中國建築玻璃及工業玻璃協會會員單位

淺析中空玻璃向民用住宅領域發展的趨勢

  0引言
  
  中空玻璃的概念出現在國內市場已經有很長時間了,Low-E玻璃的出現也已經有10年左右的時間。盡管這些産品具有很好的節能、保溫和隔音等顯著改善居住條件的優良性能,但是這些好産品更多地是使用在公共建築和高檔建築上,絕大部分民用建築至今依然較少看到中空玻璃,更談不上Low-E玻璃,許多消費者至今還以爲中空玻璃就是兩片玻璃的簡單組合。造成中空玻璃和Low-E玻璃貴族化問題的主要原因有兩方面:一是國內房地産市場發展速度過快,許多地産商根本無心關注門窗和玻璃性能等細節;二是門窗企業和加工玻璃企業更多地關注高檔樓盤而忽視了民用建築市場的推廣。
  
  可喜的是,從貴族化轉向平民化的過程正在開始。伴隨著國內房地産業逐步進入常規發展軌道,開發商和購房者開始共同關注樓盤品質和部品細節,加之經過10余年的市場推廣,中空玻璃和Low-E玻璃的優良性能已被市場所認識和接受。中空玻璃進入尋常百姓家,不僅是節能的需要,更是提高人們生活品質的需要。
  
  1建築節能形勢與政策
  
  1.1減少門窗能耗,提高建築節能水平
  
  隨著社會經濟發達程度的提高,建築能耗在社會總能耗中的所占比例越來越大,目前西方發達國家爲30%~45%,盡管我國經濟發展水平和生活水平都還不高,但這一比例已達到20%~25%,正逐步上升到30%。在一些大城市,夏季空調已成爲電力高峰負荷的主要組成部分。不論西方發達國家還是我國,建築能耗狀況是牽動社會經濟發展全局的大問題。按照1986年制定的我國建築節能分三步走的計劃,當前政府各級節能管理部門爲了啓動第三步節能65%的目標,正在積極地進行標准編制工作。而在影響建築能耗的門窗、牆體、屋面、地面四大圍護部件中,門窗的絕熱性能最差,是影響室內熱環境質量和建築節能的主要因素之一。就我國目前典型的圍護部件而言,門窗的能耗占建築圍護部件總能耗的40%~50%,其能耗是牆體的4倍、屋頂的5倍、地面的20多倍。我國既有建築面積約400億m2,95%以上是高能耗建築,而透過門窗的能耗則占到了整個建築的一半,堪稱耗能大戶。能耗比同等氣候條件下的發達國家高2倍。如果按照我國現有發展的趨勢,2020年以後,建築耗能將超過我國終端能耗的1/3,采暖能耗將占全國建築總能耗的55%以上,住宅建築單位面積的采暖能耗將上升爲相同氣候條件下發達國家的3倍。據統計,在采暖或空調的條件下,冬季單玻窗所損失的熱量占供熱負荷的30%~50%,夏季因太陽輻射熱透過單玻窗射入室內而消耗的能量占空調負荷的20%~30%。因此,增強門窗的保溫隔熱性能,減少門窗的能耗,是改善室內熱環境質量和提高建築節能水平的重要環節。
  
  1.2我國建築節能政策
  
  2008年7月23日國務院第18次常務會議通過了《民用建築節能條例》(國務院令第530號),2008年10月1日實施。這是我國第一部關于建築節能的行政法規。該《條例》的實施,將極大地推動民用建築節能工作的開展,對于節約能源資源、減少汙染、保護和改善環境,意義十分重要。同時進一步推動建築業、房地産業、建材業的技術進步,大力發展節能住宅。傳統住宅建築的圍護結構是240mm普通黏土磚,簡單架空屋面、單玻窗,傳熱系數分別是1.96W/m2?K、1.66W/m2?K和6.4W/m2?K。而節能住宅外牆、屋面、外窗傳熱系數分別是0.6W/m2?K、0.5W/m2?K、2.8W/m2?K,使圍護結構節能貢獻達到45%的目標,並采用高能效采暖空調設備,使其節能貢獻達到20%的目標,兩者相加節能達到65%的目標。節能住宅建造成本一般比普通住宅的土建造價增幅10%,但它的節能效果是非常顯著的:①它有效地改善居室熱環境,實現冬暖夏涼;②門窗設置了雙層、3層玻璃,隔聲性能大大提高;③門窗密閉性好,室內清潔衛生;④由于保溫隔熱性能好,夏季空調和冬季采暖費用低。
  
