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推动建筑节能 真空玻璃将大显身手
 
慧聪网   2006年4月17日8时46分   信息来源:科技日报    

    3月28日,建设部副部长仇保兴指出,推动建筑节能要采用限制性政策与鼓励性政策并举的方式。建筑节能的征程上,层出不穷的节能技术必将大显身手。

  “真空玻璃”,一种基于保温瓶原理的玻璃,外表上与普通的玻璃并无差别,但其传热系数比普通玻璃低6倍,比普通中空玻璃低3倍,节能性能大大优于前两者,且拥有自主知识产权,有望扮演建筑节能的开路先锋。

  地处北京东直门的高档写字楼天恒大厦,便是世界上第一座全部采用真空玻璃的大厦,其2500平方米的窗户与7000平方米的幕墙,每年可为企业节约100万元到250万元左右的电费,成本可于2—3年回收。但是这种应用尚处于个案阶段,真空玻璃离大面积的应用依然遥远。95%建筑物能耗高玻璃产业自主知识产权少

  相较于其它建筑围护结构,窗门虽小,却是建筑能耗里的大户人家———其能耗占建筑能耗的50%左右。普通的玻璃幕墙更是拥有“能耗杀手”的“美誉”,其能耗是普通水泥墙壁2—3倍,但这种建筑材料却成为了高档楼盘的标志。有资料显示,中国现有建筑近400亿平方米,95%以上为高能耗建筑,吞噬着全国50%%的能源。

  建筑节能形势严峻的同时,我国玻璃产业中知识产权的现况也不容乐观。“没有属于自己的成套技术与专利。”真空玻璃的发明人、北京新立基新材料研究所所长唐健正教授说。

  目前我国的平板玻璃年产量占世界1/3,具有自主知识产权的创新产品却少之又少。据介绍,中空玻璃、镀膜玻璃近年快速发展,可这其中引进国外生产技术与设备之潮此起彼伏。

  自主知识产权贫乏的背后则是迷信洋人的思维长期占据了国人的大脑,我国对外技术依存度高达50%,其结果必如商务部部长薄熙来所云:中国出口8000万件衬衫才能换回一架A380型空中客机。潜力:“发展成玻璃产业的空中客机”

  真空玻璃的出现,让我们看到了建筑节能的广阔前景,同时也打破了国内缺少成套玻璃生产技艺的现状。

  唐健正教授介绍说,真空玻璃是玻璃工艺与材料科学、真空技术、物理测量技术、工业自动化及建筑科学等多种学科、多种技术、多种工艺协作配合的硕果,从真空玻璃的原理到真空玻璃的生产工艺,再到设备的制造,大都属于自主创新,“它可以发展成玻璃产业中的空中客机啊”。

  在世界上,我国的真空玻璃专利水平也处于前沿。目前,世界上只有中国与日本可以生产真空玻璃,双方技术相比各有千秋,例如在真空玻璃内部支撑物结构上,唐教授回国研究后选择了比圆柱体更好的设计,使热传导值更低、透光率更高,生产工艺上也不断改进。

  “哪座房子没有门窗?使用节能玻璃是最直接、最快、最有效的节能措施!”唐教授强调,“在现有建筑上就可直接安装。”真空玻璃领航建筑节能

  玻璃产业里的“空中客机”岂是浪得虚名,除了拥有完全的自主知识产权外,更在于这种知识产权的含金量。

  据唐教授介绍,标准的单膜真空玻璃传热系数可作到1.0Wm-2k-1左右,两片平板玻璃四周密封,间隙仅0.1—0.2mm。玻璃板之间放置支撑物以承受气压,但不影响玻璃的透光性,而玻璃夹层中,是气压低于10-1pa的真空,气体传热可忽略。

  随着科技进步,支撑物热导将更小,标准真空玻璃的传热系数将低于0.5Wm-2k-1,如果做成双真空层玻璃,传热系数将小于0.3Wm-2k-1,比现代各种新型墙体的传热系数还要小,厚度可小于10mm,在玻璃幕墙上的应用前景广阔。

