□ 中国建筑金属结构协会 钢木门窗委员会 谭宪顺
在长期的发展过程中,门窗已变成为文化载体,并创造出灿烂门窗文化,至今仍在影响着人们的生活。
图1 河姆渡遗址(浙江余姚,约7000~8000年前。门窗技术在很大程度上是社会生产力发展水平的反映。榫卯结构是一个重要的标志,是社会生产力发展的标志。这时的门窗有可能已出现横顺支撑的结构,没有榫卯门窗杆件只能是绑扎的。
我 国有五千余年的文明史(图1、图2),很早就已建立起“门”、“窗”的概念(图5)。在出土文物中,三千多年前的冥器已有完整的门窗形象。中式建筑大多是木架构建筑,门窗也是木门窗。现存的最早的木门窗实物在山西五台山佛光寺,唐代建筑,至今已有一千多年(图3、图4)。窗是直棂木窗,门是木质穿带板门。现存的中式木门窗大多是宫殿建筑、庙宇建筑用木门窗,有明显的等级化色彩。在现存的民居建筑中,木门窗虽有更丰富的文化内容,但由于保护条件差,保存下来的精品木门窗数量较少,年代也较短。中国古代普通民宅用的门不仅是木门,而且是柴门。因为蓬门荜户是用草、树做成的简陋门户,所以贵客临门才蓬荜生辉。毫无疑问,这样的门窗难以长期保存。
图2 西周刖人守门方鼎
图3 五台山佛光寺。
图4 南禅寺,与佛光寺同时期的建筑。
图5 几个汉字
图6 集采光通风射箭于一体
最早的时候,门窗是不用玻璃的。英文单词window,是从风和眼两个词组合演变而来的,原始含义就是“风眼”(图6)。窗户原来就是在墙上开个洞眼,可随便找些东西遮一下。在中国,古建门窗在一定程度上具有墙的作用,我国有在墙洞口内安装的木门窗,但大多数建筑使用的都是槛框结构的木门窗,占据整面墙的位置,如同可活动的墙(图7、图8)。蓬门、荜户、瓦牖当然也是随便找些东西遮一下,但中国的木门窗几千年来主要是糊绢、糊纸。苏轼《水调歌头·明月几时有》中有一句是“转朱阁,低绮户,照无眠。”绮就是有花纹的丝织品,可见门上糊的是丝织品。歇后语“白纸糊窗,各个诸葛(格)亮”说得更直白,窗上糊的是纸。相对于整个门窗史,
门窗使用玻璃的时间很短,中国的普遍使用有玻璃的木门窗的时间则更短。如果用现代的气密、水密、保温、采光标准来衡量我国的传统木门窗,无疑在许多方面它都不符合现在的要求。然而我国的传统木门窗创造出独特的门窗制作技艺,至今人们还在使用;在长期的发展过程中,门窗已变成为文化载体,并创造出灿烂门窗文化,至今仍在影响着人们的生活。
中国的传统门窗是木门窗。木门窗制作在我国古代属于“小木做”外檐装修,木门窗是在现场配制的建筑构件,门窗是“施工”的产物,门窗在安装前最多是半成品材料。我国木门窗的制作方法在近代、现代建筑中仍有体现,至上世纪80年代中期,我国生产的大多数木门窗并不是完整的木门窗产品,门窗的框扇都留有刨、锯的余量;所有的门窗都是没有涂漆的产品,要在安装完成后再涂饰。在建筑施工工地都有木工班,专门负责门窗的制作安装,外购的门窗产品,那怕是钢门窗,运到工地后也要由木工来安装。
木材是天然材料,因生长需要时间,所以树木的生长速度与森林面积的大小就决定了人们的使用量。明朝时人们还可以找到老祖宗留下的巨大木材。天安门的明间跨度长达8.5m以上,明朝长陵的大殿有直径达1.17m,高达14.3m的整根金丝楠木。这样的木材恐怕要生长一两千年。到了清朝,由于缺乏巨大的木材,许多工程不得不用小块木料拼接成柱子和梁,外加铁箍拼合成材。由于缺乏楠木,清朝营建的许多工程使用了大量黄松。新中国成立以后,国家进入稳定发展时期,人口的增长、人们改善生活需求、经济建设,都需要大量的木材,木材供应更加紧张,木材的需求量远远大于我国木材的生长量。在上世纪60年代、70年代我国不得不推出了以钢代木的政策,木门窗的使用受到了严格的限制。
图7 槛框结构示意
图8 如同墙一样
在严格限制木门窗使用的年代,对木窗的限制最为严格,上世纪80年代、90年代很难看到在一般建筑工程中使用木窗。由于没有找到较好的替代产品,在大多数建筑工程中户门和室内门还是使用了木门。值得注意的是,在这一时期我国使用的大多数户门和室内门都是夹板门。这类门的面板是中密度板、三合板,门扇框架所用的木材从树种到材质都得到了放松。夹板门与传统的镶板门相比也节约了大量木材。
2000年以后,伴随着改革开放的深入、国家综合实力的提高、人们环保理念的更新、木材加工技术的提高,近10年来我国木门窗行业的发展非常快,木窗、木门又重新在建筑市场出现,特别是木门,现在已成为一个很大的产业。
木材是天然材料,有树枝就有节子,树木的生长有早有晚,在生长过程中总会受到气候的影响,总会受到一定的伤害,所以木材总会存在一定程度的缺陷。宋朝出版的《营造法式》指出“凡木可分正木与脚木……脚木有八病,即空、疤、破、烂、尖、短、弯、曲。”使用传统的木门窗加工技术,避让缺陷使木材的使用率很低。现代木材加工技术为我们提供了很多提高木材使用率的方法。