  按照《民用建築節能條例》,對既有居住建築也要開展節能改造。過去只要求有房住,而忽視了房屋的舒適性和居住質量。房屋的牆體保溫隔熱性能差,單玻門窗不嚴密,冬天冷、透風,即使將暖氣供足了,也難以提高室內溫度。夏天牆壁、頂棚發燙、烤人,即使安裝了空調,由于進入室內的熱量太多,電能耗費非常大。所以,節能改造是經濟社會發展和人民生活的需要。
  
  1.3門窗節能標識
  
  目前,我國建築門窗的用量很大。按年均竣工房屋建築面積20億m2、窗地面積比1/4計算,每年新建房屋建築的門窗用量約5億m2。同時,隨著既有建築節能改造工作的推進,400億m2的既有建築對門窗的需求量將是驚人的。據統計,我國的門窗企業超過1萬家,生産能力超過5億m2/年,但行業整體技術水平低,門窗的節能性能指標與節能標准有較大差距。另一方面,我國地域遼闊,氣候區域複雜,同樣的窗戶應用在不同氣候區域,其節能效果差異很大。市場上銷售的門窗産品通常沒有關于節能性能完整的指標,建設方、設計者或其他用戶在選用窗戶時缺少技術依據,難以作出正確合理的選擇,不能滿足節能標准的要求。
  
  2010年6月18日,住房和城鄉建設部下發了《關于進一步加強建築門窗節能性能標識工作的通知》。《通知》要求,用3年左右時間,對規模以上門窗企業的主要産品進行節能標識,促進門窗行業技術進步,確保建築節能取得實效。要求獲得標識的門窗廣泛應用于新建建築和既有建築節能改造,住房和城鄉建設部已明確財政投資建設的辦公建築和大型公共建築、保障性住房等項目,應優先采用獲得節能標識的門窗産品;建築節能示範工程、綠色建築示範工程、可再生能源建築應用示範工程,應采用獲得節能標識的門窗産品;在建築能效測評、工程招標過程中,對門窗的節能性能指標要求應當采集門窗標識的信息。業主在購房時希望了解居室的冷熱情況,並把熱性能指標作爲重要參考。也就是說,公建及住宅能耗標識會引導購房者買到節能建築。
  
  門窗標識(全稱“建築門窗節能性能標識”是一種信息性的標識,企業按統一規格將包含有這些指標的標簽粘貼到産品上。它可以明示門窗的節能性能指標,反映門窗節能性能的優劣,是建築能效標識的重要組成部分。其主要內容爲:①門窗能效標識是對企業某品種門窗産品節能性能指標的一種客觀表示,包括證書和標簽;②産品的節能性能指標有傳熱系數、遮陽系數、空氣滲透率和可見光透射比;③門窗能效標由現場檢查、實驗室檢測與模擬計算得出;④出具《建築門窗節能性能標識測評報告》。
  
  標識在歐美發達國家已實施多年,並被證明是一種能夠有效推進建築門窗研發、推廣使用和監督管理的模式。通過這種模式能更加促進生産者優化設計、提高生産能力,爲社會提供節能産品,從源頭節約資源能源,同時使消費者更加注重認識、關注節能,引領需求。
  
