高性能节能钢门窗生产可行性研究报告

1、高性能节能钢门窗可行性研究报告一、 项目概述1、项目提出背景、意义及必要性我国国民经济在改革开放三十年来，每年的平均增速都在8%以上，在此基础上，也带动了建筑市场的快速发展，表现尤为突出的房地产业取得了长足的进展。 我国是发展中国家，与发达国家相比，我国建筑物耗能的比例上升到27，门窗是建筑物节约能源的一个重要也是较为薄弱的环节，而我们对建筑节能的认识和研究比较晚，因此，目前的技术水平还只处于一个初级阶段，建筑能耗依然很高，尤其是与发达国家相比，还存在很大的差距。但随着国民经济的不断增长与生活水平的不断提高，我国对建筑节能的需求和认识也在逐步提高，已从无认识、无法规阶段逐步进入了高度重视与分步

2、明确实施的法规化阶段。在我国众多的城市建筑中，97%以上是高耗能建筑。如果以此推算，预计到2020年，全国高耗能建筑面积将达700亿平方米。目前在我国400多亿平方米既有建筑中，90%以上属于高耗能建筑。而在高能耗建筑中，门窗能耗就占了近一半。建筑节能的关键是门窗节能，因此，如果现在不注重建筑节能设计，将直接加剧我国能源危机。为推动全社会节能，缓解能源约束的矛盾和环境压力，国家发改委发布了节能中长期专项规划。这是改革开放以来，我国制定的第一个节能中长期规划。2011年以来，受国家出台的建筑节能政策影响，节能环保型门窗的使用比例正在逐步提高，这是我国能源形势的客观要求，也是市场发展的必然趋势。建

3、筑节能已经成为国际上的一个公认的重要课题，在工业发达国家早已被引起了充分的认识，各国就建筑节能法规、措施、技术开发、制品研究等方面均给予了高度的重视，建筑节能已经成为衡量一个国家经济技术水平与环保水平高低的重要标志之一。 建筑门窗节能是建筑节能的重要环节，有关资料研究表明，采用普通的建筑门窗时，通过窗户传热而产生的热损耗约占所有热损耗的40以上，提高窗户的保温性和气密性，是提高门窗节能乃至建筑节能的关键。建筑门窗已不再只有遮风、挡雨、透光的功能，它在国民经济发展中及人们，生活工作中的作用，已经被提出了更新更高的要求。在发达国家节能门窗应用率占门窗市场的50以上，在欧洲已达到60以上，节能门窗在

4、我国已得到极大的重视和广泛推广应用， 同时也应看到，我国节能门窗的应用率比发达国家还相差很远，节能门窗的市场还拥有着巨大的市场潜力。“十一五”期间，建设部明确要求新建的建筑物全面实行节能50% 的设计标准，在北京等4个直辖市以及北方严寒地区的重点城市试行节能65的国家标准。作为新型建筑节能门窗一一热断桥高性能节能钢门窗，正以其独特的优异品质应运而生并迅速发展起来。在建筑节能政策的推动下，铝合金节能门窗、玻璃钢节能门窗、铝塑复合节能门窗等一大批新型环保节能产品不断涌现、新品迭出。据不完全统计，目前各地建筑节能型门窗的市场占有率提高较快，已占到整个门窗市场的50%。因此，开发和生产高性能节能钢门窗

5、是非常必要的。我们根据中国钢结构协会钢门窗委员会的要求，进行了一系列的工作，先后与#门窗研究所、#大学等有关科研院校进行接触和交流，通过了建设部科技司组织的专家组审查，并且给予了肯定的结论，为了稳妥，我们又通过近几年的时间，反复推敲论证再定型等工作。现在我们认为；无论从材料方面、冷弯技术方面、设备方面，下游门窗厂家的接产方面都已具备了成熟了条件。原料、技术、设备都可用现有的技术和条件得以保证。2、攻关目标和内容由我公司开发的高性能节能钢门窗是以不锈钢板和镀铝锌钢板为基材，主要基本型材壁厚1.2mm或1.5mm，辅助型材壁厚为0.8或1.0mm，在轧机上成型后，用保护焊接合成型材。型材品种亦可有