集成材技术是提高木材使用率的好方法。在加工木材时,剔除木材缺陷后我们可以用指接的方式把木材加长,我们可以用胶拼胶合的方法把木材加宽加厚,实现小材大用、劣材优用。(图12)
图9 糊纸的隔扇
图10 镶玻璃的棂格窗
图11 镶玻璃的木门窗
密度板、刨花板的制造技术对于发展木门窗生产具有更重要的意义。
树木生长过程中产生的枝桠材,木材在加工过程中产生的边角料,过去都是薪材,除了烧火、种蘑菇没什么用。使用这些材料制造人造板可大大提高木材的使用率。过去我国用这些材料制造了一些人造板(刨花板、密度板),但质量很差,人们都不喜欢使用。伴随我国加工人造板技术的提高,刨花板、密度板在人们心中的形象有了很大改善。
发展人造板技术的另一个重要意义在于,人造板制造技术为植树造林绿化祖国提供了可持续发展的动力。树木生长需要时间,这个时间很长,种树的人可能一生都看不到树木成材。面对强大的市场需求,种树的人长期得不到回报,很难长期坚持。发展人造板制造技术,让种树过程中产生的无用木材变钱财,可吸引更多的人去种树。重庆星星门业有限公司用竹材制造木门是一件功德无量的事。该公司生的刨花板、密度板70%是毛竹。农民种毛竹增加了收入,还绿化了山林;农民参加门业的生产解决了就业问题;在当地生产价格低,丰富了市场又解决了农民的用门问题。这是一个大好事。
大禹成功治水的关键在于疏,绿化祖国保护环境也应采用同样的方法。面对强大的市场需求,单纯地限制使用木材是下策,发展木质品制造技术,合理使用木材、提高木材的利用率、让植树造林产生直接的经济效益,绿化祖国保护环境才可持续。总结木门窗的发展我们可以年到它经历了四个阶段:
第一阶段是古代的实木门窗,有窗棂格、表面糊纸糊布的隔扇类门窗隔扇(图9)
最多,也有穿带门、镶板门等,有几千年的发展历史,在现代生活中还有应用。
第二阶段是近代、现代使用的,保持原有中式木门窗结构和文化风格,在门窗上直接镶玻璃实木门窗。如在支摘窗、隔扇类门窗上镶玻璃的木门窗。(图10)
图12 集成材木门窗
第三个阶段也是近代、现代使用的,实木门窗。这类门窗一般无传统的中式窗棂格,不刻意突出传统中国门窗文化,平口平开为主。窗全部镶玻璃,多为夹板门、镶板门(图12)。部分产品已是“塞口”安装的工业化生产的产品,但还是允许在施工现场进行修配的“白茬”产品。(图11)
图12 指接、胶拼、胶合——集成材
第四个阶段是2000年以后,逐步成为木门窗主流的现代木门窗。如上海汇豪木门制造有限公司在上世纪90年代末从欧洲引进了当今世界最先进的由计算机控制的木材机械加工成套设备,形成巨大的木门生产能力。这类门窗有以下几个特点。首先,它出厂时就是一个完整的门窗产品,有饰面漆等,在安装过程中不需要也不允许再加工。其次,它有完善的气密、保温、防水等结构,如室内木门是T型门扇,木窗可安装平开下悬五金件,有玻璃胶条等,与其它材质的现代门窗相比,在结构上十分相似。第三,木材经过了更好的工业化处理,实木门窗所用的木材多为集成材指接材,木质复合材料得到了广泛应用。(图 13图 14)
目前我国木门窗行业的发展形势很好,全国木门的年产值超过600亿元,年产量超过8000万樘。2011年中国建筑金属结构协会联合中国建筑装饰装修材料协会等三家行业协会共同开展了中国门业品牌评选活动,评选出木门行业的20强品牌企业是:
图13 室内木门
图14 世博会后搬家异地重建,1936年毁于大火
广东润成创展门业有限公司、华鹤集团金鹤门业发展有限公司、浙江梦天木业有限公司、淄博万家园木制防火制品有限公司、重庆星星套装门有限责任公司、北京闼闼饰佳工贸有限公司、吉林森工北京门业公司、成都千川木业有限公司、吉林兄弟木业集团有限公司、黑龙江三和木业有限公司、江苏合雅门业有限公司、北京市博亮木业有限公司、广州蓝白木业有限公司、秦皇岛卡尔·凯旋木艺品有限公司、重庆美心(集团)有限公司、沈阳三峰木业有限公司、北京和玺建筑成套木作系统有限公司、天华木业集团有限公司、北京黎明文仪家具有限公司、北京米兰之窗门窗有限公司。
2010年中国建筑金属结构协会在北京米兰之窗门窗有限公司建立了“中国木结构节能门窗产业化基地”。
对于我国钢门窗行业,甚至整个建筑门窗行业,2011年是一个特别的年份—实腹钢门窗传人中国100周年。2010年上海举办了世博会,世界上第一届世博会的时间是1851年。160年前英国为了展示工业革命的成果,用钢铁和玻璃建造了第一届世博会的展馆,后人称其为“水晶宫”(图14)。这座建筑在现代建筑史上有很高的地位,因为这是人类第一次尝试用钢铁和玻璃建造建筑,它开创了现代建筑的先河。“水晶宫”让所有看到它的人都感受到震撼,1866清政府首次派团到欧洲观光,翻译张彝在其《航海奇述》中这样描述“水晶宫”:“一片晶莹,精彩炫目,高华名贵,璀璨可观”。钢窗与中国传统的木门窗相比有着巨大的差别,1911年前后,实腹钢门窗传入中国,为中国人在国内了解国外门窗的结构创造了条件。实腹钢门窗进入中国,是中国建筑门窗史的一个重要标志。
