中国建筑玻璃及工业玻璃协会会员单位

浅析中空玻璃向民用住宅领域发展的趋势

  0引言
  
  中空玻璃的概念出现在国内市场已经有很长时间了,Low-E玻璃的出现也已经有10年左右的时间。尽管这些产品具有很好的节能、保温和隔音等显著改善居住条件的优良性能,但是这些好产品更多地是使用在公共建筑和高档建筑上,绝大部分民用建筑至今依然较少看到中空玻璃,更谈不上Low-E玻璃,许多消费者至今还以为中空玻璃就是两片玻璃的简单组合。造成中空玻璃和Low-E玻璃贵族化问题的主要原因有两方面:一是国内房地产市场发展速度过快,许多地产商根本无心关注门窗和玻璃性能等细节;二是门窗企业和加工玻璃企业更多地关注高档楼盘而忽视了民用建筑市场的推广。
  
  可喜的是,从贵族化转向平民化的过程正在开始。伴随着国内房地产业逐步进入常规发展轨道,开发商和购房者开始共同关注楼盘品质和部品细节,加之经过10余年的市场推广,中空玻璃和Low-E玻璃的优良性能已被市场所认识和接受。中空玻璃进入寻常百姓家,不仅是节能的需要,更是提高人们生活品质的需要。
  
  1建筑节能形势与政策
  
  1.1减少门窗能耗,提高建筑节能水平
  
  随着社会经济发达程度的提高,建筑能耗在社会总能耗中的所占比例越来越大,目前西方发达国家为30%~45%,尽管我国经济发展水平和生活水平都还不高,但这一比例已达到20%~25%,正逐步上升到30%。在一些大城市,夏季空调已成为电力高峰负荷的主要组成部分。不论西方发达国家还是我国,建筑能耗状况是牵动社会经济发展全局的大问题。按照1986年制定的我国建筑节能分三步走的计划,当前政府各级节能管理部门为了启动第三步节能65%的目标,正在积极地进行标准编制工作。而在影响建筑能耗的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中,门窗的绝热性能最差,是影响室内热环境质量和建筑节能的主要因素之一。就我国目前典型的围护部件而言,门窗的能耗占建筑围护部件总能耗的40%~50%,其能耗是墙体的4倍、屋顶的5倍、地面的20多倍。我国既有建筑面积约400亿m2,95%以上是高能耗建筑,而透过门窗的能耗则占到了整个建筑的一半,堪称耗能大户。能耗比同等气候条件下的发达国家高2倍。如果按照我国现有发展的趋势,2020年以后,建筑耗能将超过我国终端能耗的1/3,采暖能耗将占全国建筑总能耗的55%以上,住宅建筑单位面积的采暖能耗将上升为相同气候条件下发达国家的3倍。据统计,在采暖或空调的条件下,冬季单玻窗所损失的热量占供热负荷的30%~50%,夏季因太阳辐射热透过单玻窗射入室内而消耗的能量占空调负荷的20%~30%。因此,增强门窗的保温隔热性能,减少门窗的能耗,是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。
  
  1.2我国建筑节能政策
  
  2008年7月23日国务院第18次常务会议通过了《民用建筑节能条例》(国务院令第530号),2008年10月1日实施。这是我国第一部关于建筑节能的行政法规。该《条例》的实施,将极大地推动民用建筑节能工作的开展,对于节约能源资源、减少污染、保护和改善环境,意义十分重要。同时进一步推动建筑业、房地产业、建材业的技术进步,大力发展节能住宅。传统住宅建筑的围护结构是240mm普通黏土砖,简单架空屋面、单玻窗,传热系数分别是1.96W/m2�K、1.66W/m2�K和6.4W/m2�K。而节能住宅外墙、屋面、外窗传热系数分别是0.6W/m2�K、0.5W/m2�K、2.8W/m2�K,使围护结构节能贡献达到45%的目标,并采用高能效采暖空调设备,使其节能贡献达到20%的目标,两者相加节能达到65%的目标。节能住宅建造成本一般比普通住宅的土建造价增幅10%,但它的节能效果是非常显著的:①它有效地改善居室热环境,实现冬暖夏凉;②门窗设置了双层、3层玻璃,隔声性能大大提高;③门窗密闭性好,室内清洁卫生;④由于保温隔热性能好,夏季空调和冬季采暖费用低。
  
  按照《民用建筑节能条例》,对既有居住建筑也要开展节能改造。过去只要求有房住,而忽视了房屋的舒适性和居住质量。房屋的墙体保温隔热性能差,单玻门窗不严密,冬天冷、透风,即使将暖气供足了,也难以提高室内温度。夏天墙壁、顶棚发烫、烤人,即使安装了空调,由于进入室内的热量太多,电能耗费非常大。所以,节能改造是经济社会发展和人民生活的需要。
  
