我國建筑節能玻璃發展前景及對策建議

李建梅

(蚌埠玻璃工業設計研究院,蚌埠 233018)

我國建筑節能玻璃發展前景及對策建議

李建梅

(蚌埠玻璃工業設計研究院,蚌埠 233018)

該文從節能玻璃的概念、特性、分類入手,從而引出對建筑節能玻璃的前景及展望。進而在此基礎上提出發展建筑節能玻璃的對策及建議。

節能玻璃; 發展動力; 對策建議

隨著玻璃技術的不斷發展,建筑玻璃不僅僅能夠滿足采光要求,還具有調節光線、隔熱保溫、藝術裝飾、安全措施等特性。隨著玻璃需求的不斷增長及玻璃的加工工藝新的突破,如今已研發出了夾層、鋼化、離子交換等新節能技術玻璃,使建筑玻璃的應用范圍越來越廣,用量迅速增加,成為僅次于水泥、鋼材的第三大建筑材料。

受國家建筑節能政策的影響,作為建筑節能的重要載體,節能建筑玻璃也因此受益。“十二五”期間國家須開工建設3 600萬套保障型住房,這些新興建筑要求使用節能建筑材料,節能建筑玻璃的用量也將大幅增加。未來隨著國家相關節能環保政策的頒布和有關節能標準的落實,會更加刺激節能玻璃需求量的增長。節能建筑玻璃市場潛力巨大,發展前景十分看好。

1 節能玻璃的概念及特性

什么是節能玻璃?節能玻璃要具備兩個節能特性:保溫性和隔熱性。玻璃的保溫性(K值)要達到與當地墻體相匹配的水平。對于我國大部分地區,按現行規定,建筑物墻體的K值應小于1,因此,玻璃窗的K值也要小于1才能“堵住”建筑物“開口部”的能耗漏洞。在窗戶的節能上,玻璃的K值起主要作用,而玻璃的隔熱性(遮陽系數S)要與建筑物所在地陽光輻照特點相適應。不同地方和不同用途的建筑物對玻璃隔熱的要求是不同的。對于人們居住和工作的住宅及公共建筑物,理想的玻璃應該是在夏季能把對太陽熱的遮蔽性能提高,在冬天又可以把熱量保存起來,從而達到節能的目的。相關對比數據和標準,見表1、表2。

2 節能玻璃的分類

節能玻璃主要分為3個種類:鍍膜玻璃、中空玻璃、鍍膜玻璃與中空玻璃的復合體。

鍍膜玻璃是在玻璃表面鍍上一層或多層金屬,合金或金屬化合物,用以改變玻璃的性能。按特性不同又可分為熱反射玻璃和低輻射玻璃。熱反射(陽光控制)玻璃,一般是在玻璃表面鍍上一層或多層如鉻、鈦或不銹鋼等金屬或其化合物組成的薄膜,使產品呈現豐富顏色,對可見光有適當的透射率,對近紅外線有較高的反射率,對紫外線有很低的透過率,也稱為陽光控制玻璃。與普通玻璃相比較,降低了遮陽系數,即提高了遮陽性能,但對傳熱系數改變不大。低輻射(Low-E)玻璃,是在玻璃表面鍍上多層銀、銅或錫等金屬或其他化合物組成的薄膜,產品對可見光有較高的透射率,對紅外線有很高的反射率,具有良好的隔熱性能。由于膜層強度較差,一般都制成中空玻璃使用而不單獨使用。

中空玻璃一般是用鋁制空心邊框把兩片或兩片以上的玻璃框住,用膠結或焊接密封,中間形成自由空間,并充以干燥的空氣或惰性氣體。其傳熱系數U比單層玻璃小且保溫性能好,但其遮陽系數Sc降低很小,對太陽輻射的熱反射性改善不大。

鍍膜玻璃與中空玻璃的復合體包括熱反射鍍膜中空玻璃和低輻射鍍膜中空玻璃,前者可同時降低傳熱系數和遮陽系數,后者透光率較好。

節能玻璃可以反射陽光中50%以上的紅外線。根據相關專業人士的測算,采用這種節能玻璃作窗玻璃,室內溫度要比采用普通玻璃低1～2℃,能有效的減少夏季空調的耗電量,且這種節能玻璃不會影響居室采光,非常實用。所以,節能玻璃具有普通玻璃無法比擬的優越性能,隨著人們對它的不斷深入認識會迅速走進千家萬戶,從而帶動節能玻璃行業的發展。