  2使用中空玻璃推廣節能門窗
  
  有研究結果表明,由于門窗耗能約占建築圍護結構能耗的50%,占建築總能耗的25%,因此,提高門窗的節能性能成爲確保建築節能取得實效的重要手段。建築門窗無論是木窗、鋼窗、鋁合金窗,還是塑鋼窗都要使用玻璃,玻璃占到窗戶總面積的70%以上,因此,建築節能不能不考慮玻璃的因素。中空玻璃具有突出的保溫隔熱性能,是提高門窗節能水平的重要材料,近些年已經在建築上得到了極其廣泛的使用。
  
  中空玻璃在世界各國得到了迅速的推廣和應用。當今美國中空玻璃應用普及率已高達83%以上,歐洲各國已達到50%,韓國也已接近90%的水平。可以說,中空玻璃的生産技術已經相當成熟,實際使用十分廣泛,節能效果特別明顯。我國上世紀60年代初開始研制中空玻璃,70年代初試制成功,並開始應用。到80年代中期廣東深圳從國外引進首條全自動化中空玻璃生産線後,我國中空玻璃制造步入了新的階段。2000年10月,建設部在《民用建築節能管理規定》中,就把中空玻璃列入推廣應用的節能建材産品之一,中空玻璃跻身于節能建築材料行列,尤其是在國家大力推廣節能型塑鋼産品以來,中空玻璃在市場上的應用得到了廣泛的普及,市場用量突飛猛進。
  
  什麽是中空玻璃?概括地講,中空玻璃是用兩片或多片玻璃,邊部使用焊接、熔接,膠結和膠條粘結的方法,形成幹燥密閉空間的玻璃,密閉空間可以是空氣、氩氣、氪氣等。還有中空玻璃的複合産品,一般有Low-E中空、熱反射鍍膜中空、鋼化(半鋼化)中空、鋼化鍍膜(半鋼化鍍膜)中空、夾層中空等。中空玻璃的特點是具有良好的隔熱功能,單層玻璃窗的傳熱系數爲6W/m2?K,單框雙玻塑料窗的傳熱系數爲2.6W/m2?K,窗戶的傳熱系數要達到2.5W/m2?K以下必須采用中空玻璃。中空玻璃最主要的質量指標是露點,是指在室內外溫度偏差較大時,中空玻璃的內部所出現的冷凝霧或水,是因外密封遭到了破壞,喪失了氣密性。冬季通過窗戶玻璃向外泄漏大量的熱量,如果使用節能玻璃,可以大幅度降低窗戶的熱量散失,成爲建築物中良好的保溫設施,可以使室內溫度升溫更快,而且保溫時間更持久,大大提高房間內的舒適度。
  
  根據中空玻璃使用地點、使用目的的不同,所用的原材料和結構也不盡相同。如在南方地區,全年的氣溫較高,光照時間較長,在使用中空玻璃時,較多考慮控制陽光造成的外部熱量能夠較少進入室內,一般考慮使用鍍膜玻璃作爲中空玻璃原片。在北方地區,使用中空玻璃的主要目的是采暖和保溫,所以就會較多考慮選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層或充氣的中空玻璃。
  
  3中空玻璃的制作工藝
  
  3.1工藝方法
  
  中空玻璃的早期生産工藝方法有4種:焊接法、熔接法、膠接法、膠條法。焊接法和溶膠法工藝是20世紀中期出現的,工藝複雜、成本較高,但可以實現大規模機械化生産,産品質量好、壽命長。膠接法是比較早期開始使用的生産工藝,隨著粘接膠質量的逐步改進,産品質量壽命都比以前有很大提高,這種方法在目前被廣泛采用,這種工藝方法需要的設備和技術比較簡單,制造成本稍低,適用于手工生産和大規模自動生産。膠條法生産工藝是在膠接法基礎上發展起來的,目前在汽車玻璃行業使用比較多。
  