  1.3门窗节能标识
  
  目前,我国建筑门窗的用量很大。按年均竣工房屋建筑面积20亿m2、窗地面积比1/4计算,每年新建房屋建筑的门窗用量约5亿m2。同时,随着既有建筑节能改造工作的推进,400亿m2的既有建筑对门窗的需求量将是惊人的。据统计,我国的门窗企业超过1万家,生产能力超过5亿m2/年,但行业整体技术水平低,门窗的节能性能指标与节能标准有较大差距。另一方面,我国地域辽阔,气候区域复杂,同样的窗户应用在不同气候区域,其节能效果差异很大。市场上销售的门窗产品通常没有关于节能性能完整的指标,建设方、设计者或其他用户在选用窗户时缺少技术依据,难以作出正确合理的选择,不能满足节能标准的要求。
  
  2010年6月18日,住房和城乡建设部下发了《关于进一步加强建筑门窗节能性能标识工作的通知》。《通知》要求,用3年左右时间,对规模以上门窗企业的主要产品进行节能标识,促进门窗行业技术进步,确保建筑节能取得实效。要求获得标识的门窗广泛应用于新建建筑和既有建筑节能改造,住房和城乡建设部已明确财政投资建设的办公建筑和大型公共建筑、保障性住房等项目,应优先采用获得节能标识的门窗产品;建筑节能示范工程、绿色建筑示范工程、可再生能源建筑应用示范工程,应采用获得节能标识的门窗产品;在建筑能效测评、工程招标过程中,对门窗的节能性能指标要求应当采集门窗标识的信息。业主在购房时希望了解居室的冷热情况,并把热性能指标作为重要参考。也就是说,公建及住宅能耗标识会引导购房者买到节能建筑。
  
  门窗标识(全称“建筑门窗节能性能标识”是一种信息性的标识,企业按统一规格将包含有这些指标的标签粘贴到产品上。它可以明示门窗的节能性能指标,反映门窗节能性能的优劣,是建筑能效标识的重要组成部分。其主要内容为:①门窗能效标识是对企业某品种门窗产品节能性能指标的一种客观表示,包括证书和标签;②产品的节能性能指标有传热系数、遮阳系数、空气渗透率和可见光透射比;③门窗能效标由现场检查、实验室检测与模拟计算得出;④出具《建筑门窗节能性能标识测评报告》。
  
  标识在欧美发达国家已实施多年,并被证明是一种能够有效推进建筑门窗研发、推广使用和监督管理的模式。通过这种模式能更加促进生产者优化设计、提高生产能力,为社会提供节能产品,从源头节约资源能源,同时使消费者更加注重认识、关注节能,引领需求。
  
  2使用中空玻璃推广节能门窗
  
  有研究结果表明,由于门窗耗能约占建筑围护结构能耗的50%,占建筑总能耗的25%,因此,提高门窗的节能性能成为确保建筑节能取得实效的重要手段。建筑门窗无论是木窗、钢窗、铝合金窗,还是塑钢窗都要使用玻璃,玻璃占到窗户总面积的70%以上,因此,建筑节能不能不考虑玻璃的因素。中空玻璃具有突出的保温隔热性能,是提高门窗节能水平的重要材料,近些年已经在建筑上得到了极其广泛的使用。
  
  中空玻璃在世界各国得到了迅速的推广和应用。当今美国中空玻璃应用普及率已高达83%以上,欧洲各国已达到50%,韩国也已接近90%的水平。可以说,中空玻璃的生产技术已经相当成熟,实际使用十分广泛,节能效果特别明显。我国上世纪60年代初开始研制中空玻璃,70年代初试制成功,并开始应用。到80年代中期广东深圳从国外引进首条全自动化中空玻璃生产线后,我国中空玻璃制造步入了新的阶段。2000年10月,建设部在《民用建筑节能管理规定》中,就把中空玻璃列入推广应用的节能建材产品之一,中空玻璃跻身于节能建筑材料行列,尤其是在国家大力推广节能型塑钢产品以来,中空玻璃在市场上的应用得到了广泛的普及,市场用量突飞猛进。
  