3 我國建筑節能玻璃的發展動力

3.1 國家的大力支持促進節能玻璃的發展

隨著國家對建筑節能的重視,國務院《關于加強節能工作的決定》、《節能中長期專項規劃》、《民用建筑節能管理規定》等政策與相關法律法規的相繼出臺,都推動了建筑節能方案的實施,這都將極大的促進建筑節能玻璃的使用。建筑節能已經成為我國的國策,節能的目的是為了減少能源的無效損失。建筑節能的關鍵環節之一是采光窗節能,其約占整個建筑節能的50%以上,而采光窗節能主要取決于其所安裝的玻璃。要達到國家現有的建筑節能標準,建筑物的采光窗必須應用中空玻璃、Low-E玻璃等節能玻璃。有數據顯示,通過玻璃門窗造成的能耗占建筑總能耗的40%,所以建筑門窗材料的選用對建筑能耗的節約很重要,且節能效果明顯。以北京地區南向玻璃為例,與普通玻璃相比透明中空玻璃的節能效果很好,全年能耗比下降到40.35%,冬季型Low-E中空玻璃節能效果最好,全年能耗比只有6.86%,達到最低能耗甚至接近零能耗的水平,具體情況見表3。

另外,民用建筑和商業建筑的熱損失是造成CO2污染環境的最主要原因之一。據國外研究所測算,若所有建筑物上都采用低輻射玻璃節能,僅此一項,英國每年將節約能源費8 000萬英鎊,同時還將減少CO2的排放量高達1 000萬t。低輻射節能玻璃不僅具有高效隔熱、節能的功能,而且也越來越顯示出其節能與環保同時奏效的優越性,特別是在降低CO2和SO2排放上尤為顯著。具體情況見表4。

根據建設部的統計,目前中國每年新增房屋面積20億m2,其中超過80%的房子都是高能耗建筑,而在中國當前400億m2房屋面積當中,95%以上屬于高能耗的建筑,使用的是非節能玻璃。住建部和科技部等相關部門已經將新建房屋加快推行建筑節能標準實行有利于建筑節能的措施,作為當前及未來房地產建筑的重中之重,今后的公共住宅和民用住宅都將嚴格遵照《綠色建筑評價標準》,大量使用節能型建筑材料,其中包括中空玻璃及Low-E玻璃等節能玻璃。這一舉措將會極大的降低中國的建筑能耗,減少CO2的排放量。

財政部與住房和城鄉建設部制定發布《關于加快推動我國綠色建筑發展的實施意見》,意見中明確提出要通過多種手段,力爭到2015年,新增綠色建筑面積10億m2以上,到2020年,綠色建筑占新建建筑比重超過30%。因此,國家建筑節能政策的實施,為我國節能玻璃提供了巨大的發展空間。隨著國家關于玻璃建筑項目政策力度的加大,節能玻璃必將在未來的建筑中走俏,將在建筑節能領域贏得一席之地。

據業內人士估算,進入21世紀后我國房地產市場每年以20%以上的速度增長。其中,城鎮住宅6億m2,農村住宅7億m2,公共和工業建筑7億m2。在總共20多億m2的新增建筑中,門窗的需求量高達5億m2,到2015年,大約需要新建住宅204.71億m2。而與此同時,我國有150億m2的既有建筑需要翻修改造。大量新建筑的投入使用和舊建筑的節能改造,為納米涂層玻璃和窗膜提供了巨大的發展空間。

3.2 玻璃產業升級的契機

國家發展改革委辦公廳發布了《國家發展改革委辦公廳關于開展平板玻璃建設項目專項清理的通知》(發改辦產業[2011]2375號)(下稱《通知》),要求堅決抑制平板玻璃等行業產能過剩和重復建設,并將其作為結構調整的重點工作抓緊抓好,有力地促進產業健康發展。《通知》要求對國發[2009]38號文出臺以后審批建設和擬建平板玻璃生產線項目進行全面清理。業內專家認為,發改委對玻璃項目的清理政策,將有力控制中國玻璃行業產能繼續增長,長遠來看,該政策將助推玻璃行業整合加快進行。

