附框進行轉移,而不是通過支撐墊塊;
5) 安裝材料;
6) 支撐墊塊和間隔塊的位置(材質、位置、規則)。
7) 墊塊的要求---耐用、防水(詞條“防水”由行業大百科提供)、導熱性能低、形狀匹配;
8) 固定工作完成后,必須移除安裝中用于固定設備的楔形墊塊;
9) 固定間距;
10) 平開門安裝必須在鎖板和合頁附件提供額外的固定;
11) 固定材料的選擇:暴露程度低---鍍鋅件;暴露程度較高---不銹鋼制品;暴露程度極高---特殊合金制品。
11.未來安裝的規劃與設計標準化:
·高質量安裝的要素:根據合同規定和業主的約定,進行專業的設計和規劃;合格設計要求的施工;合理的成本。
·墻體連接面:主體墻體;門窗及安裝系統;窗外側(窗臺板);保溫系統;內側窗臺板;內墻面。
·安裝規劃設圖:建筑圖;窗型圖;連接圖;
·安裝規劃設計建筑信息:位置;用途;朝向;墻體結構;墻體材料;換窗;建造年份;安裝時的約定。
·安裝規劃設計物流:車輛限行、安裝樓層、吊機設備等;
·安裝規劃設計洞口信息:洞口高度;洞口構造;表面類型及質量;尺寸誤差;洞口附屬配套。
·安裝規劃設計固定與荷載傳遞:門窗尺寸;荷載類型、大小;安裝條件。
·安裝規劃設計保溫、隔熱、隔音:選擇合適的填縫(詞條“填縫”由行業大百科提供)材料;滿足防止露水和霉菌形成的溫度要求;隔音窗要對安裝縫隙構造進行專門規劃;安裝縫隔音指標應比門窗要求的隔音指標高。
·安裝規劃設計---氣密,水密(室內側、室外側密封處理)
·安裝規劃設計---窗臺板
·安裝規劃設計---地面安裝設計(預埋下軌、高低差、內外材料)
·安裝規劃設計---特殊要求(防火、防盜、安裝柵欄等)
創新求變依舊是企業突破重圍的“主力部隊”。如果2021年的門窗企業仍抱著那套一成不變的發展模式與“守株待兔”銷售思維,那么下一個被淘汰出局的人已入名單。如今門窗企業迫切需要一些創新性的“堅船利炮”來躲避同質化以及市場的殘酷“旋渦”。2021年中國的門窗將會邁入一個新階段,每個品牌、廠家、經銷商都需要有更多的顛覆性運作和思維方式來共同闖開一片發展天地。
作者單位:廣東偉業鋁廠集團有限公司