有效节能并降低建筑物能源成本,“双碳”理念推动Low-E玻璃市场快速扩容

玻璃的魅力 2023-06-13
2740 字丨阅读本文需 6 分钟

在世界能源消耗中,建筑物能源消耗始终占有很大的比重。2019年的中国建筑能耗研究报告中提到,2017年的建筑能耗可折算为9.47亿吨标准煤,占全国能源消费比重21.11%;建筑碳排放为20.44亿吨CO2,占全国能源碳排放量的19.5%。

在各类建筑能耗中,通过玻璃门窗损失的能耗占到整个建筑能耗的50%,冬季单玻窗损失的热量占供热负荷的30%-50%,夏季由于太阳辐射透过单玻窗使室内温度提高而导致的制冷占空调负荷的20%-30%。因此,减少玻璃门窗的热损失是降低建筑物能耗的有效途径。

节能玻璃产品的使用可以有效地降低建筑能耗。西方发达国家率先对建筑节能予以充分的重视,德国最早提出从建筑散热和阳光利用角度来获取能源是建筑节能的有效途径的观点,之后各国纷纷建立了自己的建筑节能标准,采用各种政策推进建材节能,推进节能玻璃的使用。据国外研究测算,若欧盟住宅中所有建筑物上均采用双层低辐射节能玻璃,每年可节约能源费1426.4万欧元,以及节约相当于2600万吨石油的能源量和减少高达8200万吨的CO2的排放。

当下,绿色、低碳、节能的理念正在驱动各个行业变革升级,也催生了一系列新产品、新业态的繁荣发展。在建筑建材市场,低辐射玻璃(Low-E玻璃)的市场需求量正在持续飙升。和普通玻璃相比,Low-E玻璃表面镀有化合物,因此节能效果更为突出。由于制作成本更高,Low-E玻璃的市场价格也相对较高。但从长远来看,随着“双碳”政策持续推进,建筑行业将执行越来越严格的“绿色标准”,Low-E玻璃作为节能玻璃的应用主流,在存量替换市场和增量市场的应用也将越来越普遍,更会持续创造经济效益。

01

什么是Low-E玻璃?

Low-E就是低辐射Low-emissivity的缩写,指的是低辐射率,即较高的远红外线反射率,因此low-E玻璃也称低辐射玻璃,属于镀膜玻璃的一种,即在普通玻璃的表面镀上一层阻挡辐射的薄膜,起到一定程度上的保温、隔热功能,降低建筑能耗因而广泛应用于建筑幕墙、门窗。

low-E玻璃特性:

红外反射率高,可直接反射远红外热辐射;

遮阳系数Sc范围广,可根据需要控制太阳能的透过量,以适应不同地区的需要。

与普通玻璃0.84的辐射率相比,Low- E 玻璃的辐射率只有0.15 或更低,使用Low- E 中空玻璃可以极大地降低玻璃的辐射传热,进而降低中空玻璃的传热系数。另外,采用Low- E 玻璃还可以获得可控范围的遮阳系数(Sc),根据项目需求综合优化阳光得热率与可见光透过率,最大限度地利用阳光资源。

因low-E玻璃具有突出保温隔热性能,隔热性能评价目前国内普遍采用太阳得热系数 SHGC,保温性评价主要采用即玻璃传热系数k值(或U值)。

影响中空low-E玻璃性能效果的因素众多,如玻璃种类、功能层数、膜层位置、中空层气体、隔热条等,每一个都可拎出来细化讨论,这里就不过多赘述。

我国幅员辽阔,南北跨度大,气候差异明显,在不同的地区由于气候条件、建筑特点存在差异,因此在选用LOW- E 玻璃时也必须要考虑其差异性,综合调控选择使用。

建筑热工分布图

1、高纬度寒冷地区

地区冬季时间较长,且冬季气温极低,白天光照时间短,光照强度弱。这些地区的建筑节能设计中,优先考虑使用高透型low-E玻璃。由于透光率较好,可以最大范围利用自然光,同时在空气内层3#放置镀膜面,可以防止建筑内部温度的散失,从而达到了较好的保温效果。

2、夏热冬冷地区

地区气候四季区分明显,冬夏温差较大,气候条件相对复杂且更加多变。在建筑节能设计时,既要考虑夏季防热,又要注意到冬季保暖。对采光没有高要求情况下,可选低透型Low- E玻璃,在冬季保温和夏季遮阳之间寻求平衡,实现了节能效果最大化。

3、夏热冬暖地区

地区夏天升温快,冬季对采暖需求相比于北方地区更低。可以考虑使用单银或双银low-E玻璃,同时在空气层外侧2#放置镀膜面,满足夏热冬暖地区的节能设计需求,同时也能够保证建筑室内有较为舒适的环境。