  什么是中空玻璃?概括地讲,中空玻璃是用两片或多片玻璃,边部使用焊接、熔接,胶结和胶条粘结的方法,形成干燥密闭空间的玻璃,密闭空间可以是空气、氩气、氪气等。还有中空玻璃的复合产品,一般有Low-E中空、热反射镀膜中空、钢化(半钢化)中空、钢化镀膜(半钢化镀膜)中空、夹层中空等。中空玻璃的特点是具有良好的隔热功能,单层玻璃窗的传热系数为6W/m2�K,单框双玻塑料窗的传热系数为2.6W/m2�K,窗户的传热系数要达到2.5W/m2�K以下必须采用中空玻璃。中空玻璃最主要的质量指标是露点,是指在室内外温度偏差较大时,中空玻璃的内部所出现的冷凝雾或水,是因外密封遭到了破坏,丧失了气密性。冬季通过窗户玻璃向外泄漏大量的热量,如果使用节能玻璃,可以大幅度降低窗户的热量散失,成为建筑物中良好的保温设施,可以使室内温度升温更快,而且保温时间更持久,大大提高房间内的舒适度。
  
  根据中空玻璃使用地点、使用目的的不同,所用的原材料和结构也不尽相同。如在南方地区,全年的气温较高,光照时间较长,在使用中空玻璃时,较多考虑控制阳光造成的外部热量能够较少进入室内,一般考虑使用镀膜玻璃作为中空玻璃原片。在北方地区,使用中空玻璃的主要目的是采暖和保温,所以就会较多考虑选用玻璃作中空玻璃原片。而在需要控制噪音的地方,就需要采用3层或充气的中空玻璃。
  
  3中空玻璃的制作工艺
  
  3.1工艺方法
  
  中空玻璃的早期生产工艺方法有4种:焊接法、熔接法、胶接法、胶条法。焊接法和溶胶法工艺是20世纪中期出现的,工艺复杂、成本较高,但可以实现大规模机械化生产,产品质量好、寿命长。胶接法是比较早期开始使用的生产工艺,随着粘接胶质量的逐步改进,产品质量寿命都比以前有很大提高,这种方法在目前被广泛采用,这种工艺方法需要的设备和技术比较简单,制造成本稍低,适用于手工生产和大规模自动生产。胶条法生产工艺是在胶接法基础上发展起来的,目前在汽车玻璃行业使用比较多。
  
  3.2中空玻璃的制作工艺流程
  
  我国的中空玻璃生产始于20世纪60年代,首先采用的是手工制作单道密封工艺。80年代初期,从奥地利、美国等国家引进了中空玻璃生产设备,采用了机械加工双道密封工艺。目前国内中空玻璃的制作方式上有两种:双道密封槽铝式胶接法和胶条(Swwiggle)法,其中双道密封槽铝式制作工艺占80%,胶条式制作工艺占20%左右。槽铝式中空玻璃由80年代引入,工艺相对成熟,但是流程较复杂。胶条式中空玻璃在国内刚刚起步,但是制造工艺简单,因此应用范围广,推广很快。
  
  4中空玻璃主要组成与胶层结构
  
  中空玻璃虽然由于用途不同,使用的原材料也不尽相同,但基本组成是相同的。
  
  中空玻璃的胶层结构:单道密封胶层厚度为(10�2)mm,双道密封外层密封胶层厚度为5~7mm,胶条密封胶层厚度为(8�2.0)mm,目前多为双道密封和胶条密封。
  
  5广泛宣传,进一步加大中空玻璃推广力度
  
  我国中空玻璃虽然生产量增加得很快,而相对于我国建筑市场的蓬勃发展,中空玻璃的使用率、普及率依然很低。目前,新建建筑的中空玻璃使用率不到10%,既有建筑的中空玻璃使用率仅为1%,而欧美发达国家的节能玻璃的普及率则高达85%以上。当前的现状是以下几个原因造成的:
  
  (1)价格原因
  
  价格问题一直是一个重要的原因。前几年,南京有不少业主反映,自己拿到的房子安装的是普通玻璃,而不是中空玻璃。验房师告诉他们,没有安装中空玻璃就是违规。这两年随着人们维权意识的加强,这种现象逐渐减少。虽然国家已有明确规定,但开发商不装中空玻璃主要还是为了节省成本。一面铝合金中空玻璃门窗的成本价是450元左右,而一面铝合金普通玻璃门窗的成本价只要180元。可以说不论楼盘大小,只要不做中空玻璃,都能省下一笔不小的开支。
  
  由于生活水平的提高,用户对建筑物的要求也随之提高,所用节能玻璃可节省暖气和空调的支出费用。好的隔音性能可提高居住的舒适性,但对普通大众来说,价格仍是极为重要的因素。民用建筑的房屋产权已归属个人,那么业主就是进行既有建筑节能改造工程的主体,不易达成完全一致。我们要为业主算好经济账,让业主有动力支持既有建筑门窗节能改造的进行。节能门窗改造的主体在大中城市,一套100m2的住房全部安装节能门窗,费用支出仅多出1万元左右,相对于一套房屋的价格来说所占的比例还是很小的,并且还提高住房的档次。因此,高价格的节能门窗对消费者购房来说根本不会产生太大的影响。随着国内物质水平的日益提高,人们的消费观念已有了很大的改变,在购买中不再一味追求价格低,转而青睐性价比高的产品。由于采用的门窗性能更为优异,并且符合环保要求,节能门窗反而会成为建筑的一个卖点,从而促进建筑的销售。
  