6、多种组合。生产工艺与彩板钢门窗不同之处主要表现在框、扇型材，采用热隔断的方法组装而成，并设有两道密封，可安装各类功能玻璃和中空玻璃，门窗组装成型后可以达到节能、防爆、防弹、防火的功效。目前国内彩板门窗制造厂家均能加工制作。1、 窗与窗组合时，在两樘窗拼缝处，贴硅双面胶条或橡胶石棉条（厚度34mm）填充。2、 采用本方案时，需增加端面铣磨设备和组装设备，组装成型的门窗产品进行门窗表面涂装工艺，即可出厂安装。3、 可省去组角插件及工装设备。4、 高性能钢断桥窗制作需增加下列工艺装备：A、 焊接设备以及焊接处打磨光洁工具设备。B、 型材定位设备、校直机等。C、 表面清洗和涂装设备。门窗五金 ： 1、

7、铰链可用平页铰链和滑撑铰链，平页铰链、滑撑铰链可选用标准产品。2、采用平页铰链时需配装风撑及执手，采用标准型滑撑铰链时，需配装拉手和关闭执手。3、项目形成成果、知识产权及完成时间形成成果：项目完成后，达到年产10000吨高性能节能钢门窗的产业化规模，申请省级科技成果鉴定。知识产权：与#大学合作，形成拥有自主知识产权的先进研究成果，申报国家实用新型专利。完成时间：2014年12月。二、项目立项的必要性及市场需求分析1、项目技术攻关的必要性 在市场竞争中没有创新的企业，最终将会被市场所淘汰，牢固树立生产一代，储备一代，研制一代，是企业创新和发展、不断壮大的动力，在原有产品的基础上，开拓思路，创新品

8、牌。采用目前先进的不锈钢复合板和镀铝锌精轧板材，使热断桥新型钢门窗在防腐性能方面有较大的提高。在型材端面设计上采用较大尺寸，以适应落地窗、超高、越长窗型设计要求，使窗型庄重美观，线条流畅，视野开阔。同时在增加相应的条件后，还应具备防火、防盗、防弹等功效。由于新的设计思路赋予热断桥新型钢门窗将以崭新的姿态重新展现在我们面前，使我们有信心突破传统的生产方式，以其精王细作的制作工艺和高品质、高性能、高价位、高利润的市场定位，将成为热断桥高性能钢门窗的追求目标。与其它原材料相比，不锈钢复合板和镀铝锌钢板产品相对来讲资源广泛、能耗小。目前我国对于精细的冷弯加工技术也决非以往的技术水平可比，所以说在加工方

9、面都会提供强有力的技术保障。低耗的材料来源和创新的技术，将会使经济增长方式发生转变，高产值必将有高利润的日报。所以我公司认为钢门窗制造业设计出适应当前市场需求的新型门窗型材，是走出低谷的一条捷径。新型门窗型材将具备防火、防盗、防弹、大尺寸、大跨度的功能，从设计、生产到使用新型钢门窗都要满足以上设计要求。鉴于上述设想我公司采用厂院携手、厂校合作等方法与中国建筑金属钢门窗委员会、#研究所、#大学共同研制开发出热断桥新型钢门窗系列产品。该产品不但在防火、节能、防盗、防弹、强度方面具有无可比拟的优点，在钢门窗上设计二道以上封闭，有效地阻挡了灰尘和噪音没蚀，配备各类玻璃。比如，防弹玻璃、防火玻璃和高强中

10、空玻璃，使热断桥高性能节能钢门窗具备各种不同的功能。 其主要技术指标都将达到以下设计要求：1、抗风压性 3500 pa2、空气渗透性能 500pa4、保温性能 253Wm2K5、隔音性能 35db 本项目通过建设部科技司热断桥高性能门窗专家组论证，与会专家认为，在我国热断桥高性能节能钢门窗尚属空白。研究开发该项目符合我国国情，具有超前意识，在技术先进程度和市场适应方面有着非常广阔的前景，具有开发价值。2、项目的市场需求分析 建筑节能在工业发达国家早已被认识和重视，各国就建筑节能的相关法规和要求已相当完整，建筑节能已成为衡量一个国家经济技术水平和环境意识高低的一个主要标志之一。我国是发展中国家，

