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智能玻璃在中國的發(fā)展前瞻

來源:建筑光學 作者:裴世鈾 2018/4/2 16:07:44

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  我們將收集到的數據整合成下表,因為有些數據的時效性難以把握,不排除未知的產品有更好性能,所以僅供大家參考:

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  通過該表的對比我們可以發(fā)現,PDLC具有良好的隱私效果,但不具有遮陽隔熱能力,適用于室內隔斷浴室等隱私保護應用。SPD能夠快速實現透明與深藍色之間的轉換,所以在汽車領域有較好的應用前景,但是目前SPD技術以及知識產權目前被Research Frontier公司壟斷,所以價格居高不下。相比之下,EC技術的優(yōu)勢可以歸結為以下幾點:

  1.連續(xù)可調的可見、紅外光透過率與遮陽系數,且具有較寬的變化范圍。

  2.直流低壓驅動方式,遠低于人體安全電壓36V,更適合于電子產品與車載電源。

  3.全無機材料帶來的較長壽命。

  國外的各種EC應用實例顯示,在絕大部分應用場合,比如建筑幕墻、門窗以及汽車車窗等,分鐘級別的變色速度目前可以被接受。再加上相比于SPD技術,EC知識產權的非壟斷性應該會帶來更大市場規(guī)模、更親民的價格以及更快發(fā)展節(jié)奏。綜上所述,我們認為三種技術中,EC技術是當下具市場發(fā)展?jié)摿Φ闹悄懿AЪ夹g。

  EC玻璃自身具有優(yōu)異的調光和隔熱效果,也可以進一步加工成夾膠或中空玻璃。美國View Inc在邁阿密、亞特蘭大、紐約、鳳凰城以及舊金山搭建了同尺寸、同朝向、同條件的EC樣板房和Low-E玻璃樣板房,進行節(jié)能效果對比。結果發(fā)現,相比于Low-E,EC平均每年節(jié)省了27%的空調制冷容量,用電總能耗平均降低20%。

  我們有理由相信,事實上我們也正在為之努力,EC智能玻璃將在10年之內逐漸走進中國的千家萬戶。我國的夏熱冬暖地區(qū)、夏熱冬冷以及溫和地區(qū)非常適合EC玻璃的使用。值得一提的是,合肥威迪變色玻璃有限公司生產的單片EC玻璃能夠滿足被動房在以上區(qū)域對太陽紅外熱能總透射比gIR和太陽能總透射比g的要求。

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  在寒冷以及嚴寒區(qū)域,EC玻璃的節(jié)能效果主要體現在透明態(tài)允許可見光和紅外光進入室內,不妨礙冬季通過日曬取暖。不過整體來說,EC玻璃在夏熱冬暖地區(qū)、夏熱冬冷以及溫和地區(qū)可以更有效的發(fā)揮自身的隔熱節(jié)能效果。

  江蘇省對建筑節(jié)能水平的要求走在全國前列。由江蘇省建筑科學研究院有限公司主編的江蘇省工程建設標準DGJ32/J 157-2013《居住建筑標準化外窗系統(tǒng)應用技術規(guī)程》中要求:“建筑外窗不提倡采用Low-E玻璃,若采用Low-E玻璃,其外窗冬季遮陽系數不得小于0.6,以避免對冬季陽光的遮擋!边@就給玻璃產品提出了新的挑戰(zhàn),如何兼顧“夏天不熱”和“冬季曬太陽”實現一體節(jié)能?一塊玻璃,如何在夏季具有較低的SC,而冬季SC≥0.6?合肥威迪的EC玻璃產品可以做到!所以,很多人把EC玻璃稱為可以變色的動態(tài)Low-E。該標準也提醒高等消費者在選購EC產品的時候要留意SC值的變化范圍,透明態(tài)是否可以達到0.6。

