Low-E： 節(jié)能玻璃的奧秘

      有這樣一種神奇的玻璃，其身上不到頭發(fā)絲1%厚度的低輻射膜層能將80%以上的遠紅外熱輻射反射回去；
      有這樣一種神奇的玻璃，擁有它的建筑在近乎零能耗的情況下可以保持冬暖夏涼；
      有這樣一種神奇的玻璃，推廣它可以使通過玻璃損失的建筑總能耗減少到最低。
      這種神奇的玻璃就是由河北耀華集團自主研發(fā)的低輻射鍍膜玻璃(Low-E玻璃)。
      在2006年1月9日召開的全國科技大會上，耀華集團的浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)過程工藝檢控與在線低輻射玻璃工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)項目獲國家科技進步二等獎。而Low-E玻璃，正是該項目運用于規(guī)模生產(chǎn)的終端產(chǎn)品。耀華因此成為亞洲惟一擁有在線Low-E玻璃自主產(chǎn)權(quán)的企業(yè)。
     冬季，Low-E玻璃可以將室內(nèi)暖氣散發(fā)的熱輻射反射回來，保證室內(nèi)熱量不向室外散失，從而節(jié)約取暖費用。夏季，Low-E玻璃可以阻止室外地面、建筑物發(fā)出的熱輻射進入室內(nèi)，節(jié)約空調(diào)制冷費用。
      "卻嫌春色晚，故穿庭樹作飛花"。3月11日中午，一場突如其來的大雪造訪京城。路上匆匆的行人卻無心欣賞這迎春而放的雪花：一日之內(nèi)，氣溫驟降，逼人的寒氣讓大家伙兒都不約而同的加快了腳步。
      但在清華大學(xué)新近建成的節(jié)能樓巨大的玻璃幕墻內(nèi)，卻感覺不到絲毫寒意。在這里，人們大可品茗論雪，而且在這份愜意里，還多帶著幾分驚訝：在這座地下1層，地上4層，總面積達3000平方米的建筑物內(nèi)，幾乎看不到任何取暖設(shè)施，但室內(nèi)的溫度計卻一直堅挺在20℃！
      奧秘在哪里？
      知情人說：奧秘就在于這座樓上的玻璃。
      1、節(jié)能樓的神奇：玻璃多也能保溫
      按照生活常識，往往是使用玻璃越多的建筑就越不保溫，普通家用住宅的落地窗在帶來一墻風(fēng)景的同時往往也讓室溫來了個夏熱冬涼。清華大學(xué)節(jié)能樓，一個采用這么多玻璃材質(zhì)做外墻的建筑，產(chǎn)生如此神奇保溫效果的玻璃有著怎樣的特殊功能呢？
       科技人員為我們解開了心中的疑團。
     “別看它們看上去與普通玻璃沒什么不同，其實這可全都是特殊材料制成的玻璃，比如這面最大的玻璃幕墻，就采用了節(jié)能效果非常顯著的Low-E玻璃。”聽完科技人員的講述，我們不禁對這種看似普通卻又“身懷絕技”的玻璃滿懷敬意。
      據(jù)介紹，Low-E玻璃也叫做低輻射鍍膜玻璃，因其所鍍的膜層具有極低的表面輻射率而得名。
      冬季，它對室內(nèi)暖氣及室內(nèi)物體散發(fā)的熱輻射，可以像一面熱反射鏡一樣，將絕大部分反射回室內(nèi)，保證室內(nèi)熱量不向室外散失，從而節(jié)約取暖費用。夏季，它可以阻止室外地面、建筑物發(fā)出的熱輻射進入室內(nèi)，節(jié)約空調(diào)制冷費用。同時，Low-E玻璃還具備對可見光適中的透過率，可見光反射率很低，這樣就避免光污染的產(chǎn)生，在大量使用Low-E產(chǎn)品的玻璃幕墻上，以往惹人厭煩的反射強光現(xiàn)象能得到有效緩解。
      憑著Low-E的幫助，清華大學(xué)節(jié)能樓才有了這種神奇的“暖瓶效應(yīng)”，建筑在近乎零能耗的情況下保持冬暖夏涼在這里已經(jīng)成為現(xiàn)實。
