我国建筑节能玻璃发展前景及对策建议

李建梅

(蚌埠玻璃工业设计研究院,蚌埠 233018)

我国建筑节能玻璃发展前景及对策建议

李建梅

(蚌埠玻璃工业设计研究院,蚌埠 233018)

该文从节能玻璃的概念、特性、分类入手,从而引出对建筑节能玻璃的前景及展望。进而在此基础上提出发展建筑节能玻璃的对策及建议。

节能玻璃; 发展动力; 对策建议

随着玻璃技术的不断发展,建筑玻璃不仅仅能够满足采光要求,还具有调节光线、隔热保温、艺术装饰、安全措施等特性。随着玻璃需求的不断增长及玻璃的加工工艺新的突破,如今已研发出了夹层、钢化、离子交换等新节能技术玻璃,使建筑玻璃的应用范围越来越广,用量迅速增加,成为仅次于水泥、钢材的第三大建筑材料。

受国家建筑节能政策的影响,作为建筑节能的重要载体,节能建筑玻璃也因此受益。“十二五”期间国家须开工建设3 600万套保障型住房,这些新兴建筑要求使用节能建筑材料,节能建筑玻璃的用量也将大幅增加。未来随着国家相关节能环保政策的颁布和有关节能标准的落实,会更加刺激节能玻璃需求量的增长。节能建筑玻璃市场潜力巨大,发展前景十分看好。

1 节能玻璃的概念及特性

什么是节能玻璃?节能玻璃要具备两个节能特性:保温性和隔热性。玻璃的保温性(K值)要达到与当地墙体相匹配的水平。对于我国大部分地区,按现行规定,建筑物墙体的K值应小于1,因此,玻璃窗的K值也要小于1才能“堵住”建筑物“开口部”的能耗漏洞。在窗户的节能上,玻璃的K值起主要作用,而玻璃的隔热性(遮阳系数S)要与建筑物所在地阳光辐照特点相适应。不同地方和不同用途的建筑物对玻璃隔热的要求是不同的。对于人们居住和工作的住宅及公共建筑物,理想的玻璃应该是在夏季能把对太阳热的遮蔽性能提高,在冬天又可以把热量保存起来,从而达到节能的目的。相关对比数据和标准,见表1、表2。

2 节能玻璃的分类

节能玻璃主要分为3个种类:镀膜玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃与中空玻璃的复合体。

镀膜玻璃是在玻璃表面镀上一层或多层金属,合金或金属化合物,用以改变玻璃的性能。按特性不同又可分为热反射玻璃和低辐射玻璃。热反射(阳光控制)玻璃,一般是在玻璃表面镀上一层或多层如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜,使产品呈现丰富颜色,对可见光有适当的透射率,对近红外线有较高的反射率,对紫外线有很低的透过率,也称为阳光控制玻璃。与普通玻璃相比较,降低了遮阳系数,即提高了遮阳性能,但对传热系数改变不大。低辐射(Low-E)玻璃,是在玻璃表面镀上多层银、铜或锡等金属或其他化合物组成的薄膜,产品对可见光有较高的透射率,对红外线有很高的反射率,具有良好的隔热性能。由于膜层强度较差,一般都制成中空玻璃使用而不单独使用。

中空玻璃一般是用铝制空心边框把两片或两片以上的玻璃框住,用胶结或焊接密封,中间形成自由空间,并充以干燥的空气或惰性气体。其传热系数U比单层玻璃小且保温性能好,但其遮阳系数Sc降低很小,对太阳辐射的热反射性改善不大。

镀膜玻璃与中空玻璃的复合体包括热反射镀膜中空玻璃和低辐射镀膜中空玻璃,前者可同时降低传热系数和遮阳系数,后者透光率较好。

节能玻璃可以反射阳光中50%以上的红外线。根据相关专业人士的测算,采用这种节能玻璃作窗玻璃,室内温度要比采用普通玻璃低1～2℃,能有效的减少夏季空调的耗电量,且这种节能玻璃不会影响居室采光,非常实用。所以,节能玻璃具有普通玻璃无法比拟的优越性能,随着人们对它的不断深入认识会迅速走进千家万户,从而带动节能玻璃行业的发展。