  3.2中空玻璃的制作工藝流程
  
  我國的中空玻璃生産始于20世紀60年代,首先采用的是手工制作單道密封工藝。80年代初期,從奧地利、美國等國家引進了中空玻璃生産設備,采用了機械加工雙道密封工藝。目前國內中空玻璃的制作方式上有兩種:雙道密封槽鋁式膠接法和膠條(Swwiggle)法,其中雙道密封槽鋁式制作工藝占80%,膠條式制作工藝占20%左右。槽鋁式中空玻璃由80年代引入,工藝相對成熟,但是流程較複雜。膠條式中空玻璃在國內剛剛起步,但是制造工藝簡單,因此應用範圍廣,推廣很快。
  
  4中空玻璃主要組成與膠層結構
  
  中空玻璃雖然由于用途不同,使用的原材料也不盡相同,但基本組成是相同的。
  
  中空玻璃的膠層結構:單道密封膠層厚度爲(10?2)mm,雙道密封外層密封膠層厚度爲5~7mm,膠條密封膠層厚度爲(8?2.0)mm,目前多爲雙道密封和膠條密封。
  
  5廣泛宣傳,進一步加大中空玻璃推廣力度
  
  我國中空玻璃雖然生産量增加得很快,而相對于我國建築市場的蓬勃發展,中空玻璃的使用率、普及率依然很低。目前,新建建築的中空玻璃使用率不到10%,既有建築的中空玻璃使用率僅爲1%,而歐美發達國家的節能玻璃的普及率則高達85%以上。當前的現狀是以下幾個原因造成的:
  
  (1)價格原因
  
  價格問題一直是一個重要的原因。前幾年,南京有不少業主反映,自己拿到的房子安裝的是普通玻璃,而不是中空玻璃。驗房師告訴他們,沒有安裝中空玻璃就是違規。這兩年隨著人們維權意識的加強,這種現象逐漸減少。雖然國家已有明確規定,但開發商不裝中空玻璃主要還是爲了節省成本。一面鋁合金中空玻璃門窗的成本價是450元左右,而一面鋁合金普通玻璃門窗的成本價只要180元。可以說不論樓盤大小,只要不做中空玻璃,都能省下一筆不小的開支。
  
  由于生活水平的提高,用戶對建築物的要求也隨之提高,所用節能玻璃可節省暖氣和空調的支出費用。好的隔音性能可提高居住的舒適性,但對普通大衆來說,價格仍是極爲重要的因素。民用建築的房屋産權已歸屬個人,那麽業主就是進行既有建築節能改造工程的主體,不易達成完全一致。我們要爲業主算好經濟賬,讓業主有動力支持既有建築門窗節能改造的進行。節能門窗改造的主體在大中城市,一套100m2的住房全部安裝節能門窗,費用支出僅多出1萬元左右,相對于一套房屋的價格來說所占的比例還是很小的,並且還提高住房的檔次。因此,高價格的節能門窗對消費者購房來說根本不會産生太大的影響。隨著國內物質水平的日益提高,人們的消費觀念已有了很大的改變,在購買中不再一味追求價格低,轉而青睐性價比高的産品。由于采用的門窗性能更爲優異,並且符合環保要求,節能門窗反而會成爲建築的一個賣點,從而促進建築的銷售。
  
  (2)中空玻璃的質量原因
  
  由于中空玻璃行業企業多,大多規模小,産品質量不穩定,密封膠等原材料質量不穩定,中空玻璃的配置低于國外發達國家的水平等原因,所以整體水平仍需提高。需要采取以下的相關措施:①各地應制定和落實相應的建築節能規範,在規範中應明確房屋外圍護結構的傳熱系數,給出應采用的節能産品目錄;②推行節能産品的認證工作,加大中空玻璃産品的節能認證力度;③加大中空玻璃産品的國家監督抽查力度,及建築市場使用中空玻璃的檢查力度;④加強中空玻璃原材料的質量管理,特別是對中空玻璃質量具有較大影響的中空玻璃密封材料。⑤經濟條件許可的地區,推廣使用高配置、低傳熱系數的中空玻璃産品。
  
