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建筑幕墙门窗工业化生产探讨

来源:2014年会论文集  作者:杜继予  日期:2013-12-20
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  提要:本文简要的对我国建筑幕墙门窗产业工业化的现状,工业化发展进程中存在的主要障碍和问题进行了分析。以走新型工业化道路为方向,从完善标准体系、促进产品系统集成化设计、发展具有自主知识产权和具有高性能的建筑幕墙门窗系统产品、研究和开发先进的加工工艺和安装工法、以信息化促进产业发展等方面入手来提高工业化水平,并以近年来的实践检验对我国建筑幕墙门窗工业化模式进行了探讨。   关键词:建筑幕墙门窗,工业化

  本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  1建筑幕墙门窗工业化现状

  1.1 建筑幕墙产业及特点

  在我国相关的标准定义中,建筑幕墙、门窗是建筑用的工业产品。产品的生产过程包括产品设计、加工制造、施工安装等多个环节,涉及到建设投资、建筑设计、产品生产、施工安装、材料供应等多个单位和部门。产业包含的产品及原材料种类繁多,工业化的进程受到的影响和制约条件较多。

  1.2 我国建筑幕墙门窗产业工业化现状

  我国是世界建筑幕墙门窗的生产大国,产业工业化的进程目前尚处于初级的发展阶段,其主要表现有以下几方面。

  1.幕墙门窗产品加工基本实现机械化加工,但不同企业的差距较大。国内大型幕墙门窗公司基本具有大型工厂和现代化的机械设备,能完成各种复杂幕墙门窗的加工和安装。但在行业内,仍然存在大量的手工作坊式的工厂,加工能力较差。

  2.幕墙门窗应用的产品种类和构造形式多,每家铝型材生产企业或幕墙门窗企业,均可拥有许多不同的系列产品,拥有10万套以上挤压模具的厂家不在少数。但在这些众多的产品中,具有优良性能、标准化程度高且被广泛认可和应用的产品不多。

  3.在现有的各类产品中,产品集成化、模数化程度低,产品间的互换性和通用性少。在建筑设计中,对产品的选用随意性大,造成所选产品性能不满足实际需要,品种规格不符合模数要求,阻碍了工业化水平的提高。

  4.由于产品标准化、模数化和集成化水平低,造成产品加工工艺和安装工法不规范,变化多,操作人员不稳定,素质难以提高,导致产品质量水平不高,生产效率较低。

  5. 幕墙门窗产品是建筑用的工业产品,它的生产过程链接多且长,从建设项目的规划、投资、设计开始,到幕墙门窗系统的选择、设计、加工和安装,直至建设项目的竣工交付使用,需经历超过十几个以上的环节,历时数年时间才可完成,其中尚有大量的信息需沟通和处理。目前我国尚未能有效采用现代信息管理手段和沟通渠道来应对和处理这些问题,较为有效的信息沟通基本限于设计层面的一维链接,而对于生产过程中涉及到大量的进度、质量、成本等多维信息管理和控制等仍然近乎处于空白状态。在产品和工程施工过程中,基本上都是各个单位各自为战,相互间信息不通,造成了工期延误,质量差、效率低等现象,阻碍了幕墙门窗产业工业化水平的提高和发展。

  1.3 国外同类产业工业化现状

  国外建筑幕墙门窗产业具有较高的工业化水平,主要表现有以下几个方面的特点。

  1.幕墙门窗加工设备先进,种类齐全是国外幕墙门窗在机械化加工的主要优势。在施工方面,依靠各类施工机具和辅助设备达到施工机械化,保证施工质量和工作效率。

  2.产品质量好,性能优良,构造可靠,品种稳定,标准化程度高。如具有60多年历史的丹麦维卢克斯屋顶窗,其产品品种较为单一,规格尺寸一直不超过5个,从而可不断地细

  化、深化产品的设计、加工工艺及安装水平,确保产品的高性能、高质量和高效率。

  3.建筑采用集成化、模数化产品进行设计。如单元式幕墙的应用,建筑门窗在商场上的销售,都体现了幕墙门窗产品的集成化和模数化水平。

  4.工程建造管理水平高,手段先进,软实力强。在工程的设计和管理过程中正逐步推行建筑信息模型(BIM)技术数字化工具的应用,有效的保证设计的准确性、促进信息交流的效能、提高工程管理的经济效益。

  2建筑幕墙门窗工业化进程中存在的障碍

  建筑幕墙门窗工业化具有极其重要的作用,它将有力的促进现有低技术水平的劳动集密

  型传统工业模式向技术密集的高新技术型产业发展,增强行业可持续发展的能力;加快产品更新换代,提高产品和工程质量;降低管理成本,提高经济效益好;减少资源消耗,实现绿色建筑(词条“绿色建筑”由行业大百科提供);发挥好各方面人力资源优势等。但由于我们对工业化的重要性和如何提高工业化水平的认知程度地,使得建筑幕墙门窗产业在工业化进程中存在不少的障碍。首先是对工业化内涵理解不透,对实现工业化的必要性重视不足,从而造成建筑标准化设计体系的欠缺;建筑设计过程中标准化、模数化意识低,执行力差;具有性能高、质量好,且模数化、集成化水平高,并经济实惠和认可程度高的幕墙门窗产品少;人员素质和企业管理水平满足不了工业化的要求。