实腹钢门窗进入中国后,由于原材料受外国资本的控制,加上连年的战争和封建官僚政府的压榨,到解放前夕我国上海仅有的几个生产钢门窗的小作坊处于以旧改新、修修补补、停产半停产的状态。解放后,经过三年经济恢复,公私合营、社会主义改造,我国在上海建立了上海钢窗厂、上海玻璃机械厂。我国钢铁工业的进步为我国钢门窗业的发展创造了条件,我国大规模的社会主义经济建设促进了我国钢门窗行业发展。实腹钢门窗型材生产纳入国家生产计划后,为满足国家建设的需要,针对西北、中南等地区建设的需要,上海组织一部分人到武汉、西安组建了新的钢门窗厂。1958年创建的北京市钢窗厂(原崇文建筑五金厂、北京市建筑五金厂)在上海学习钢门窗制造技术,在北京也建立了大型门窗生产基地。到60年代,上海、北京、西安、武汉等地先后成立了国营钢门窗厂,我国钢门窗工业初具规模。上海钢窗厂1986年钢门窗的年产量曾达到108万平方米。北京市钢窗厂钢门窗的产量也曾突破100万平方米。在我国最早建立的门窗工业体系是实腹钢门窗,在我国门窗工业的发展过程中发挥了多年的引导和示范作用。(图15)
实腹钢门窗上世纪50年代至80年代一直是我国重要的钢门窗产品。在空腹钢门窗问世前,实腹钢门窗一直是我国建筑的主导产品。我国在这一时期建造的国家重点工程,许多都使用了实腹钢门窗,实腹钢窗在那时属于高档门窗,曾出现了一个高速发展的过程。空腹钢门窗问世后,由于实腹钢门窗用料多、价格高、制造工艺复杂等原因,发展速度减缓。我国大力开展建筑门窗节能工作后,行业内企业针对实腹钢门窗也做了大量的工作,有多个企业都推出了安装双玻或中空玻璃的钢门窗,但由于市场承受能力和市场定位存在问题,实腹钢门窗在节能改造工作上未能取得重大突破。1999年12月国家建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局、国家建材局联合发文(建住房[1999]295号)明确规定“自2000年12月1日起,在大中城市新建住宅建筑中,禁止使用不符合节能要求的32系列实腹钢窗和25系列、35系列空腹钢窗”后,实腹钢门窗用量明显减少,除少数重工业项目外,现在已很少使用。
应特别指出的是,“禁止使用不符合节能要求的32系列实腹钢窗”与“禁止使32系列实腹钢窗”是有区别的,应理解为符合节能要求的32系列实腹钢窗也是可以使用的。在美国、英国,目前实腹钢门窗还保持在有专门的行业协会的水平。其宣传资料表明,通过一系列改造(不包括型材的隔热断桥),实腹钢门窗的保温系数也可降到2.2W/m2·K以下。(图20)
图20 国外的实腹钢窗,装中空玻璃、有压条、有胶条。
随着建筑业的迅速发展,木材用量大量增加。我国的木材资源不能满足国家建设的需要,国家提出了“以钢代术”的方针。伴随着“以钢代木”方针的贯彻执行,钢门窗生产规模迅速扩大,产量成倍增长。实腹钢门窗型材是热轧型材,型材壁厚为4mm,材料消耗大,每平方米门窗料22公斤。受型材轧制能力的限制,实腹钢门窗型材的生产不能满足建筑门窗生产的需要。在这种情况下,l966年北京市钢窗厂研制了25空腹钢窗,(开始时是采用拉拔工艺,)定名为京66型空腹钢窗。1968年上海钢窗厂研制了另一种25空腹钢窗,(一开始就采用轧制工艺,)定名为沪68型空腹钢窗。70年代初,北京市钢窗厂空腹钢门窗型材生产也由拉拔工艺改为轧制工艺,型材的出材率提高了6~7倍,并且有效地提高了门窗型材的生产效率,为以后推广使用空腹钢门窗奠定了基础。
党的十一届三中全会以后,党的中心工作转移到经济建设上来,钢门窗越来越多地应用在工业、民用、国防等各类建筑物上。门窗生产仅靠国家计划难以满足需要,非计划门窗订货逐年增多,各地区、各系统纷纷建立各自的门窗生产基地。由于空腹钢门窗原材料来源广泛,具有轻质高强的特点(即空腹钢门窗用料约为实腹钢门窗的一半),与实腹钢门窗相比空腹钢门窗框扇的抗扭曲变形能力明显增强,所以空腹钢门窗受到了社会各界的欢迎。空腹钢门窗的普及迅速壮大了我国钢门窗工业。1991年全国钢门窗的年产量曾达到5500万平方米,市场占有率达到70%。这其中绝大多数都是空腹钢门窗。
空腹钢门窗是中国在世界首创的门窗产品,它开辟了钢门窗加工的新途径(图16)。使用这一方法,中国人把钢材的特性发挥到了极至,用最少的材料做出了强度最高的门窗,用最快的速度解决了几亿中国人多年积攒的门窗需求,用最廉价的方法使门窗基本性能达到了最佳的效果。25空腹钢门窗为我国门窗工业的进步、为我国经济建设做出了重要贡献。
