在2009年底哥本哈根世界氣候大會上,中國承諾到2020年我國單位國內生產總值二氧化碳排放量比2005年下降40%~45%,并作為約束性指標納入國民經濟和社會發展中長期規劃中。目前,我國建筑能耗已占全社會總能耗的40%;而門窗能耗又占建筑能耗的45%~50%,未來門窗節能新技術將成為建筑節能重點。
門窗耗能居高不下
隨著我國建筑節能新標準出臺,門窗節能產品倍受市場青睞。目前,天津、安徽等地也相繼出臺地方建筑節能標準,積極加快推進建筑節能步伐。
當前,我國正處于建設高峰期,每年建成房屋面積近20億平方米,但97%以上是高耗能建筑。預計到2020年,全國高耗能建筑面積將達700億平方米。
目前,在我國400多億平方米既有建筑中,90%以上屬于高耗能建筑。而在高能耗建筑中,門窗能耗則占近一半。業內人士表示,建筑節能的關鍵是門窗節能技術提高。因此,在建筑節能政策的推動下,鋁合金節能門窗、玻璃鋼節能門窗、鋁塑復合門窗等一大批新型環保門窗節能產品不斷涌現、新品迭出。據不完全統計,目前各地建筑節能型門窗市場占有率提高較快,已占到整個門窗市場的50%。所以,大力發展門窗節能新產品,不管是經濟效益還是社會效益,都是十分巨大的。
歐洲門窗節能的典型代表是德國,中國是一個幅員遼闊的國家,氣候區域的復雜性相當于整個歐洲。針對我國各區的氣候條件,門窗的熱工要求也不一樣,越靠北傳熱系數要求越低。我國不同氣候分區的門窗傳熱系數要求大致跟歐洲的變化歷程相近,現在北京的節能要求為整窗Kw值小于2.8W/m2·k,跟德國1984年的水平基本一致,而東北地區為2.2 W/m2·k,跟德國1995年的水平相近。為了達到建筑節能70%的目標,北京地區整窗Uw值需要達到2.0 W/m2·k,東北地區需要達到1.5W/m2·k,尚不及德國現在執行的節能要求。
門窗節能新突破
我國節能門窗發展速度迅猛,新技術、新科技不斷涌現。近期,我國節能門窗在玻璃、鋁材等技術領域不斷取得突破。
玻璃:通過門窗的能量損失約占建筑的50%,其中通過玻璃的能量損失約占門窗的75%。在—定條件下,玻璃的熱輻射與傳導是導致室內能量損失的主導性因素。
由于塑料傳熱性能是鋁材的1/1250,單玻塑窗傳熱系數為4.3W/m2·k~4.6W/m2·k,等同于雙玻鋁窗的傳熱效果,距離北京市實現節能65%政策,門窗傳熱系數2,8W/m2·k指標以及不同采暖地區4.0W/m2·k~2.0W/m2·k指標差距更大。因此隨著國家建筑節能工作的持續發展,采用節能玻璃,有效提高門窗玻璃的熱功性能將成為門窗節能的主攻目標。
十多年前大部分使用的還是單片浮法玻璃,5毫米的單片玻璃,U值大概在5.8 W/m2·k左右,因此不是節能玻璃。近年,我國在節能玻璃領域不斷取得新成就,最新鍍膜中空玻璃更是極大提高了節能效果。
門窗節能開發和推廣的8項技術
由于貫徹國家關于發展化學建材的產業政策和建筑節能的技術政策,因此在節能門窗中要貫徹優先推廣應用節能型塑料門窗的原則。但是,并不是所有的塑料門窗在任何地區都是節能門窗。例如:單玻塑料推拉窗,其傳熱系數為4.6W/m2·k~4.68W/m2·k。就不能滿足北京地區節能建筑設計標準,在這類地區就不能稱其為節能門窗。
推廣和應用建筑節能門窗就是要選擇符合所在地區節能建筑設計標準及其實施細則的節能型門窗。節能門窗重點開發和推廣下列八項技術:
建筑門窗和建筑幕墻全周邊高性能密封技術。降低空氣滲透熱損失,提高氣密、水密、隔音、保溫、隔熱等主要物理性能。在密封材料和密封結構及室內換氣構造上有較大突破。
高性能中空玻璃和經濟型雙玻系列產品工藝技術和產品性能上要有較大突破。重點解決熱反射和低輻射中空玻璃、高性能安全中空玻璃以及經濟型雙玻的結構溫度及耐沖擊性能和安裝技術,實現隔熱與有效利用太陽能的科學結合。