據中國建筑玻璃與工業玻璃協會常務副秘書長周志武介紹,浙江玻璃股份有限公司、沙河玻璃集團公司、河北迎新玻璃集團公司等第一批15家玻璃生產企業的22條浮法玻璃生產線已率先響應國家對平板玻璃市場調控政策的號召,主動將建好或冷修好的生產線推遲點火,提前對部分生產線進行冷修。這22條浮法玻璃生產線產量約占浮法玻璃總產能的12%。由于持續的清理政策引導平板玻璃生產企業提升工藝,對于高端玻璃制造以及節能玻璃生產企業來說,是一個機遇。

目前,中國已經成為世界上生產規模最大的平板玻璃生產國,但實際產量低于有效產能,低附加值的平板玻璃產能過剩壓力仍然存在。中低檔玻璃產能嚴重供過于求,而技術含量高的玻璃產品則相對短缺,難以滿足國內加工玻璃市場的需求,有較大數量的產品需要從國外進口,產業整合升級亟待加強。玻璃產業的升級發展無疑會推動節能玻璃的發展,產品更新換代是產業升級的必由之路。節能玻璃企業需要抓住這個契機,擴大國內節能玻璃的市場。

3.3 國際市場和標準的推動

節能玻璃正在助推美國的玻璃產業復興。隨著綠色建筑的興起,新興節能“動力玻璃”窗的制造商已經開始在美國建立工廠。在歐洲80%的中空玻璃使用Low-E鍍膜玻璃,美國75%的住宅和三分之一的公共建筑采用Low-E鍍膜玻璃。歐美發達國家Low-E鍍膜玻璃的生產能力占世界總量的90%。

此外,與國外相比,我國的建筑設計標準在一些關鍵技術指標方面,與國外存在差距。就門窗的性能而言,我國的《寒冷與嚴寒地區居住建筑節能設計標準》(JGJ26—2010)規定外窗傳熱系數限值為2.8～1.8 W/(m2·K),而倫敦為2.0 W/(m2·K),柏林為1.5 W/(m2·K),提高中國新建住宅節能指標重點措施之一就是要采用高性能節能門窗,提高住宅圍護結構傳熱系數指標。門窗選用建筑節能玻璃在建筑節能方面起著很重要的作用。

中國未來也將投巨資發展節能玻璃。據住建部針對國內節能市場所做的預算,未來10年內,國家用于節能補貼和常規消耗及購買節能產品的支出高達5萬億元人民幣,即使其中5%用于購買節能玻璃和門窗,資金投入也達到2 500億元人民幣。因此,以Low-E、中空玻璃為代表的節能玻璃將成為未來市場中的最“耀眼”亮點。

國內外大型玻璃企業都將眼光瞄準了中國的節能玻璃市場。Low-E等高檔節能玻璃目前主要由信義、耀皮、南玻、格蘭特、藍星、秦皇島等沿海大型玻璃生產企業生產。但沿海產品內移的趨勢日漸明顯,高檔節能玻璃市場全國化和全面化已初見端倪。針對中國節能玻璃行業日益擴大的市場,法國圣戈班、芬蘭泰姆-巴伐朗尼、日本旭硝子等國際廠商也紛紛入駐中國,投資建立了離線鍍膜玻璃、低輻射鍍膜玻璃、強對流鋼化爐等生產線,節能玻璃的市場競爭將日趨激烈。

4 發展建筑節能玻璃對策及建議

目前國內節能玻璃在建筑中的使用率低,中空玻璃、Low-E中空玻璃等節能玻璃在建筑中的使用率不足10%,一般僅限于公共建筑。在歐美基本普及中空玻璃,Low-E中空玻璃占全部中空玻璃的比例超50%。而在中國,節能玻璃的使用量有待擴大,市場占有率有待推廣。

4.1 完善建筑節能法規體系

完善《節約能源法》、《可再生能源法》、《民用建筑節能條例》等法律法規的配套措施。提出推進建筑節能的各項法律,建立起規劃設計階段的建筑節能專項審查制度、竣工驗收階段的建筑節能專項驗收制度等;建立符合建筑節能標準要求的產品材料及設備的市場準入制度,促進建設行業綠色轉型;指導各地建立健全的建筑節能地方性法規,建立符合地方特點的建筑節能法規體系。國內建筑節能法律法規的健全和完善有利于擴大對節能玻璃市場的需求。