图16 空腹钢窗,为首体设计,第一个重要工程
但是在极端条件下使用极端方法设计的25空腹钢窗也存在一定的问题:
首先,我国的工业基础限制了空腹钢门窗型材轧制技术的发展。空腹钢门窗型材轧制过程是将钢质板材先轧制焊接成圆管,再将圆管轧制成异形钢管(门窗型材)。这其中影响冷弯变形效果的因素很多,特别是由圆管变成异形管的过程,型材内部是空的,完全依靠外部的影响完成型材的变形十分困难。在空腹钢门窗诞生的年代,大多数中国人还不知道计算机是什么,依靠手工准确计算钢门窗型材的变化过程是不可能的事情,就是在计算机技术高度普及的今天,计算钢门窗型材的变化过程也不是一个简单的事情。钢门窗型材的轧制在一定程度上仍停留在艺术层面而非技术层面。
图17 空腹钢窗,北京饭店,室内外双层密闭
其次,社会承受能力限制了空腹门窗结构的改进。在计划经济时代,钢门窗的用料和价格受到了严格的限制,产品价格有一元钱的变化都是一件大事。轧制空腹门窗型材的钢带宽度一般在110mm左右,在型材上增加一个装胶条的密闭槽,钢带的宽度要增加20mm以上,材料用量要增加五分之一,这在当时不是一个小事情。空、实腹钢门窗安装玻璃都用油灰,改用玻璃压条和胶条也存在同样的问题。
第三是空腹钢窗的防腐问题。钢材都存在防腐问题,空腹钢门窗也不例外。北京饭店是五星级饭店,其主楼使用的是25空腹钢窗,1973年至今已近40年,仍在使用(图17)。北京饭店使用的空腹钢窗除加工精细外并未做特别的处理,使用的也是普通碳素钢,涂的也是普通防锈漆。空腹钢窗存在防腐问题吗?答案是存在。北京饭店可以做到定期对门窗进行保养(涂漆),其它工程、其它用户很难做到。
图18 彩板门窗及型材轧制
这些由于市场定位和社会条件问题带来的25空腹钢门窗的质量缺陷,很难通过小改、小革实现改变,加之25空腹钢门窗普及率高,市场竞争激烈,部分企业通过减少材料厚度的办法开展恶性竞争,使空腹钢门窗在人们心目中的地位进一步下降。与实腹钢门窗一样,由于节能的问题,2000年25空腹钢门窗也被限制使用。但我们认为,25空腹钢门被限制使用的真正原因与其质量有很大关系,是因为在原市场定位或价格定位的条件下难以进行质量改进,对提高空腹钢门窗的质量水平信心不足,放松了节能改进有关工作。
中国建筑金属结构协会成立以后,在大力推广使用空腹钢门窗的同时也在积极探索改善空腹钢门窗性能的方法。上世纪80年代初,中建总公司在中东承建援外工程中,发现意大利塞柯公司生产的镀锌彩板门窗色彩鲜艳,重量轻,耐腐蚀,比中国的普通钢窗好得多。消息传到国内,立即引起原国家建委和中国建筑金属结构协会的重视,很快邀请意大利客商来华交流,并组织行业内专家,由建设部机械局局长、协会理事长孙靖韬带团进行了回访。在考察了这种门窗在欧洲的生产和使用情况后,专家们普遍认为该产品符合我国国情,是一个很有发展前途的产品。l984年10月,山东潍坊长城门窗公司正式签约引进意大利塞柯公司镀锌彩板门窗,次年北京市门窗公司也签约引进了该产品生产线全套设备,随后还有北京、陕西、深圳、上海等地的企业也陆续引进了该产品的成套设备和技术,先后引进的生产线总数量达到20余条。
轧制工艺流程
轧机的一部分,可见8个道次(多对轧辊),共32个道次
彩板门窗是在中国建筑金属结构协会领导下,钢门窗行业开展的一次重大的产品升级换代活动(图18)。自彩板门窗引进之日起协会就开始关注引进技术的消化和生产设备的国产化问题。在国内冶金、建材、轻工、电子、机械行业以及科研院校的关心支持下,组织了技术攻关,专题试验研究,先后突破了薄壁复杂截面空腔异型材连续冷弯成型技术,冷轧镀锌彩色涂层薄板面层耐候及附着技术、多工位组合连续成型模具、薄壁异型材复杂截面冲切技术等多项复杂工艺技术。大约用了五年时间,我国镀锌彩板门窗的原材料、型材成型机组、配套附件加工、门窗设计及成套生产技术已全部实现了国产化。
彩板门窗技术的引进在很大程度上促进了国我钢门窗型材的设计、制造能力。在以北方工业大学机电研究所为代表的科研机构的参与和指导下,钢门窗型材的设计、制造技术得到了很大提高,由经验艺术层面向科学计算的技术层面迈出了巨大的一步。到90年代中期,我国上海玻璃机械厂、北京市门窗公司、山东潍坊长城门窗公司、山东巨龙彩板门窗设备有限公司、江西中国直升机研究所、甘肃平凉机械厂等单位都能够制造40m长32道次连续轧制彩板型材的大型轧机设备,使我国的彩板门窗型材生产线增加到90余条。彩板门窗生产技术的引进极大地缩短了我国在钢门窗型材设计能力上与国外先进国家间的差距,为彩板门窗的国产化,为其它钢质门窗产品的开发,奠定了很好的基础。