11、与西方发达国家相比，我国建筑物能耗还是相当高的，门窗是建筑物节约能源一个重要但也是一个相当薄弱的环节。建筑门窗已不再是遮风、挡雨、透光的功能，今后将会提出更高的要求。随着人民生活质量的提高，改善住房环境，美化居室已经成为人们的时尚需要。据国家权威部门统计资料表明，我国城市新居的装饰率已达80%以上，并且在快速的向小城镇和广大的农村地区扩散。亿万个家庭的装饰已经迅速崛起，机关、企业、商店、宾馆的装饰方兴未艾。高性能节能钢门窗项目的市场前景十分广阔，市场需求也将是十分巨大的，具有极强的市场竞争力。三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础1、国内外技术现状、专利等知识产权情况分析和国内

12、现有的工作基础国际门窗材料在钢制门窗材料的制造和应用已非常广泛。它们已克服了外型粗糙，组角不平等缺陷。有系统的资料可以充分说明这一点。目前国际上以美国、英国为代表的一些发达国家仍在推广使用实腹钢窗，主要理由是钢门窗具有独特窄幅边框的美感、强度高、防火能力强、抗风压性好、透光面积大、防火性能好、使用周期长、应用范围广、安装维护方便、成本低、有利于设计防火和安全窗，不易变形等优点。以德国、意大利、瑞士等为代表的 国家使用冷轧板制作钢门窗，许多企业生产的钢门窗具有热断桥结构造，比如瑞士的ForSter、L、T、D(福斯特公司)JanSen L、T、D(严实公司)的产品在北纬60度以北使用都获得了满意

13、的效果。其中瑞士严实公司的产品设计水平较高，该公司在欧美都有自己的销售网络，并在我国也设立了销售机构。钢门窗进入我国已有近百年的历史，但大批量生产是近30年的时间。在上个世纪70年代大批量生产、大面积的采用，市场占有率在70以上。随着市场的变化，节约能源的要求和人居环境的考虑，国家四部委于1999年发文禁止使用25、35空实腹钢窗，而80年代引进的彩板窗和后来出现的不锈钢门窗因当时的诸多原因，市场占有率仅占1左右，并没有出现当初许多人所期待的快速发展的局面。从上个世纪80年代引进的意大利彩板门窗技术，也不能满足国家对建筑门窗的节能要求，一种新型的带热断桥高性能的钢门窗研制工作已迫在眉睫。在国际

14、上，先进国家则采用镀锌钢板和不锈钢板制作的节能、防火、防弹等多功能的门窗，经过百年来的不断提高，得到了人们普遍的认可。比如我国在上世纪80年代引进的意大利塞克公司的彩板门窗型材以及目前仍在欧洲有着广泛市场的瑞士严实公司的钢框架门窗幕墙系统和钢框架防火门窗幕墙系统、福斯特钢制型材系统、意大利塞克宽幅景观门窗系统等诸多品种已覆盖整个欧美地区。为此我们认为引进和消化国外先进的门窗材料及先进工艺具有独特的风格和不可替代的优势。2 国内外技术发展趋势铝合金窗和热断桥节能铝合金窗，目前在我国应用的较为广泛，尤其是在北方的一、二线城市、商业楼盘在构建中也多采用，以提升自身卖点。但铝合金的原材料现大部分依赖进

15、口，如此长期发展，必然受到国外市场操控，而且由于电解铝在生产过程中将消耗大量的电能和产生大量的工业废弃物。可以说是既不节能也不环保，如有非常好的替代产品，将会给今后的门窗业发展开创了一个新的局面。下面我们把门窗常用材料的有关分析数据如下：附表一：常用门窗材料特性比较：材料阻热性刚性耐火性耐腐蚀性断面线型难易度木材优良差差难PVC塑料优差差优易钢材差优优差难铝合金差良良优易材料组线刚性框架难易度外观效果材料密度（kg/）传热系数kw/.k木材易差5007000.140.35PVC塑料难良14000.100.25钢材易差785058.2铝合金较难优2700174.4附表二：常用门窗材料的导热系数