以上情况并非绝对,如阳光房等玻璃面积大、光照充足的情况,避免太阳辐射过多进入,夏天温度过高,镀膜层就需要放在空气层外侧3#。综上,需根据具体实际与客户需求出发,如房间方位、实际遮阳条件等,综合考虑中空low-e玻璃选用。

02

可有效节能并降低建筑物能源成本

随着“双碳”理念成为全球共识,建筑行业的绿色转型升级也成为必然趋势。按照IEA的数据统计,在全球能源使用量占比中,建筑物的占比高达30%;而在全球电力消耗量占比中,建筑物更是占比高达55%。玻璃作为建筑物中存量庞大的原材料,也是高能耗的来源之一。Low-E玻璃的规模化使用,则可以有效节能并降低建筑物能源成本。

从产品定位来看,Low-E玻璃作为低辐射玻璃,是一种对波长范围在4.5~25 微米的远红外线有很高反射比(80%以上) 的镀膜玻璃。从物理学角度分析,借助表面的金属和化学物低辐射涂层,它可以反射远红外线,阻挡高温场向低温场的热流辐射。尤其是在夏季和冬季,它的阻热和防止热能外泄的效果都非常突出,双向节能恒温的优势,让其在绿色节能建筑物中可以充分发挥使用价值,在住宅和商业建筑中都有广泛的应用空间。目前,根据镀膜类型进行划分,市场上流通的Low-E玻璃主要包括太阳能控制低辐射镀膜(软镀膜)和被动低辐射镀膜(硬镀膜)两种,其中阳光控制low-E玻璃作为市场主流,主要在机场、展览厅、礼堂、商场和医院等商业建筑中得到广泛应用,并且逐步向住宅类建筑市场延伸。

和欧美发达国家相比,我国Low-E玻璃产业应用和商用推广起步都相对较晚,直到21世纪初,随着一系列建材节能政策的颁布,Low-E玻璃产业才开始全面崛起。特别是《关于促进平板玻璃行业结构改造的若干意见》等行业政策的出炉,让提升建筑物能源效率成为各方共识,在节能政策导向和市场需求不断增加的推动下,我国Low-E玻璃的下游应用市场开始向普通公共建筑、中高档住宅领域延伸。数据显示,目前我国拥有2000多家建筑玻璃深加工厂,但产品质量参差不齐,Low-E玻璃等新兴产品所在的中高端市场依然由传统龙头企业主导,在产能方面,信义、南玻、旗滨等五大巨头占据Low-E玻璃市场54%的市场份额。

03

绿色建筑产业潮流推动市场快速扩容

随着建材行业成为我国碳减排任务的重点领域,为加速实现“双碳”目标,玻璃行业的绿色转型已经势不可挡。整体来看,我国Low-E玻璃产业发展虽然很快,但依然没有达到一线水准。其中,欧美日韩等发达国家Low-E玻璃使用率普遍在70%以上,而在很长一段时期,我国仅仅是通过整体建筑技术的提升实现节能要求,并未对单一产品做出强制应用要求,这就导致我国Low-E节能玻璃的市场渗透率仅有12%左右,还有很大的挖掘提升空间。尤其是在下游市场,国内Low-E玻璃依然以大型公共建筑领域为主,庞大的住宅类家居市场亟待开发。

以“双碳”目标为导向,可以预见,无论是用量还是附加值,Low-E玻璃都将为产业链带来新的增量市场。用一组直观的数据来进行对比,按照我国的建筑市场体量,如果每年新安装门窗4亿平方米,均采用Low-E玻璃,每年可以节省标准煤870万吨,减少二氧化碳排放量2100万吨。

再从成本方角度分析,和普通玻璃相比,Low-E玻璃成本价格要高出25%,但门窗用玻璃在建筑物中的占比高达20%,规模化使用可以节省60%以上的采暖和制冷费用。这也意味着,以百平方米建筑物来估算,即便全部采用Low-E玻璃,成本端增加的部分仅需2.8年就能收回,这对于用户来说,绝对是超值的投资。

从市场端来说,目前我国Low-E玻璃的产量已经稳居世界前沿,且具备更出色的性价比优势,因此不仅在国内市场具有广阔的发展前景,在全球市场也有不俗的的替代性和竞争力,本土Low-E玻璃产业集群的未来发展被各方看好。行业权威机构前景分析预计,2022-2027年期间,我国市场的复合年增长率有望达到 5.86%。

文章来源: 中科院之声, 东伟幕墙,玻璃出口

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