引进彩板门窗技术后,我国各地的彩板门窗企业根据当地的气候和市场情况,先后开发了10余种完全国产化的彩板门窗。我国彩板门窗的产量,最高时曾达到年产1150万平方米。
1999年下达五部委联合签发的95号文时,在限制空、实腹钢门窗使用的同时,提出了“推广使用符合节能要求的彩板门窗”的要求。但这并没能使彩板门窗的推广达到预先的设想,2001年后我国彩板门窗的用量一直在下降,目前在许多地区已无彩板门窗生产企业,绝大多数还在坚持生产彩板门窗的企业,其产品多用于工业建筑。其原因主要有以下几条:
1.用彩色涂层钢板生产门窗,解决空腹钢门窗防腐问题、外观质量问题的同时,其门窗组装工艺也要由焊接工艺改为螺接组装工艺。其强度虽然可以完全满足普通建筑门窗的需要,但钢门窗高强度的特色明显减弱。
2.由于型材采用轧制工艺生产,门窗组角时采用螺接工艺,门窗框扇横竖料交角处很容易出现高低差和缝隙,门窗的整体外观质量还存在明显缺陷。
3.彩板门窗的节能保温技术改造工作很难跟上国家节能要求的步伐。彩色涂层钢板是钢质材料,其传热性能比塑料高得多,比铝材低很多。使用同样的玻璃,同样的窗型,彩板窗的保温性能比塑窗差,比有隔热断桥结构的铝窗差,只优于没有隔热断桥结构的铝窗。显然,彩板门窗没有隔热断桥,其保温性能处于落后位置,且难以达到国家的要求。问题是钢质门窗型材搞隔热断桥的技术难度很大,增加隔热断桥的成本提高。不同材质的门窗,其玻璃、胶条、五金配件的总成本都差不多,其框扇的制作成本是不同材质门窗价格差异的主要原因。搞隔热断桥后如果仅提高了产品的保温性能,性能价格比将使彩板门窗失去竞争力。
2000年以后,钢门窗委员会曾多次组织钢门窗行业的有关企业有关专家进行研讨论证,但一直没能找到较好的解决办法。目前重庆华夏门窗有限公司试制了有浇铸型隔热断桥的彩板门窗还在坚持生产,青海海鸥彩板门窗有限公司针对本地区的实际情况,用一樘单玻璃,一樘中空玻璃,平开门窗与推拉门窗组合的双层门窗设计方案来应对门窗的节能问题,目前还在坚持生产。大同明星彩板制品有限公司设计了35系列可装中空玻璃的彩板门窗,在一段时间内延缓了节能问题对产品销售的影响,近期彩板门窗销售量也在大幅度减少。湖南常德市兴广龙建材有限公司设计组装式隔热断桥彩板门窗未能取得应有的效果。沈阳彩板型材厂先推出了中空玻璃彩板推拉窗,延缓了节能问题对产品销售的影响。在此基础上该厂又与温州市东泰塑料制品有限公司合作,开始试制有浇铸型隔热断桥的彩板门窗,但在中试完成后该企业主要领导人的身体被拖跨,同时该企业还赶上了拆迁,试验和生产都到此终止。甘肃张掖市利达金属建材有限公司也进行过一些彩板门窗隔热断桥的实际试验工作。近十年来,许多彩板门窗生产企业都认识到彩板门窗没有隔热断桥的严重性,全国上下从南到北,从东到西都有人在设法改变彩板门窗性能,努力使其避免退出建筑门窗市场。
我国彩板门窗实现国产化后,在上世纪90年代初至本世纪初大约10年的时间内,有许多企业参照彩板门窗工艺技术,试制成功薄壁空腹大截面全周边密封的不锈钢门窗。特别是在江苏宿迁、无锡,浙江余姚等地,以及粤东、闽南地区,由于当地气候对建筑门窗的抗蚀耐性能要求较高,不锈钢门窗的应用较为普遍。不锈钢门窗厂数量最多时全国有100家,每年的产量达l50多万m2。近年来不锈钢门窗企业数量明显减少,原因有两个:第一,不锈钢材料价格波动较大,价格提高快,影响了不锈钢门窗的生产。第二,大多数不锈钢门窗企业的规模都比较小,生产不锈钢门窗型材的轧机一般也较小,轧制复杂载面的门窗型材较困难,影响了产品性能的提高。第三,在其它材质的门窗上直接粘接不锈钢材料也可取得不锈钢门窗的装饰效果,影响到纯不锈钢门窗产品的推广。
彩板门窗实现国产化后,在上世纪90年代初除试制不锈钢门窗外,我国还有一些企业使用彩板门窗生产技术生产钢推拉窗。如烟台华龙集团公司、新都县钢窗厂、成都建材钢窗厂等。
1990年以前,我国没有十分明确的户门(防盗门)概念。
在古代,室与堂在一个屋顶下,堂在前室在后,堂是(家的)公共活动空间,室属于私密空间可用于居住等。堂与室的区别在某种程度上类似于现代建筑的起居室与卧室。所以我们现在有登堂入室之说,不是至亲至近的人,一般只可登堂不宜入室。户门是“堂”的门。(图21)
在近代,户的概念是一家。过去家的概念应是一个独立的院落或建筑,如果有户门的概念应是临街的外门。
在现代,平房建筑一个院落可以住多家,一个家可能有多个通向院子(庭)的门。院内所有通向房屋的门并不因为住的是或不是一家人有所改变。在现代,主要的居住建筑是楼房建筑,往往是一家住其中一套由卧室、厨户、卫生间等组成的房子。户门是一套建筑的外门。在具有较好防盗功能的户门出现以前,户门在结构上与普通的室内门并没有明显的差别。