16、kw/.k门窗材料钢材铝合金PVCPA松木玻璃钢导热系数58.02030.160.230.170.52通过以上数据，我们可以看出，木材和PVC塑料在承载力和钢材相比差距较大，可以看出钢材的刚度和防火性能上，有着非常明显的优势。根据目前热断桥铝合金型材从原来的铝型材门窗材料的成功转型，使它的优点得到了充分的发挥，通过设计将PA材料使用在隔热断桥的结构上，大大降低了它的热传导性。这一成功经验，我们认为，移置在高性能节能钢门窗材料的设计和生产上，是个非常好的范例。四、项目计划目标及主要研究内容1、主要目标 衡量建筑门窗是否节能应该主要考虑三个要素，即热量的流失（热量的交换）、热量的对流以及热量的传导

17、和辐射。在建筑维护结构总能当中，建筑门窗的能耗占其能耗的49%建筑门窗为建筑物保温性能最薄弱的地位，因此提高门窗的保温性能是保证建筑物能耗的主要途径，随着国家节能法规与建筑节能标准的出台，建筑节能门窗也引起了社会关注，又何为节能门窗呢？它是一个系统的完美组合，各环节性能的综合结果，缺一不可，衡量建筑门窗是否节能应该主要考虑三个要素，即热量的流失（热量的交换）、热量的对流以及热量的传导和辐射。1.对流是通过门窗的间隙使用热冷空气的循环流动，通过气体对流使得热量交换，导致热量流失；2.热传导则是由门窗使用的材料本身分子运动而进行的热量传递，通过材料本身的一个面传递到另一个面，导致热流失；3.辐射主

18、要是以射线形式直接传递，导致能耗损失。以三个要素来看，节能门窗我们要注意以下几个方面： 一、型材的设计与选择首先选择不同材料的型材它们的性能不同，主要是热传导系数不同决定了门窗的能耗，当你选择一种材料时，对型材截面的设计又非常的重要。二、玻璃的选择 建筑门窗使用玻璃，在我国技术较为成熟，可根据各地区不同的节能指标，选择不同性能的玻璃来满足节能的要求。我们知道，能源的损耗主要是由对流、传导、和辐射三方面的因素。而玻璃主要是热辐射损耗能量，所以我们在选择建筑门窗玻璃时，要保证整体建筑的节能，就得合理的选择玻璃 ，应对各地不同建筑的需求，选择相应传热系数和遮阳系数的玻璃。 三、配件 我们曾说过：“五

19、金配件是门窗的心脏，而不是配角”。五金配件在节能门窗里面所起的作用非同小可，不但与门窗的气密、水密以及抗风压息息相关，在安全等性能上也起着非常重要的作用。节能门窗五金配件应考虑到以下几个方面： 1.五金配件材质的选择选择材质好的五金配件是好品质节能门窗的基本保证。 2. 节能门窗五金配件的合理配置与设计节能门窗的五金配件配置上面，应选择锁闭良好的多点锁系统，保证门在受风压的作用下，扇、框变形同步，有效保证密封材料的合理配合，使密封胶条能随时保持在受压力的壮态下有良好的密封性能， 四、正确的组装前面几点是门窗组件的要求，但合理的选择组件很重要，而正确的把多种组件合理的组合成系统才是完善的节能门窗

20、，从衡量建筑门窗的三个要素看，节能门窗，仅仅采用好的型材或玻璃以及配件是不够的，良好的材料的完美组合，才是系统综合评价的要素。门窗下料工艺及设备主要下料设备有：下料锯台湾产，组装平台瑞士产，二保焊机、亚弧焊机、铸钉机瑞士产、磨光机等设备。工艺过程如下：确定尺寸、计算下料、修边角倒玻口、组框角、压料定位，点焊接定位、复检尺寸、焊接、磨光修角、补锌。组装完之后进行涂装。涂装工艺有以下几种：一、 普通喷化防腐处理二、 电泳涂装三、 喷塑涂装四、 粉末涂装五、 氟碳喷涂处理涂装后的保护漆膜要求达到2H铅笔硬度。产品的包装、入库可采用纸板包装，以适应长途运输，每件产品应检验后，输入电脑，条码控制管理，以