3 我国建筑节能玻璃的发展动力

3.1 国家的大力支持促进节能玻璃的发展

随着国家对建筑节能的重视,国务院《关于加强节能工作的决定》、《节能中长期专项规划》、《民用建筑节能管理规定》等政策与相关法律法规的相继出台,都推动了建筑节能方案的实施,这都将极大的促进建筑节能玻璃的使用。建筑节能已经成为我国的国策,节能的目的是为了减少能源的无效损失。建筑节能的关键环节之一是采光窗节能,其约占整个建筑节能的50%以上,而采光窗节能主要取决于其所安装的玻璃。要达到国家现有的建筑节能标准,建筑物的采光窗必须应用中空玻璃、Low-E玻璃等节能玻璃。有数据显示,通过玻璃门窗造成的能耗占建筑总能耗的40%,所以建筑门窗材料的选用对建筑能耗的节约很重要,且节能效果明显。以北京地区南向玻璃为例,与普通玻璃相比透明中空玻璃的节能效果很好,全年能耗比下降到40.35%,冬季型Low-E中空玻璃节能效果最好,全年能耗比只有6.86%,达到最低能耗甚至接近零能耗的水平,具体情况见表3。

另外,民用建筑和商业建筑的热损失是造成CO2污染环境的最主要原因之一。据国外研究所测算,若所有建筑物上都采用低辐射玻璃节能,仅此一项,英国每年将节约能源费8 000万英镑,同时还将减少CO2的排放量高达1 000万t。低辐射节能玻璃不仅具有高效隔热、节能的功能,而且也越来越显示出其节能与环保同时奏效的优越性,特别是在降低CO2和SO2排放上尤为显著。具体情况见表4。

根据建设部的统计,目前中国每年新增房屋面积20亿m2,其中超过80%的房子都是高能耗建筑,而在中国当前400亿m2房屋面积当中,95%以上属于高能耗的建筑,使用的是非节能玻璃。住建部和科技部等相关部门已经将新建房屋加快推行建筑节能标准实行有利于建筑节能的措施,作为当前及未来房地产建筑的重中之重,今后的公共住宅和民用住宅都将严格遵照《绿色建筑评价标准》,大量使用节能型建筑材料,其中包括中空玻璃及Low-E玻璃等节能玻璃。这一举措将会极大的降低中国的建筑能耗,减少CO2的排放量。

财政部与住房和城乡建设部制定发布《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》,意见中明确提出要通过多种手段,力争到2015年,新增绿色建筑面积10亿m2以上,到2020年,绿色建筑占新建建筑比重超过30%。因此,国家建筑节能政策的实施,为我国节能玻璃提供了巨大的发展空间。随着国家关于玻璃建筑项目政策力度的加大,节能玻璃必将在未来的建筑中走俏,将在建筑节能领域赢得一席之地。

据业内人士估算,进入21世纪后我国房地产市场每年以20%以上的速度增长。其中,城镇住宅6亿m2,农村住宅7亿m2,公共和工业建筑7亿m2。在总共20多亿m2的新增建筑中,门窗的需求量高达5亿m2,到2015年,大约需要新建住宅204.71亿m2。而与此同时,我国有150亿m2的既有建筑需要翻修改造。大量新建筑的投入使用和旧建筑的节能改造,为纳米涂层玻璃和窗膜提供了巨大的发展空间。