1978年后我国进入到改革开放的时代。伴随着社会的进步,人们的收入在增加并且并不均衡。人均收入差距的加大、人口流动性的增加也给社会带来了部分不稳定的因素。上世纪80年代初,在改革开放的发源地,在我国广东地区首先兴起了安装防盗门的热潮,并由南向北迅速席卷全国。
在初始阶段,防盗门就是一个铁栅栏门,人们为了增加居住环境的安全性将其安装在户门之外。后来人们发现在铁栅栏门装上纱可以防蚊,就出现了有防蚊功能的防盗门。在1985年前后,我国有许多防盗门生产企业。这其中有专门生产防盗门的企业,但大多数都是空实腹钢门窗生产企业。空实腹钢门窗有现成的钢框架系统,装上栏杆、纱窗和锁,原来普通钢门就变成了具有一定防盗功能的防盗门。当时,生产企业多,防盗功能参差不齐,用户与企业间常产生矛盾。中国建筑金属结构协会曾成立过特种门工作组,为提高防盗门质量做过许多工作。经过一段时间的探索和磨合,防盗门的生产和管理主要纳入到公安部系统,公安部在许多县都建立了技防办,对防盗门的生产、销售进行监管。
在户门外加装防盗门,人们进出的时候要开两道门。过去我国绝大多数楼房建筑的户门都是内开门,建筑设计时并没有考虑加装外开门的情况。在户门外加装防盗门,有时由于空间过小使用十分不畅;有时不同家的防盗门还会相互干涉。1990年后,在我国逐渐出现了用钢板制作的全封闭防盗门,叫做“三防门”、“四防门”等(防盗、保温、隔声,防火、防尘等)(图19)。这种防盗门问世后,人们发现用这种门代替原有木质户门,既防盗又美观,很受市场欢迎。铁栅式防盗门虽然在市场上还有很大的用量,但用钢板制作的全封闭防盗门很快就成为防盗门的主流产品。
图22 美心的变化
全封闭式防盗门出现以后,我国防盗门行业很快就出现了一批大型的专业防盗门生产企业。这些企业规模化、专业化的优势,使防盗门的质量迅速提高,在提高防盗门总产量的同时使全国防盗门的总数量迅速减少。
现在拥有国家名牌产品称号的重庆美心·麦森门业有限公司,1989年六个人用“一个手摇钻、两只焊枪、四只铁锤、几把老虎钳、几根钢质水管”,开始制作“铁棍”防盗门(图22), 1998年与美国麦森国际有限公司合资,并进驻重庆经济技术开发区(国家级),2000年在美国纽约时代广场设立“美心安全门营销中心”,2005年美心安全门被评为中国名牌产品。美心的门类产品已从单一的防盗门发展到防火门、钢木室内门、木质复合门、车库门、防火卷帘等,年产量达到350万樘(套)。这样的企业在我国还有多个,浙江永康的步阳集团有限公司、盼盼安居门业有限责任公司等也都有类似的经历和业绩。除了全国的名牌产品,我国各地方也有很多知名的防盗门企业。北京的日上工贸有限公司1996年开始生产铁栅式防盗门,1997年开始生产钢板制作的全封闭防盗门,在北京占据了很高的市场份额。天津市龙甲门业有限公司的成长经历与此也很相似,开始时也是老板骑三轮车背防盗门上楼给人安装,后来自己生产并占据了北京、天津一定的市场份额。我国第一批成长起来的防盗门企业都经历过艰苦的发展过程。
1999年,中国建筑金属结构协会作为主编单位主持编制了建设部的行业标准《单扇平开多功能户门》,至此户门的概念形成。由于当时具有防盗等多种功能的全封闭钢质户门还不是住宅建筑的标准配制,一部关于户门的标准,在“户门”前还加了“单扇平开多功能”的定语。
目前我国户门(防盗门)产业集中度最高的地区在浙江永康地区,集中了一批大型户门(防盗门)生产企业,其全国的市场占有率近65%。 2005年全国5个中国名牌,永康占了2席。2006年全国12个国家免检产品,永康拿了6个。2009年中国建筑金属结构协会批准了永康市人民政府《关于要求授予永康市“中国门都”称号的请示》。为了落实永康市人民政府和中国建筑金属结构协会有关“中国门都”称号申请和批复文件的精神,加强双方的互动、交流与合作,促进永康市乃至全国门业的健康快速发展,中国建筑金属结构协会钢木门窗委员会与浙江省永康市钢门窗行业协会签订了《关于共建科技产业化基地(中国门都)的协议书》。2009年中国建筑金属结构协会协办了永康五金博览会。2010年由中国建筑金属结构协会发起,中国建筑金属结构协会与永康市人民政府共同主办、协会钢木门窗委员会和永康市钢门窗行业协会共同承办的“第一届中国(永康)国际门业博览会”成功举行,2011年又成功举办了第二届门博会。
自动门、提升门系列产品主要包括自动感应门(自动门)、电动伸缩门、车库门、工业门、电动卷门、电动栏杆机、飞机库门等。(图23)上述各种产品虽然都是门,但与前述的钢质门窗、木制门窗相比,有其自身的两个主要特点,其一它们都属于机电一体化产品,是靠电力完成启闭的;其二均不属于工民建中大批量使用的门,所以也有的行业管理机构或设计院将这类门统称为特种门。由于构成以上产品的主体材料中钢材都占据较大份额,故在中国建筑金属结构协会内将这类门划归钢木门窗委员会管理。