  3实现建筑幕墙门窗工业化的道路

  坚持走新型工业化道路是建筑幕墙门窗工业化的必经之路。我们可以从以下几方面入手,使得“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥”这一新型工业化道路的基本内涵、标志和落脚点,能在建筑幕墙门窗产业的工业化进程中得以实现。

  1.加快和完善建筑设计、产品生产和施工、材料和配套件等环节的标准体系,是实现幕墙门窗工业化的基础和保证。

  由于建筑设计在引导建筑幕墙门窗产品的标准化、模数化,推动工业化进程具有重要的“龙头”地位,因而制定规范建筑设计沿着标准化、模数化发展的标准非常重要。特别是对影响建筑设计标准化、模数发展的标准,应考虑采取强制实施的方法。

  我国建筑幕墙门窗及相关材料产品的标准体系,经过二十年的努力已基本建立,为确保我国建筑幕墙门窗技术和质量的发展提供了坚实的保障。但在促进产品设计和生产标准化、模数化,从而达到工业化的目标尚存在较大的差距。目前涉及到建筑模数的相关标准仅有GB/T50002-2013《建筑模数协调统一标准》;GB/T50006-2010《厂房建筑模数协调标准》;GB/T5824-2010《建筑门窗洞口尺寸系列》,而且均为推荐性标准,远远满足不了工业化发展的需要。

  2.促进产品系统集成化设计,推广适合工业化生产的预制(词条“预制”由行业大百科提供)和装配技术,提高建筑幕墙门窗产品集成化水平。

  (1)推广单元幕墙的应用

  单元幕墙板(词条“墙板”由行业大百科提供)块采用预制和装配方式在工厂进行流水线作业加工,产品运输和现场安装机械化程度高,可大量的缩短施工现场安装时间,产品质量高,是建筑幕墙实施工业化的主导产品。

  (2)开展单元外窗的研发

  单元外窗的概念是类似于单元幕墙的一种集成外窗产品,产品通过工厂内的加工和整窗的装配,在施工现场借助预埋的附框进行整体安装。单元外窗可有效提高产品加工和安装的机械化程度,同时可避免产品在施工过程中由于其它工序对其产生的损坏,提高产品质量,是外窗工业化发展的方向。

  (3)提高部件、附件的通用性和可置换性

  对于不同的建筑幕墙系统、门窗系统,针对其具有共性的构件连接件五金件进行通用性和可置换性的标准化设计,达到提高效率、降低成本的目的。如单元幕墙的安装连接件、门窗的预埋附框、通用五金配件等。

  (4)倚重不同的新型建筑材料,开发适合我国建筑工业化的新型建筑集成外围护墙体。集成外围护墙体可将新型建筑材料与支撑连接件构建组成一体,形成外墙装饰构件或外围护墙体。

  3.根据我国不同的区域和气候特征、不同建筑设计和使用要求,发展具有自主知识产权、具有高性能的建筑幕墙、门窗系统产品,并将其标准化、模数化、集成化,作为推进我国建筑幕墙门窗工业化的拳头产品进行重点的技术推广和市场运作,使之成为行业认可、符合我国国情、具有真实高科技内涵的系统幕墙和系统门窗。系统产品的研发可从以下几方面开展:

  (1)适合我国不同地域和气候差异的多层次性能的幕墙门窗系统产品;

  (2)具有良好节能性能,包括隔热遮阳(词条“遮阳”由行业大百科提供)保温、通风的建筑幕墙门窗系统产品;

  (3)适合标准化、模数化、集成化工业化发展方向,具有良好加工工艺和安装工法的建筑幕墙门窗系统产品;

  (4)使用方便、视觉美观、维修简单、久经耐用、安全可靠的高质量门窗产品;

  (5)高性价比和实用性强的产品。

  在我国“十一五”期间,作为国家科技支撑计划重点项目“环境友好型建筑材料与产品研究开发”的成果,北方用铝合金平开窗传热系数K= 1.6w/m2K;南方用窗(阶梯双腔三道

  密封)防水(词条“防水”由行业大百科提供)性能p≥ 1.5kPa、传热系数K= 2.3w/m2K,在采用玻璃中空百叶条件下,遮阳系数(词条“遮阳系数”由行业大百科提供)(SC)在0.15到0.6连续可调,其性能已达到国际先进水平,值得推广应用。

  4.研究和开发先进的加工工艺和安装工法,提高产品自动化、机械化的加工和安装程度,确保产品和工程质量。建筑外窗预埋框技术,可有效治理外窗与与建筑洞口间的雨水渗漏难题,保护产品表面质量,为提高产品的集成化安装提供保障。预埋框技术还可与建筑合金模板等施工技术结合,通过精准的定位,将预埋框一次到位埋设于洞口中,既可节省人力、减少施工程序,又可提高施工质量和工业化水平。