3.2 玻璃产业升级的契机

国家发展改革委办公厅发布了《国家发展改革委办公厅关于开展平板玻璃建设项目专项清理的通知》(发改办产业[2011]2375号)(下称《通知》),要求坚决抑制平板玻璃等行业产能过剩和重复建设,并将其作为结构调整的重点工作抓紧抓好,有力地促进产业健康发展。《通知》要求对国发[2009]38号文出台以后审批建设和拟建平板玻璃生产线项目进行全面清理。业内专家认为,发改委对玻璃项目的清理政策,将有力控制中国玻璃行业产能继续增长,长远来看,该政策将助推玻璃行业整合加快进行。

据中国建筑玻璃与工业玻璃协会常务副秘书长周志武介绍,浙江玻璃股份有限公司、沙河玻璃集团公司、河北迎新玻璃集团公司等第一批15家玻璃生产企业的22条浮法玻璃生产线已率先响应国家对平板玻璃市场调控政策的号召,主动将建好或冷修好的生产线推迟点火,提前对部分生产线进行冷修。这22条浮法玻璃生产线产量约占浮法玻璃总产能的12%。由于持续的清理政策引导平板玻璃生产企业提升工艺,对于高端玻璃制造以及节能玻璃生产企业来说,是一个机遇。

目前,中国已经成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国,但实际产量低于有效产能,低附加值的平板玻璃产能过剩压力仍然存在。中低档玻璃产能严重供过于求,而技术含量高的玻璃产品则相对短缺,难以满足国内加工玻璃市场的需求,有较大数量的产品需要从国外进口,产业整合升级亟待加强。玻璃产业的升级发展无疑会推动节能玻璃的发展,产品更新换代是产业升级的必由之路。节能玻璃企业需要抓住这个契机,扩大国内节能玻璃的市场。

3.3 国际市场和标准的推动

节能玻璃正在助推美国的玻璃产业复兴。随着绿色建筑的兴起,新兴节能“动力玻璃”窗的制造商已经开始在美国建立工厂。在欧洲80%的中空玻璃使用Low-E镀膜玻璃,美国75%的住宅和三分之一的公共建筑采用Low-E镀膜玻璃。欧美发达国家Low-E镀膜玻璃的生产能力占世界总量的90%。

此外,与国外相比,我国的建筑设计标准在一些关键技术指标方面,与国外存在差距。就门窗的性能而言,我国的《寒冷与严寒地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26—2010)规定外窗传热系数限值为2.8～1.8 W/(m2·K),而伦敦为2.0 W/(m2·K),柏林为1.5 W/(m2·K),提高中国新建住宅节能指标重点措施之一就是要采用高性能节能门窗,提高住宅围护结构传热系数指标。门窗选用建筑节能玻璃在建筑节能方面起着很重要的作用。

中国未来也将投巨资发展节能玻璃。据住建部针对国内节能市场所做的预算,未来10年内,国家用于节能补贴和常规消耗及购买节能产品的支出高达5万亿元人民币,即使其中5%用于购买节能玻璃和门窗,资金投入也达到2 500亿元人民币。因此,以Low-E、中空玻璃为代表的节能玻璃将成为未来市场中的最“耀眼”亮点。

国内外大型玻璃企业都将眼光瞄准了中国的节能玻璃市场。Low-E等高档节能玻璃目前主要由信义、耀皮、南玻、格兰特、蓝星、秦皇岛等沿海大型玻璃生产企业生产。但沿海产品内移的趋势日渐明显,高档节能玻璃市场全国化和全面化已初见端倪。针对中国节能玻璃行业日益扩大的市场,法国圣戈班、芬兰泰姆-巴伐朗尼、日本旭硝子等国际厂商也纷纷入驻中国,投资建立了离线镀膜玻璃、低辐射镀膜玻璃、强对流钢化炉等生产线,节能玻璃的市场竞争将日趋激烈。

4 发展建筑节能玻璃对策及建议

目前国内节能玻璃在建筑中的使用率低,中空玻璃、Low-E中空玻璃等节能玻璃在建筑中的使用率不足10%,一般仅限于公共建筑。在欧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%。而在中国,节能玻璃的使用量有待扩大,市场占有率有待推广。