  據悉,陝西省質量技術監督局于2010年第3季度對中空玻璃産品質量進行了監督抽查。實物質量合格率爲62.8%。此次抽查的依據是GB/T11944—2002《中空玻璃》標准,對産品的密封性能、露點、耐紫外線輻照性能等項目進行了檢驗。中空玻璃質量主要存在的問題是露點和密封性能項目不合格。露點和密封性能是評價中空玻璃質量的重要指標,密封性能不合格將會降低産品的節能性能、隔聲效果和使用壽命。露點不合格不僅會直接降低中空玻璃的節能性能和隔聲效果,還會使中空玻璃在低溫環境中內表面容易結霜,影響視覺和外觀效果。
  
  消費者如何判斷中空玻璃的質量呢?現在的建材市場複雜,其中空玻璃門窗品類繁多。材料、厚度、制作工藝、節能效果、隔音效果的不同,價格也不一樣,價格從200多元/m2到1000多元/m2。在選購中空玻璃時,要注意以下幾方面:①看標志查證書。産品的型號規格是否在該企業已通過強制認證的能力範圍之內,認證證書狀態是否有效;②看外觀查質量。查看産品的外觀質量,中空玻璃不應有妨礙透視的汙迹、夾雜物及密封膠飛濺現象,中間間隔層不得有任何異物。密封膠或膠條塗布要均勻連續,與玻璃表面粘接牢固,不得出現氣道、氣泡;③送樣到有資質的檢測機構進行檢測。在批量較大時,一定要抽樣送到第三方檢測機構進行檢驗;④中空玻璃節能性能的確認。對中空玻璃供應商提供的産品進行抽樣送檢,請專業檢測機構進行甄別。
  
  (3)觀念和政策的原因
  
  目前節能門窗的宣傳工作還需要加大,老百姓,甚至有些相關行業對節能玻璃的了解還不是很多,在運用輿論造勢方面還需要加強。我國節能門窗行業本身也存在嚴重的技術缺陷,密封保溫技術和發達國家相比還有差距,材料配件市場更是魚龍混雜。代表節能窗最新技術的系統窗現在在發達國家建築門窗已經占了70%的份額,我國民衆至今卻連系統門窗這個概念都知之甚少。門窗行業需要借助媒體的力量去推廣門窗節能,需要加大節能技術的宣傳推廣力度,喚起公衆特別是各相關部門對門窗節能的關注和重視,同樣喚起公衆對節能住宅最新技術的美好向往。加大技術創新和技術投入,大力宣傳系統門窗,爭取像燈、汽車、空調等産品一樣能夠順利獲得政府補貼,以推動節能門窗的推廣,帶動行業進一步發展。
  
  因此,有關專家與業內人士指出,要加快我國中空玻璃的普及率,應在全社會加強對節能工作的宣傳,廣泛介紹中空玻璃及其他節能産品的節能知識、節能效果和使用價值,引導人們轉變觀念,選用新型節能産品。政府部門要加大推廣使用優良節能産品的立法力度,要從規範建築市場入手,強制使用新型節能産品,並逐步淘汰落後的、高能耗的建築産品。作爲建築單位或建築監理單位,對中空玻璃産品的性能和使用壽命是否符合要求,應作爲工程驗收的標准之一。
  
  爲適應未來建築玻璃市場發展的需要,建築玻璃行業協會應提供平台,加強生産企業間的技術交流與合作,提升整個行業尤其是中小企業的生産技術水平。加快高檔節能産品Low-E中空玻璃向民用住宅領域轉移,利用大型玻璃生産企業可大規模生産Low-E玻璃,中小玻璃加工企業可大量制造中空玻璃的優勢,采取合作的形式規模化擴大Low-E中空玻璃的産能,優勢互補地降低造價、形成規模,將節能玻璃加速推向民用住宅領域。