以上产品在中国的起步时间和市场容量各不相同,下面分类加以介绍。
20世纪40年代后期,美国超级市场开始使用自动门。1956年,日本开发出油压式、空气式自动门。上世纪60年代,欧洲自动门发展迅速,以荷兰、瑞典为代表在旋转自动门领域达到了国际领先水平。
中国使用自动门是在20世纪70年代后期,当时使用的自动门设备连门体都是进口的。最初自动门出现在中日友好合作项目如中日青年交流中心、中日友好医院、北京饭店等著名建筑物中。由于最初日本指定外援项目强调使用纳博克品牌,所以日本纳博克成为最早进入中国的自动门品牌。上世纪80年代后期,瑞典必盛、荷兰宝盾等旋转自动门品牌由香港通过代理商进入中国大陆,当时因价格昂贵,旋转自动门项目不过是凤毛麟角。
平移自动门
20世纪80年代,受进入中国的国际自动门品牌的影响,中国有志之士包括一些军工企业开始学习外国技术研制自动门,宁波欧菱自动门厂、山西榆次自动门厂、沈阳黎明飞机厂、山东招远等也陆续生产出自动门产品,虽产出数量不大但却获利丰厚。随着国外品牌质量方面的竞争加剧和时间的推移,后三个自动门厂相继停业或破产,只剩下1984年成立的宁波欧菱自动厂坚持下来,现改名为宁波欧尼克自动门有限公司。这家公司成为中国成立最早、至今唯一尚存且独秀一枝的民族品牌。
目前,自动门国产品牌层出不穷。从二十年前几乎全部引进到至今全国多地区自主生产,形成国产与进口品牌“百家争鸣”的格局;受市场竞争客观规律的影响,自2003年以来,自动门市场价格一路走低,形成了目前独具特色的中国自动门市场和自动门行业。截止到2010年底,共有70多个品牌活跃在中国市场,1000多家企业从事自动门的制造、销售和安装,年安装量约为11万台,其中旋转自动门在5000台以上,而直径3.6米以上的两翼旋转自动门约3000台,自动门全部年产值约20亿元人民币。自动门是耐用电器产品,平均寿命都在5年以上,目前,中国境内使用中的各种规格的自动门约60多万台,其中两翼旋转自动门约20000台,中国市场的大型旋转自动门年安装量几乎为国际市场总和的3倍,有些国内知名产品牌已出口到国外。
电动伸缩门属于围墙大门的范畴,现在在中国街头路边随处可见,其功能与欧洲大量使用的围墙平移门类似,但由于门体采用了伸缩启闭方式,故运行轻快,闭合后占用门侧空间小,花型多样。
旋转自动门
此种产品在中国市场上起步于1992年,当时由河南昌威机械设备有限公司率先结合广东地区的一款门体结构研制出了实用化的伸缩门产品,并迅速为市场所接受。推广初期的几年里,全国都处于供不应求的状态,逐步取代此前使用的平开门和平移门,发展成为围墙大门的主流门型。大的发展阶段可分作两个:第一阶段是1993年到2000年,这个阶段绝大部分品种都是不锈钢弯管,价位高,品种单一。第二阶段从2001年开始,虽然基本的结构原理没有大的变化,但从材质、组合方式和产品花样都发生了巨大的改变,价格逐渐快速下降。以2010年为例,伸缩门每延米的平均价位降到了1996年时的1/3左右。
电动伸缩门是为数不多的在中国诞生,由中国企业制做,在中国境内大量使用的机电类民用产品。近年来,部分企业的产品开始出口到东南亚和中东等地的一些国家。2010年全国市场总量大约为20万樘,每樘门平均按10延米计算,年市场总容量约200万延米,销售额累计约30亿元。
伸缩门
上滑道车库门诞生在美国,在美国大约已有110年的历史。国内二十世纪九十年代初开始陆续从美国、加拿大、德国等地少量引进上滑道车库门,用在少数高端场所,价位非常高,一樘标准的单车位车库门一般可达15000~20000元。
20世纪90年代中期,沈阳宝通门业有限公司等少数企业率先开始自制带保温层的车库门门板,河南许继集团昌威公司与澳大利亚合作开发施普雷特品牌的开门机,但由于关键设备和技术不到位,当时的产品质量,特别是门板质量与国外产品差距很大。其后从2000年开始,国内华东、东北、河南、云南等地的几家企业先后通过到国外考察、学习并引进相关技术和设备,使车库门的三大部分,即开门机、五金件、门板的质量不断提高,与国外产品的差距逐步缩小。
上滑道车库门(现在的主流产品,还有整板上翻的、卷帘的折叠平移的等)
目前国内产品的档次已经拉开,靠前的几家企业生产的车库门的整体水平与国外发达国家的水平已非常接近。截止2010年底,从事制造和安装型的车库门企业有据可查的有322家,上滑道车库门年安装总量约为130万樘。其中70%为电动式,30%为手动式。
工业门(快速启闭软门)
工业门,有加强筋,可在较宽的地方使用