4.2 構建節能標準體系

修訂《綠色建筑評價標準》、《綠色建筑技術導則》等標準規范,建立健全既有建筑的節能玻璃評價標準體系;修訂《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》,提出建筑節能玻璃技術要求,率先在夏熱冬暖地區推廣使用建筑節能玻璃。通過建筑節能標準的制定來提升建筑節能玻璃產品的質量水平,有利于促進建筑節能玻璃市場的產品升級和發展。

4.3 完善建筑節能玻璃產品技術支持體系

建立健全建筑節能玻璃新技術的科技成果推廣應用機制,加快成果轉化,支撐建筑節能玻璃發展。組織相關科研力量加大在建筑節能玻璃新技術上的研究,爭取在建筑節能玻璃關鍵技術、技術集成創新等領域取得突破。引導和發展適合我國國情且具有自主知識產權的建筑節能玻璃的新技術、新體系。加強國際合作,積極引進、消化、吸收國際先進理念和技術,增強建筑節能玻璃新技術方面的自主創新能力。加速跟建筑節能玻璃有關的新技術成果轉化和應用,提升建筑節能玻璃的附加值,有利于增大建筑節能玻璃的利潤空間。

4.4 強制推廣建筑節能政策

許多歐美國家在推行建筑節能前,都出臺了硬性的法規以及獎勵制度。以建筑能耗最高的美國為例,除了很多強制性的政策以外,還推出了很多獎勵性政策。如,使用地熱采暖、太陽能熱水和采暖系統最多可減免稅收1 500美元;新建節能住宅建筑可獲稅收減免等,既規范了企業的行為又培養了民眾的節能意識。

政府可以先以投資的建筑為突破口,包括保障性住房、廉租房、公益性學校、醫院、博物館等建筑,規定必須達到建筑節能標準要求,起到引領示范作用;在部分有積極性、有工作基礎的地方試點,強制推廣建筑節能標準,要求新開發的城市新區新建建筑必須全部滿足建筑節能技術標準要求,將發展建筑節能納入各級政府節能減排考核體系。研究出臺建筑節能產品的財稅激勵政策,各省市根據當地的實際情況,分別制定了地方節能產品稅收減免政策。研究鼓勵發展建筑節能產品的稅收優惠政策。以鼓勵政策來激勵建筑節能玻璃的發展和建筑節能玻璃新技術的推廣。

總之,節能減排對社會可持續發展起著舉足輕重的作用,也是當今世界各國所共同面臨的任務和挑戰,隨著城市化率的不斷提高、經濟的快速發展、人們收入和生活水平的不斷改善和提高,能耗總量也將持續增長。因此,降低建筑能耗是節能工作最重要的任務之一。我們應抓住這一歷史性機遇,大力發展建筑節能玻璃,為促進我國建筑節能減排和建筑居住環境的不斷改善做出更多的努力。

[1] 仇保興.我國綠色建筑發展前景及對策建議[N].經濟日報,2011-01-06.

[2] 劉志海,龐洪海.節能玻璃與環保玻璃[M].北京:化學工業出版社,2009.

[3] 劉志海,李 超.低輻射玻璃及其應用[M].北京:化學工業出版社,2006.

[4] 趙洪波.從物理學角度看節能玻璃[J].現代物理知識,2009,27(3):9-10.

[5] 唐健正,羅 維.節能窗與節能玻璃概要[J].建筑玻璃與工業玻璃,2008,31(10):9-13.

Development,Countermeasures and Suggestions of Building Energy Saving Glass

LI Jiɑn-mei
(Bengbu Design&Research Institute for Glass Industry,Bengbu 233018,China)

From the aspects of the concept,characteristics,and classification of energy-saving glass,this article shows the preliminary idea of energy-saving glass to the readers.Thus,it gives rise to the analysis of the momentum of the building energy saving glass development.Based on the analysis,it puts forward the countermeasures and suggestions of the development of building energy saving glass.

building energy saving glass; momentum; countermeasures and suggestions

2014-06-15.

李建梅(1981-),工程師.E-mail:lijianmei@ctiec.net

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.013