  為了對智能窗的節(jié)能效果有更深入的理解,我們請中國科學技術大學孫煒教授對EC智能玻璃進行了模擬和計算,以期能夠為設計師提供EC窗節(jié)能效果和其朝向之間關系的參考。模擬房間設定處于合肥市的氣候環(huán)境(夏熱冬冷),窗墻比為0.8,天窗開窗比為87.5%。計算結果顯示,天窗采用EC窗可以減少55%的空調制冷量,東西朝向節(jié)約的制冷量分別是42%和44%,朝南的EC窗為38%。該結果表明,EC智能窗適合用于天窗、采光頂等長時間接受日曬的區(qū)域,在東西方向直接面對日曬,以及向陽但是帶有一定角度的南向,也有很好的節(jié)能效果。陽光房,原本用來享有陽光,親近自然,卻因為強烈的日曬導致空調都無法實現制冷控溫,悶熱讓人不得不放棄這份通透的浪漫。如果陽光房使用EC玻璃,即便是盛夏的午后,人們也可以享有EC技術帶來的陰涼愜意。結合Wifi和物聯(lián)網,我們可以用手機、電腦對EC玻璃實現遠程控制,甚至可以為高樓大廈披上動態(tài)的外衣。

  EC技術本身具有較好的節(jié)能效果與智能優(yōu)勢,這種技術會不會快速發(fā)展,能不能給世界給中國帶來新的變化顯得尤為重要。EC智能玻璃率先在國外發(fā)展起來,法國圣戈班控股的Sage公司在2014年率先實現了量產。

  在國內,EC玻璃吸引了各大學、科研院所、企業(yè)的廣泛的關注和投入。中國科技大學的徐春葉教授是電致變色學術界的帶領人物,國家“千人計劃”相關人士、中科院“百人計劃”入選者,其參與發(fā)明的電致變色材料已在波音787飛機舷窗上使用。寧波禰若電子于2014年建設了國內一條量產的基于EC技術的汽車防眩后視鏡生產線,產品已經進入了汽車后裝及前裝市場。浙江上方電子,在2014年底研制成功中國一塊全固態(tài)電致變色智能玻璃樣品(尺寸370*470 mm),目前在銷售電致變色玻璃設備。中建材集團、南玻集團也正在研發(fā)EC智能玻璃的相關產品。合肥威迪變色玻璃有限公司致力于電致變色智能玻璃的產業(yè)化和在中國的普及。公司核心團隊包括國家“千人計劃”特聘相關人士、省百人計劃相關人士、美國硅谷產業(yè)化相關人士、高等工程師等相關人士。合肥威迪已經建成國內首條幅寬1.5米,年產能10萬平方米的智能玻璃產線。其產品和同尺寸(300*300 mm)的美國產品進行了性能對比,變色時間、可見光、紅外光、紫外光透過率以及遮陽系數等關鍵指標處于相同水平。

  EC玻璃作為一種全新產品,目前價格較高。國內供應商美國Sage,其售價為1萬金額每平方米,交貨期16周。很多窗幕墻界的同行關心,EC玻璃的價格會有哪樣的走勢?所謂以史為鏡可以知興替,我們可以從PDLC的售價趨勢一窺未來。2004年,國內PDLC供應商只有NSG一家,當時的價格高達10000元每平方米。2006年,市場上PDLC供應商為兩家,單價降為6000,銷量略有增長。2017年供應商數量已經達20家,單價降為1000元左右。與此同時銷量從04年的1000平方米穩(wěn)步增長為120,000。由此可以推測,EC玻璃的售價和銷量可能會有類似的發(fā)展規(guī)律?紤]到遮陽、智能、隱私、節(jié)能等多種功能,EC玻璃應該比PDLC具有更廣泛的應用領域和更大的市場規(guī)模。以建筑領域為例,假設1%的高等門窗幕墻使用EC玻璃,其市場規(guī)?蛇_4,000,000平方米。隨著更多的企業(yè)參與到該領域中來,EC玻璃售價可能會降至千元以下。

  除了建筑領域以外,交通是EC玻璃第二大的應用市場。據統(tǒng)計,2016年生產的汽車和高鐵分別為2800萬輛和3474列。我國相關部門正在大力推廣電動汽車及智能汽車,所以我們相信節(jié)能智能的EC交通玻璃有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

  2017年對EC玻璃來說是一個起飛點,除了節(jié)能需求,智能化浪潮更是力度強助推了智能玻璃產業(yè)的發(fā)展。美國Sage、View和KTI/AGC紛紛投入巨資開始建造新的產線以搶占大部分國家市場。我國也迎來了EC玻璃規(guī);瘧茫1700平方米北京騰訊大樓采光頂。我國的一條電致變色生產線也在年內將在合肥投產。所有的現象都表明,一場靜悄悄地革命正在到來,那就是玻璃也要智能化!

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