工业门范畴很广,从运行方式上分,常见的就有:工业提升门、工业快速门、厂房推拉门、侧转门等。本报告主要指工业滑升门和工业平移门两大类。此类产品起步于2001年,在此之前,工业厂房大多采用平开式大铁门。随着外资企业的带动和国内企业的进步,近几年来工业门的发展很快,大多新兴工业建筑上开始淘汰过去老式的平开门,转而安装新型工业门。
滑升工业门(与车库门相似,大一号,要求不一样
小上滑道车库门的平衡系统,大多是扭簧的
国外品牌的工业门较车库门进入中国的时间要晚5年左右,最早主要是阔福、霍曼等欧洲高端品牌,至2002年之后,一些国内做车库门较早、有较强生产能力的企业开始进入这个领域。目前由于这个领域广阔的发展前景,国内有更多的企业正在加大基础投入,提升产品质量和产能。截止2010年底,有能力生产安装工业门的企业约有60家,工业滑升门年安装总量约为10万樘。
新型卷门分为彩钢整板卷门(俗称澳式卷门)和双层帘片式卷门(俗称欧式卷门)两大类。
彩钢整板卷门起步于2001年,由苏州恒富威门业有限公司率先从澳洲引进卷门生产线,开始生产并建立全国性的经销网络。欧式卷门起步于2002年,北方地区由大连舒心门业有限公司率先引进欧洲生产线开始生产带填充发泡料的欧式卷门,南方地区由湖南湘联公司率先生产。由于技术含量不是很高,所以国外品牌进入的很少,只有少量卷门机采用进口品牌。
经过低价劣质产品的侵害,目前用户正在觉醒,质量可靠价格适中的产品正受到市场的青睐。2010年底,澳式卷门、欧式卷门合计的市场容量约为200万樘,销售额约30亿元。生产企业和安装公司多而分散,总计有300家以上。卷门机方面,漳州市60多个厂家的产量占全国此类产品总产量的70%左右,成为主要的生产基地。
侧向钢质防火卷帘门
无机布基防火卷帘门
按使用场合分为两大类:公路收费站用栏杆机和车辆出入口用栏杆机。此种产品国内最早于1993年在深圳诞生,其后逐步在河南许继昌威公司、华东、广东等地铺开。
市场上首先推开的是小区、停车场等场所车辆出入口使用的栏杆。此类产品最先成功的国内厂家是深圳捷顺公司,随后江西、华东、北京的企业陆续进入。
卷帘门窗
大约1998年前后,随着国内交通业的快速发展,用于高速公路和高档级公路收费站、启闭速度更快的栏杆机开始高速成长,在这类产品领域,进入中国的最成功的国外栏杆机品牌当属德国的“magnetic”,大约 2~3年之后的2002年开始,国内位于深圳、河南、河北、上海等地的其他若干厂家逐步发展起来,逐步形成了国、内外品牌共存的局面。经过5、6年的激烈竞争,到2009年后,市场逐步趋于理性状态,目前公路收费站用栏杆机基本由国内品牌——Highfulway和德国品牌——Magnetic两家主导。
电动栏杆机
工业门,整板的,门扇四周有专门的包边,有平开、推拉、折叠平移、整体上移、分段上移多种开启形式。
车辆出入口栏杆机的生产企业大多是生产伸缩门或伸缩门开门机的企业,大大小小有上百家,2010年产量合计有15万台,比较大的品牌有百胜、红门、威捷、九竹、先锋、华捷盛、捷顺等。公路收费站用的栏杆机,每年市场容量约为1.2万台,销售额2亿元。
在所有门类产品中飞机库门属于行业集中度非常高的领域。据调查,在全国2010年十五个机场的机库门项目中,大约80%的合同集中在沈阳宝通公司,另有20%的合同由其他2、3家企业分享。目前有能力制作安装机库门项目的企业有8家左右,其中有较强实力的1家,具备一定实力的2家。
在钢门窗、木门窗行业有许多功能很特殊、专业化程度很高的产品。这些产品有些已成为钢木门窗行业的子行业,有些还未达到子行业的程度,但也已形成独立的销售体系。
如沈阳奥文门窗有限公司生产的工业门。过去我国大多数工业门都是采用焊接的方法,用热轧角钢做骨架,表面铺钢板的平开门、推拉门。彩板复合钢板问世后,有许多企业用彩板复合板制作工业门。方法是用整块的彩板复合板做门扇,一般是直接在彩板复合板的四边包一圈铝型材,如果觉得强度太低则在复合板门扇内加一些钢管。这样的产品制作很简单,也较美观,但其强度都有些偏弱,特别是门扇尺寸较大时,起加强作用的钢管用法用户看不见,质量一直不太稳定。沈阳奥文门窗有限公司过去生产过空腹钢窗、彩板门窗,了解钢门窗型材的轧制技术的发展状况。该公司订制
了专门的轧制设备,推出了一套有密闭胶条结构的,厚度达到1.5mm的钢质彩板复合门的包边型材,并设计了专用的合页、吊轮、插销等五金配件。使用这套系统制作的彩板复合门强度提高很多,密闭性能也有了明显改善,质量很稳定,在工业门市场上很受欢迎。该公司在成功试制手动平开门、推拉门的基础上,还设计了电动门,还开发了折叠平开、整体提升、分整提升等多种工业门。许多工业门制造企业从该公司购买成套的五金件、包边型材、控制系统,在当地购买彩板复合钢板,组装新型的彩板工业门,都取得了很好的经济效益。产品的性能提高了,用户满意,愿意多花钱。这是钢门窗行业转变发展方式很好的实例。