      更鼓舞人心的是，這種以往只能由少數(shù)歐美發(fā)達國家生產(chǎn)的高科技產(chǎn)品，如今已經(jīng)由河北耀華集團自主生產(chǎn)，清華大學(xué)節(jié)能樓玻璃幕墻上的每一塊玻璃，都出自耀華自己的生產(chǎn)線。
      2、Low-E的功能：極薄的反射膜能保溫
      在秦皇島中國耀華玻璃集團公司的展覽館內(nèi)，我們再一次感受到了Low-E玻璃的神奇。
      即使仔細端詳，我們也很難將Low-E玻璃和旁邊的普通浮法白玻璃區(qū)別開來。但當(dāng)置于兩種玻璃下方的熱源打開后，它們的表現(xiàn)卻大相徑庭：用手摸上去，普通玻璃早已灼熱難耐，而它旁邊Low-E玻璃卻始終冰涼如初?？萍既藛T告訴我們，這種Low-E玻璃上不到頭發(fā)絲1%厚度的低輻射膜層對遠紅外熱輻射的反射率很高，能將80%以上的遠紅外熱輻射反射回去。
      歐洲的制造商早在上世紀(jì)60年代末就開始在實驗室研究Low-E玻璃。1985年英國Pilkington公司實現(xiàn)Low-E玻璃的商業(yè)化生產(chǎn)。由于Low-E玻璃獨具的綠色、節(jié)能、環(huán)保特性，使它在許多國家很快得到大力推廣，歐盟、北美以及其它一些國家，紛紛制定法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，強制性規(guī)定新建建筑必須使用以Low-E玻璃為最佳配置的節(jié)能玻璃產(chǎn)品，使得在這些國家和地區(qū)新建建筑中，Low-E玻璃的使用率呈迅速增長之勢。
      當(dāng)國外玻璃企業(yè)向著節(jié)能產(chǎn)品邁進之時，我國的玻璃行業(yè)鼻祖耀華也瞄準(zhǔn)了Low-E這個目標(biāo)。
      當(dāng)初耀華決心研發(fā)低輻射玻璃，看中的正是它的高技術(shù)含量和巨大的節(jié)能市場前景。
      技術(shù)含量“高”就高在鍍上去的那層膜。什么原料？怎么鍍？如何與玻璃生產(chǎn)同時進行？這種在線的生產(chǎn)與離線的鍍膜完全是兩種境界，每一關(guān)都是一道很高的技術(shù)門檻。
   國內(nèi)的其他廠家看到了在線低輻射玻璃的優(yōu)良特性和良好的發(fā)展前景，也在研究試驗，但如此高、精、尖的技術(shù)，在國外也只有少數(shù)發(fā)達國家才擁有，確實難以掌握。
      1998年，耀華建起一個小實驗室，研發(fā)由此開始。
      長期以來，在線Low-E玻璃生產(chǎn)技術(shù)被少數(shù)幾個國外大玻璃公司所壟斷，國外公司對這種有極大商業(yè)價值的核心技術(shù)諱言莫深，對中國實行嚴(yán)格的技術(shù)封鎖，只賣產(chǎn)品，不賣技術(shù)。當(dāng)時對這種玻璃的了解，僅限于國外公開的專利、少量文獻和通過各種途徑得到的國外樣品。
      低輻射玻璃最重要的指標(biāo)是紅外反射率，反射率越高越好。耀華的科研人員一點點地分析紅外光譜，然后改變配方，一遍遍鍍到玻璃上檢測。那時候，聽說誰家的冰柜上有塊進口的低輻射玻璃，技術(shù)人員都要想辦法拿來測一測。
      大量的資料分析和運算后，就是一次次的實驗。配方改了上百次，有好幾回，技術(shù)人員都感覺到難度實在太大，難以繼續(xù)下去了，鍍上去的膜不是霧度大，不均勻，就是紅外反射率低，或者透光性差。一次次失敗的酸楚過后，爬起來是又一輪更深入地分析、摸索和測試。
      百步之內(nèi)必有芳草。實驗中工藝參數(shù)不斷優(yōu)化，與國外技術(shù)比起來，只是在鍍膜均勻性上稍有差距。關(guān)鍵節(jié)點上，耀華與美國阿托菲那公司聯(lián)合攻關(guān)，研發(fā)加快了步伐。