鋁合金專用型材及鍍鋅彩板專用異型材斷熱技術。重點解決斷熱材料國產化和耐火、防有害窒息氣體安全問題,降低材料成本,擴大推廣面。
復合型門窗專用材料開發和推廣應用技術。重點開發鋁塑、鋼塑、木塑復合型門窗專用材料和復合型配套附件及密封材料。
門窗窗型及墻保溫隔熱技術。要以建筑節能技術為動力,對我國住宅窗型結構、開啟形式和窗體構造進行技術改造和創新。改變單一的推拉窗型,發展平開,特別是復合內開窗及多功能窗。改善高密封窗的換氣功能和安全性能,發展斷熱高效節能豪華型鋁合金窗和豪華型多功能門類產品。
門窗和幕墻成套技術。開發多功能系列化,各具地域特色的成套產品;要在提高配套附件質量、品種、性能上有較大突破;要樹立名牌產品、精品市場優勢;發展多元化、多層次節能產品產業化生產體系。
太陽能開發及利用技術。建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱單一節能的技術觀念。要把節能和合理利用太陽能、地下熱(水)能、風能結合起來,開發節能和用能(利用太陽能、冷能、風能、地熱能)相結合的門窗及幕墻產品。
改進門窗及幕墻安裝技術。提高門窗及幕墻結構與圍護結構的一體化節能技術水平,改善墻體總體節能效果。重點解決門窗、幕墻錨固及填充技術和利用太陽能、空氣動力節能技術。
3種新型玻璃節能性能比較
玻璃是重要的建筑材料,隨著人們對建筑物裝飾性要求的不斷提高,玻璃在建筑業中的使用量也不斷增大。然而,當今人們在選擇建筑物門窗玻璃時,除了考慮其美學和外觀特征外,更注重其熱量控制、制冷成本和內部陽光投射舒適平衡等問題。
對建筑門窗的能耗,有人形象地比喻為:每一扇非節能窗的能耗,相當于一盞數十瓦的長明燈經年累月的能量消耗。在這個對節能降耗要求越來越高的時代,由于外門窗玻璃的熱損失是建筑物能耗的主要部允因此使用能夠有效節能降耗的新型玻璃,可大幅減少因采暖制冷所消耗的燃料,從而減少碳排放量。
鍍膜玻璃
鍍膜玻璃又稱低輻射鍍膜玻璃,是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜系列產品。其鍍膜層具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性,使其與普通玻璃及傳統的建筑用鍍膜玻璃相比,具有優異的隔熱效果和良好的透光性。普通浮法玻璃的輻射率高達0.84,當鍍上一層以銀為基礎的低輻射薄膜后,其輻射率可降至0.15以下。用鍍膜玻璃制造建筑物門窗,可大大降低室內熱能向室外的傳遞,達到理想的節能效果。
鍍膜玻璃對太陽光中的可見光有較高的透射比,可達80%以上,而反射比則很低,這使其與傳統的鍍膜玻璃相比,光學性能大為改觀,能營造出更為柔和、舒適的光環境。
真空玻璃
真空玻璃是新型產品,它用適當分布的微粒支柱為間隔,間隙層只有0.1毫米~0.2毫米,空腔內抽真空無氣體,真空度達到0.1帕以上。作為新一代節能玻璃,它具有更好的隔熱、保溫性能,其保溫性能是單片普通玻璃的4倍左右;由于真空玻璃熱阻高,具有更好的防結露、結霜性能,所以對嚴寒地區的冬天采光極為有利。
智能玻璃
為解決不同氣候地區、不同季節對玻璃隔熱性能的不同要求,美國開始研究智能玻璃,這種采用電致變色原理工作的智能玻璃經過長期的實驗研究,已正式投入生產,這讓玻璃也進人了智能時代。
電致變色玻璃是一種新型的功能玻璃,這種由基礎玻璃和電致變色系統組成的裝置,利用電致變色材料在電場作用下而引起的透光(或吸收)性能的可調性,可實現由人的意愿調節光照度的目的。同時,電致變色系統通過選擇性地吸收或反射外界熱輻射和阻止內部熱擴散,可減少建筑物在夏季保持涼爽、冬季保持溫暖而必須耗費的大量能源。
摘自《中華建筑報》