21、实现全程跟踪管理。2、研究与开发内容隔热断桥高性能节能钢门窗的突出优点是刚性好，超强硬度、防火性好，保温隔热性能极佳、高强度，采光面积大，耐大气腐蚀性，综合性能优秀，使用寿命长，装饰效果好，是高档建筑用窗、中档家居装修的首选产品。隔热断桥高性能节能钢门窗水密性、气密性良好，均达到了国家A1类窗标准，它的热传导系数K值为3W/m2K以下，比普通门窗热量散失减少一半，降低取暖费用30%左右，隔声量达29分贝以上，具有隔音、节能、防尘、防噪、防水等功能。高性能节能钢门窗型材在生产过程中，根据彩板型材的生产经验会产生每批产品外型尺寸误差这一个缺点的应对措施：一、扎轮模具定期检验，以产品样板为记住基准。

22、二、为保证每批主要型材产品的外形一致性，应采用单机、单品种生产，虽然设备投入大一些，但是保证质量的一个有力保证。以上是高性能节能钢门窗的一个生产模式，对于防火类型的门窗材料，可采用福斯特系列的型材对接形式，它的主要工装设备为大功率直流储能焊接设备，该产品已与生产厂家进行联系，该厂为本项设计提供设备保证。如果门窗组装厂家在接产的过程中因下料拼接有一定困难，可采取窗框的四边组装焊接，窗内的中挺和扇上、扇下挺用螺钉螺接处理，这种工艺需将挺料的两端进行形状铣削，并在挺内加装固定块，以备螺钉连接。该系列防弹窗和防火窗是在门窗型材的腔内加装钢板式注入耐火材料以取得相应的特殊要求的效果。 设计依据1、 GB

23、/T700碳素结构钢2、 GB/T1591碳素结构钢和低合金钢热轧薄钢板及钢带3、 GB/T7106建筑外窗抗风压性能分级及其检测方法4、 GB/T7107建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法5、 GB/T7108建筑外窗雨水渗透性能分级及其检验方法 6、 GB/T8484建筑外窗保温性能分级及其检验方法7、 GB/T8485建筑外窗空气声性能分级及其检测方法8、 JG/T11944中空玻璃9、 JG/T3045.2钢门窗粉末静电喷涂涂层技术条件10、 JG/T124建筑门窗五金件传动机构用执手11、 JG/T127建筑门窗五金件滑撑不同玻璃的传热系数玻璃类型玻璃结构（mm）传热系数w/(.k

24、)单层玻璃56.39双层中空玻璃5953.2651253.11三层中空玻璃595952.2251251252.08LOWE中空玻璃51251.71高性能节能钢门窗指标保温：K值最低1.5（通常2.1）W/k 测试标准：EN ISO 100771隔音：Rw45dB 测试标准：EN ISO 1403防盗：WK1WK3 测试标准：ENV 1627防弹：FB4 NS 测试标准：EN 1522水密性：Class 8AE1050 测试标准：EN 12208气密性：Class 34 测试标准：EN 12207抗风压：Class C4/B4 测试标准：EN 12210高性能节能钢门窗相关配件第一系列为目前国内

25、市场较为普遍应用的通用配件。第二系类为专用的JANSEN系列配件。以上所设计的型材系列开启部分具有二道密封，其中内外密封为防尘密封形式，密封部位在开启部分的框、扇部位见图，第二道密封为等压水密封也就是我们常讲的防水鸭舌密封，为使等压腔内不致产生负压，而使雨水内溢，在等压腔的上部应设计通气孔，并且在等压腔的下部设计排水口，使气流通畅，不产生负压。固定窗玻璃的密封条用双道密封，首先在框、扇料安装玻璃部分黏贴单面胶弹性发泡条，使玻璃不直接与型材接触，玻璃扎条也采用上述工艺，加装玻璃垫块安装玻璃安装玻璃压条打结构胶（外面）打耐候胶（内侧）打胶工艺可避免因胶条收缩而产生的内外漏边现象。3、项目的技术关键