      2003年11月，低輻射玻璃研制終于成功。2004年通過國家鑒定。其中，10mm和12mm在線Low-E玻璃填補了國際空白，產(chǎn)品質(zhì)量達到了國際同類產(chǎn)品先進水平。
      2005年11月，Low-E獲建材行業(yè)科技進步一等獎，2006年1月獲國家科技進步二等獎。目前，該產(chǎn)品已在清華大學(xué)超低能耗節(jié)能示范樓、北京中環(huán)世貿(mào)、上海安亭新城等一大批國內(nèi)建筑上廣泛應(yīng)用，同時還廣泛應(yīng)用于家電、高檔客車、太陽能電池等領(lǐng)域，不僅替代了部分進口同類產(chǎn)品，還遠銷新西蘭、澳大利亞等國家。
      3、新節(jié)能革命：30%的建筑能耗在玻璃
      又一封邀請函。又是一個地方邀請耀華參與制定建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
   作為中國耀華玻璃集團公司技術(shù)發(fā)展部負責(zé)人的劉志海，一時難以給對方準(zhǔn)確答復(fù)。像這種邀請最近太多了。劉志海只恨自己沒有分身之術(shù)。
      劉志海“火”起來的背后是能源的告急。
      走進21世紀(jì)，人類越來越多地感受到了能源短缺帶來的壓力，節(jié)能成為當(dāng)務(wù)之急。
      我國是能耗大國，其中建筑能耗每年達5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，占全社會能源消耗總量的27%，并以年平均5.84%以上的速度增長，大大超過國家能源生產(chǎn)的增長速度。而在建筑能耗中，通過玻璃門窗造成的能耗占到了建筑總能耗的40%左右，其中通過玻璃的損失又在門窗中占到75%。提高玻璃的節(jié)能性能，已經(jīng)成為實現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵所在。而經(jīng)過多種測試和選擇后，Low-E玻璃成為世界各國建筑節(jié)能的首選。
      據(jù)粗略統(tǒng)計，目前世界Low-E玻璃的平均市場占有率為11%，年平均增長率為9%。亞太地區(qū)的市場占有率僅為1%，年增長率為20%。在我國，低輻射玻璃系列產(chǎn)品的年使用量約為500多萬平方米，其中進口的在線Low-E玻璃約為100多萬平方米。2004年耀華銷售在線Low-E玻璃40多萬平方米，占國內(nèi)在線Low-E玻璃市場份額的三分之一以上。2005年耀華通過擴大生產(chǎn)規(guī)模的方式，達到了年產(chǎn)300-500萬平方米的規(guī)模。
      我國不久前出臺的首個節(jié)能中長期專項規(guī)劃也為Low-E的應(yīng)用提供了更大的舞臺。
      該規(guī)劃明確指出：新建建筑嚴(yán)格實施節(jié)能50%的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，其中北京、天津等少數(shù)大城市率先實施節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)。在這種良好環(huán)境的促進下，具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保功能的玻璃及其深加工產(chǎn)品必將會不斷地擴大其市場份額，成為行業(yè)的主流，同時也必將會隨著不斷的改進與創(chuàng)新誕生更多更好的新品種、新技術(shù)，為玻璃產(chǎn)業(yè)融入蓬勃的生機。