4.1 完善建筑节能法规体系

完善《节约能源法》、《可再生能源法》、《民用建筑节能条例》等法律法规的配套措施。提出推进建筑节能的各项法律,建立起规划设计阶段的建筑节能专项审查制度、竣工验收阶段的建筑节能专项验收制度等;建立符合建筑节能标准要求的产品材料及设备的市场准入制度,促进建设行业绿色转型;指导各地建立健全的建筑节能地方性法规,建立符合地方特点的建筑节能法规体系。国内建筑节能法律法规的健全和完善有利于扩大对节能玻璃市场的需求。

4.2 构建节能标准体系

修订《绿色建筑评价标准》、《绿色建筑技术导则》等标准规范,建立健全既有建筑的节能玻璃评价标准体系;修订《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》,提出建筑节能玻璃技术要求,率先在夏热冬暖地区推广使用建筑节能玻璃。通过建筑节能标准的制定来提升建筑节能玻璃产品的质量水平,有利于促进建筑节能玻璃市场的产品升级和发展。

4.3 完善建筑节能玻璃产品技术支持体系

建立健全建筑节能玻璃新技术的科技成果推广应用机制,加快成果转化,支撑建筑节能玻璃发展。组织相关科研力量加大在建筑节能玻璃新技术上的研究,争取在建筑节能玻璃关键技术、技术集成创新等领域取得突破。引导和发展适合我国国情且具有自主知识产权的建筑节能玻璃的新技术、新体系。加强国际合作,积极引进、消化、吸收国际先进理念和技术,增强建筑节能玻璃新技术方面的自主创新能力。加速跟建筑节能玻璃有关的新技术成果转化和应用,提升建筑节能玻璃的附加值,有利于增大建筑节能玻璃的利润空间。

4.4 强制推广建筑节能政策

许多欧美国家在推行建筑节能前,都出台了硬性的法规以及奖励制度。以建筑能耗最高的美国为例,除了很多强制性的政策以外,还推出了很多奖励性政策。如,使用地热采暖、太阳能热水和采暖系统最多可减免税收1 500美元;新建节能住宅建筑可获税收减免等,既规范了企业的行为又培养了民众的节能意识。

政府可以先以投资的建筑为突破口,包括保障性住房、廉租房、公益性学校、医院、博物馆等建筑,规定必须达到建筑节能标准要求,起到引领示范作用;在部分有积极性、有工作基础的地方试点,强制推广建筑节能标准,要求新开发的城市新区新建建筑必须全部满足建筑节能技术标准要求,将发展建筑节能纳入各级政府节能减排考核体系。研究出台建筑节能产品的财税激励政策,各省市根据当地的实际情况,分别制定了地方节能产品税收减免政策。研究鼓励发展建筑节能产品的税收优惠政策。以鼓励政策来激励建筑节能玻璃的发展和建筑节能玻璃新技术的推广。

总之,节能减排对社会可持续发展起着举足轻重的作用,也是当今世界各国所共同面临的任务和挑战,随着城市化率的不断提高、经济的快速发展、人们收入和生活水平的不断改善和提高,能耗总量也将持续增长。因此,降低建筑能耗是节能工作最重要的任务之一。我们应抓住这一历史性机遇,大力发展建筑节能玻璃,为促进我国建筑节能减排和建筑居住环境的不断改善做出更多的努力。

[1] 仇保兴.我国绿色建筑发展前景及对策建议[N].经济日报,2011-01-06.

[2] 刘志海,庞洪海.节能玻璃与环保玻璃[M].北京:化学工业出版社,2009.

[3] 刘志海,李 超.低辐射玻璃及其应用[M].北京:化学工业出版社,2006.

[4] 赵洪波.从物理学角度看节能玻璃[J].现代物理知识,2009,27(3):9-10.

[5] 唐健正,罗 维.节能窗与节能玻璃概要[J].建筑玻璃与工业玻璃,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-),工程师.E-mail:lijianmei@ctiec.net

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.04.013