  预埋附框基本型式:

  

  

  

  

 

  (1)钢附框:安装简单,造价低,易锈蚀,产品保护差,防水性能低。(见图3)

  (2)铝合金附框:造价高,造型方便,耐腐蚀,适用性强,安装简易,产品保护好,防水性能高。(见图4)

  (3)钢铝复合附框:同时具有钢附框和铝附框的特点,但施工较复杂。(见图5)

  对于不同的地区,可采用不同形式和功能的预埋附框。

  5.信息化

  建筑幕墙门窗工业化离不开产业信息化的带动,同时通过工业化水平的提升进一步促进信息化的发展,这是新型工业化的必经之路。BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,在我国正处于发展的初级阶段。建筑幕墙门窗企业应抓住时机,培养人才,做好准备,迎接建筑行业信息化时代的到来,并从两方面来推进BIM技术在建筑幕墙门窗行业中的应用。

  (1)建筑幕墙门窗设计对于BIM技术的应用和参与具有较好的技术基础。在工程设计中,可根据国家的相关标准和规范,逐步建立各种设计平台、产品参数模型以及各种项目相关信息的数据库,形成内外网络信息交换接口,使得设计部门能在各个阶段及时了解工程对设计的要求,同时将设计成果畅通无阻的引导工程运行。

  (2)在项目运行和安装管理中,根据各企业的特点和管理模式,建立相应的信息网络管理系统和人机对话接口,如人、财、物、质量、安全、进度等,使企业各级、各工种人员在项目运行和安装管理过程中有协同工作的基础平台,对各种信息能进行共享和传递,并及时作出正确理解和高效应对,为提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

  4.工业化的可行性和模式

  1.我国建筑幕墙门窗行业经过30年的发展,工业化的水平虽然处于初级的阶段,存在许多不足之处,但已具有相当的基础和实力,只要我们提高对工业化重要性的认识,提高和强化标准的执行力度,研发和推广各种新型高性能产品和施工工法,全面提升我国的建筑幕墙门窗行业工业化是完全可行性的。

  2.建筑幕墙门窗工业化的模式,可以在大型房地产企业、建筑幕墙门窗施工企业中通过不断的实践和探索,率先得以逐步的实现。作为地产公司,可从以下几个方面和步骤来规划和引领企业幕墙门窗产品的工业化模式和进程。

  (1)按照企业发展方向,制定企业工业化的战略目标和相关策略,规划和研发适合市场需要,并能符合公司形象的配套建筑幕墙门窗产品,从产品性能、加工制作工艺、安装施工工法等进行标准化、模数化、集成化设计,形成技术指引,为幕墙门窗工业化在企业的实现奠定技术基础;

  (2)在企业内部建立一套从项目立项开始到建筑设计和工程施工的全过程管理体系、质量控制和成本预核算队伍,保证自身产品能在企业项目中得到应用,并通过严格控制和监管使产品和施工达到高质、低耗的效果,同时有效增加企业管理透明度,减少不必要的内耗,除去灰色地带,提高企业管理效益,为实现企业工业化的管理目标提供保障;

  (3)筛选合格的材料供应商,形成稳固、质高、价廉、透明的材料供应链,达到材料品质和成本持续可控,为实现企业工业化提供充足的物质条件。

  (4)筛选和培育合格的施工企业,形成分布合理的产业化加工基地,促其采用并形成一套适合本企业产品加工和安装需要的,具有先进水平的设备、工装固定的加工工艺和施工工法, 确保产品和工程质量,保证工业化进程在企业内可持续发展。

  对于大型建筑幕墙门窗企业,可从以下几个方面进行工业化的思考:

  (1)在精选和提升企业内现有产品性能的过程中,对产品进行标准化、模数化、集成化整合;

  (2)确保先进和相对稳定产品加工工艺和安装工法,以及操作人员工作岗位的稳定性;

  (3)培养和储备一支能满足高新技术和信息化产业要求的技术和管理队伍。

  参考文献

  [1]任保平,中国21世纪的新型工业化道路,中国经济出版社,2005年11月,ISBN:750177070

  [2] 孫璟璐,《标准驱动让BIM实现“车同轨书同文”—访中国建筑标准设计研究院建筑产品应用技术研究所副所长罗文斌》,中国建设信息,2013年,第2期

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专家介绍

 杜继予

铝门窗幕墙委员会专家组

工作单位:深圳市新山幕墙技术咨询有限公司

技术职称:教授级高工

专业:本人自一九八五年起专门从事建筑幕墙、铝质门窗的专项设计,加工制作,施工管理及专业技术和管理工作的咨询顾问。 其他社会职务 建设部幕墙门窗标准化技术委员会专家组副组长等

专长:建筑幕墙、铝质门窗的技术开发,设计、咨询顾问及施工管理。

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2013-12-20/35984-1.htm
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