  (2)中空玻璃的质量原因
  
  由于中空玻璃行业企业多,大多规模小,产品质量不稳定,密封胶等原材料质量不稳定,中空玻璃的配置低于国外发达国家的水平等原因,所以整体水平仍需提高。需要采取以下的相关措施:①各地应制定和落实相应的建筑节能规范,在规范中应明确房屋外围护结构的传热系数,给出应采用的节能产品目录;②推行节能产品的认证工作,加大中空玻璃产品的节能认证力度;③加大中空玻璃产品的国家监督抽查力度,及建筑市场使用中空玻璃的检查力度;④加强中空玻璃原材料的质量管理,特别是对中空玻璃质量具有较大影响的中空玻璃密封材料。⑤经济条件许可的地区,推广使用高配置、低传热系数的中空玻璃产品。
  
  据悉,陕西省质量技术监督局于2010年第3季度对中空玻璃产品质量进行了监督抽查。实物质量合格率为62.8%。此次抽查的依据是GB/T11944—2002《中空玻璃》标准,对产品的密封性能、露点、耐紫外线辐照性能等项目进行了检验。中空玻璃质量主要存在的问题是露点和密封性能项目不合格。露点和密封性能是评价中空玻璃质量的重要指标,密封性能不合格将会降低产品的节能性能、隔声效果和使用寿命。露点不合格不仅会直接降低中空玻璃的节能性能和隔声效果,还会使中空玻璃在低温环境中内表面容易结霜,影响视觉和外观效果。
  
  消费者如何判断中空玻璃的质量呢?现在的建材市场复杂,其中空玻璃门窗品类繁多。材料、厚度、制作工艺、节能效果、隔音效果的不同,价格也不一样,价格从200多元/m2到1000多元/m2。在选购中空玻璃时,要注意以下几方面:①看标志查证书。产品的型号规格是否在该企业已通过强制认证的能力范围之内,认证证书状态是否有效;②看外观查质量。查看产品的外观质量,中空玻璃不应有妨碍透视的污迹、夹杂物及密封胶飞溅现象,中间间隔层不得有任何异物。密封胶或胶条涂布要均匀连续,与玻璃表面粘接牢固,不得出现气道、气泡;③送样到有资质的检测机构进行检测。在批量较大时,一定要抽样送到第三方检测机构进行检验;④中空玻璃节能性能的确认。对中空玻璃供应商提供的产品进行抽样送检,请专业检测机构进行甄别。
  
  (3)观念和政策的原因
  
  目前节能门窗的宣传工作还需要加大,老百姓,甚至有些相关行业对节能玻璃的了解还不是很多,在运用舆论造势方面还需要加强。我国节能门窗行业本身也存在严重的技术缺陷,密封保温技术和发达国家相比还有差距,材料配件市场更是鱼龙混杂。代表节能窗最新技术的系统窗现在在发达国家建筑门窗已经占了70%的份额,我国民众至今却连系统门窗这个概念都知之甚少。门窗行业需要借助媒体的力量去推广门窗节能,需要加大节能技术的宣传推广力度,唤起公众特别是各相关部门对门窗节能的关注和重视,同样唤起公众对节能住宅最新技术的美好向往。加大技术创新和技术投入,大力宣传系统门窗,争取像灯、汽车、空调等产品一样能够顺利获得政府补贴,以推动节能门窗的推广,带动行业进一步发展。
  
  因此,有关专家与业内人士指出,要加快我国中空玻璃的普及率,应在全社会加强对节能工作的宣传,广泛介绍中空玻璃及其他节能产品的节能知识、节能效果和使用价值,引导人们转变观念,选用新型节能产品。政府部门要加大推广使用优良节能产品的立法力度,要从规范建筑市场入手,强制使用新型节能产品,并逐步淘汰落后的、高能耗的建筑产品。作为建筑单位或建筑监理单位,对中空玻璃产品的性能和使用寿命是否符合要求,应作为工程验收的标准之一。
  
  为适应未来建筑玻璃市场发展的需要,建筑玻璃行业协会应提供平台,加强生产企业间的技术交流与合作,提升整个行业尤其是中小企业的生产技术水平。加快高档节能产品Low-E中空玻璃向民用住宅领域转移,利用大型玻璃生产企业可大规模生产Low-E玻璃,中小玻璃加工企业可大量制造中空玻璃的优势,采取合作的形式规模化扩大Low-E中空玻璃的产能,优势互补地降低造价、形成规模,将节能玻璃加速推向民用住宅领域。