  “不仅如此,真空玻璃在节省能源的同时,又间接地减少了能源使用过程中对环境造成的污染,并大大提升了工作和居住环境的舒适度。”自主创新路:披荆斩棘

  翻开真空玻璃的历史,早在1913年,第一项关于平板真空玻璃的专利应运而生,但真空玻璃的研发随即进入了冰河期。

  进入20世纪80年代后,真空玻璃的研究再次成为热点。美国克罗拉多太阳能研究所本森教授领导的真空玻璃研究组与南半球上澳大利亚悉尼大学应用物理系的科林斯教授领导的研究小组均未取得实际性进展。

  1990年,还是北大物理系副教授的唐健正作为高级访问学者,走进了澳大利亚悉尼大学的校园,开始与科林斯教授共同进行“真空平板玻璃”课题的研究。第二年,他们的研究就有了很大进展,并合作申请了国际专利。

  1993年,唐教授亲手制作的世界上第一块实用的大面积真空玻璃诞生了。1997年8月在韩国举行的国际太阳能协会年会上,他们的有关论文被授予4年一次的鲁道夫最佳论文奖,他们的发明也获得了澳大利亚科技奖和联合国能源委员会的表彰。

  为了在中国实现真空玻璃产业化,唐教授于1998年回国。2001年,北京新兴房地产公司董事长郑清和昌盛投资公司的总经理韩凯然与唐健正教授合作成立了北京新立基真空玻璃技术有限公司。近几年,唐教授领导下的东方新立基新材料研究所又不断创新,先后申请20多项专利。产业化:举步维艰

  然而,5年过去,符合国家提倡的自主创新政策,对节约社会建设有着重要意义的真空玻璃,在产业化的过程中却是步履蹒跚。

  目前我国真空玻璃年产量不及10万平方米,相比之下,真空玻璃在日本发展飞速。1995年日本极硝于玻璃公司购买真空玻璃专利的使用权,3年过后产量接近50万平方米。

  说到原因,唐教授显得很无奈:“国内(玻璃)企业怕担风险,宁愿引进国外的技术也不敢投资真空玻璃。”

  “缺乏配套法律法规的支持”,这更为重要。例如,取暖费未与建筑材料挂钩,采用价格更高的真空玻璃后取暖费不变,住户无法收回成本,自然不会做此买卖,开发商也不会对此投资。

  “此外,国家对创新、人才重视不足才是根本。”唐教授谈到他回国后的感受。在悉尼大学之初,依靠世界银行资助度日的他生活拮据,但他的才干很快受到重视,为了让他安心工作,悉尼大学及政府为他解决了各种后顾之忧,生活条件也大大改善。而回到国内,“推荐技术时别人却说要用引进的”。出路:解放思想加大政策倾斜

  政府的支持力度有多大,直接影响着真空玻璃产业化的进程。针对真空玻璃发展受到各种制约的现状,唐教授坦言:

  第一,重视创新与人才,此为根本。特别是对于领导,在思想上更要敢于创新,不要迷信外国人,引进并不是先进的代名词,我们需要培养自己的人才。国家重视自主创新,更应从领导做起,自上而下地转变,才能实现真正意义上的全民的创新型国家。第二,财政方面需要加大投入。第三,应完善建筑节能法规的建设并严格执行。如出台强制性法规要求建筑特别是公用建筑使用节能建材,同时在税收方面给予一定的照顾,解决竣工之后实地测量建筑物的节能性能缺位的问题,并研发实地测量设备。第四,部分科技投入应由科研机构与高等院校转向企业。当前高校与科研机构的部分研究因缺乏市场运作的能力,很难将科技成果转变为生产力。

  “如果不加大对真空玻璃以及其它高新技术的扶持,好的技术无法产业化,很有可能被别的国家收购。”唐教授面色凝重。

  其实,不只是真空玻璃,诸如此类创新产品的发展同样需要良好的环境。

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