26、，包括技术难点、创新点技术关键：该系列型材断面是以不锈钢板和镀铝锌钢板为基材，在轧机上成型后，用保护焊接合成型材。技术难点：1、基本型材均为闭口型材，扇框型材可相互组合，以减少型材品种，节约型材轧辊制造费用。2、框、扇基本型材和断热条上，设有镶嵌密闭条的凹槽，供安装密闭条用。框、扇构件加工后，组角处用气体保护焊或对焊，焊后打磨光洁。使用镀铝锌型材，需在焊接处进行喷锌处理，窗框与扇框成型后，表面清洗后进行喷塑、氟碳喷涂、静电粉末涂装。3、窗用玻璃为防火玻璃、防弹玻璃、热镜中空玻璃和中空玻璃，规格为4+18A+4、5+16A+5、8+12A+6、5+8A+热镜膜+8A+5等各类功能玻璃，用玻璃压条

27、和硅橡塑自粘嵌条固定，耐候胶密封。创新点:主要表现在框、扇型材，采用热隔断的方法组装而成，并设有两道密封，可安装各类功能玻璃和中空玻璃，以达到节能、防爆、防弹、防火的功效。五、技术、经济效益分析（含市场风险分析、推广应用前景及产业化可行性）1、技术经济效益分析（含经济效益、社会效益）该项目投产后，产品销售的税后利润可达两千元/吨以上，年生产能力为一万吨。年利润两千万元以上。（1）原料每吨5800元/吨（2）加工投入（水、电、人工）1100元/吨（3）每吨300元/吨（4）管理费用400元/吨（5）销售费用200元/吨（6）各种税费400元/吨（7）其他不可预计费1000元/吨（8）销售每吨11

28、50012000元/吨11500元-5800元-2000元-400元-1000元=2300元/吨该项目投产后，可创税收200万元/年，可新增就业岗位500个。#彩板制品有限公司为股份制民营企业，企业管理机制健全，各项技术指标和相关保障手段完善，可有力的保障高性能节能钢门窗项目的圆满完成，该项目投产将会在全国尤其是中国北方地区形成一个幅员广阔的供需市场，可以满足各种不同的需求。形成中国高性能节能钢门窗生产龙头企业，为填补我国在高性能节能钢窗方面的空白做出我们积极的贡献。2、 推广应用前景分析（产业化可行性）建筑节能在工业发达国家早已被认识和重视，各国就建筑节能的相关法规和要求已相当完整，建筑节能

29、已成为衡量一个国家经济技术水平和环境意识高低的一个主要标志之一。我国是发展中国家，与西方发达国家相比，我国建筑物能耗还是相当高的，门窗是建筑物节约能源一个重要但也是一个相当薄弱的环节。随着人民生活质量的提高，改善住房环境，美化居室已经成为人们的时尚需要。据国家权威部门统计资料表明，我国城市新居的装饰率已达80%以上，并且在快速的向小城镇和广大的农村地区扩散。亿万个家庭的装饰已经迅速崛起，机关、企业、商店、宾馆的装饰方兴未艾。高性能节能钢门窗项目的市场前景十分广阔，市场需求也将是十分巨大的，具有极强的市场竞争力。本公司现有场地、人员充足，已制订详细生产规划，可满足产业化需求，产学研的联合，从技术

30、方面保证了科研开发的可行性，同时产品质量有保证，产品有成本优势，市场推广成本较小。从原料、工艺、质量、销售的整个流程都可保证研发的成功及产业化的可行性。3 项目实施的风险分析（含市场风险、技术风险、管理风险等）市场风险：随着国家保障性住房建设的扩大以及我市新区建设的加速，项目产品在我省我市的需求就十分可观，全国市场更加广大稳定，市场方面风险很低。技术风险：与#研究所、#大学等有关科研院所进行合作和交流，技术方面可得到随时支持，项目可行性报告通过了建设部科技司组织的专家组审查，并且给予了肯定的结论，为了稳妥，我们又通过近几年的时间，反复推敲论证再定型等工作，该项目将产生的技术拥有自主知识产权，技术合理先进，风险较低。管理风险：本公司为本地实力性企业，有大量熟练工人、技术人员，成熟的管理技术。并为该项目特殊制定了详细的管理制度、权责体系、科研开发进度计划、工艺流程、质量体系，严格按照工艺要求，严把各个关口，力争项目管理风险降到最低。六、计划实施年限、经费预算及来源渠道1、年度计划2012.1-6月设备购进，安装调试2012.7-2013.6月开发试验、人员培训20