高效 节能 安全——未来建筑玻璃功能化的核心
2016年4月，国家发布了“重点基础材料技术提升与产业化重点专项”首批项目指南，正式将“智能玻璃与高安全功能玻璃关键技术开发”列入“特种功能玻璃材料及制造工艺技术”指南。7月，经过层层选拔，由中国建材总院牵头的“智能玻璃与高安全功能玻璃关键技术开发”项目团队脱颖而出，获得立项和经费支持。
高效节能与安全是未来建筑玻璃的发展方向
玻璃因其独特的光学性能，成为建筑物构件的重要组成部分。近年来，建筑玻璃从采光、装饰向着高效节能、控制光线、安全、改善环境等多功能化方向发展。智能调光玻璃、低辐射节能玻璃、真空玻璃、防火玻璃等新型功能玻璃已成为建筑玻璃行业的新宠。电致/热致变色玻璃可以根据人为意愿，对采光进行调控，是一种智能化的节能玻璃。低辐射全钢化真空玻璃能够有效阻断室内外的热量和声音传递，是未来高效节能玻璃的发展方向。防火玻璃可以控制火势蔓延，是一种重要的安全玻璃。随着公共建筑窗体面积不断增大，清洁问题成为建筑物维护支出中的一项重大消耗，自清洁功能也是未来玻璃构件的一大发展方向。
从上世纪开始，美国、德国、英国、日本等少数发达国家便开展了电致/热致变色玻璃、隔热易洁等在线镀膜玻璃、真空玻璃、防火玻璃等功能玻璃的研究工作，在基础理论、相关材料与结构、产品性能、核心制造技术与装备等方面取得了大量成果和专利。近年来，在国家政策的引领和激励下，国内各大高校、科研院所、企业和个人潜心研究积极创新，在功能玻璃研究领域取得了多项突破性成果,尤其是真空玻璃技术已居于国际领先地位。然而，总体来说，或技术还不够成熟，或核心技术、装备还掌握在少数企业手中，目前还缺乏价格低廉的功能玻璃产品。因此，突破技术垄断、实现功能玻璃国产化迫在眉睫。
智能玻璃与高安全功能玻璃国产化道路任重道远
世界范围内，只有美国Sage和View公司实现了固态全无机电致变色镀膜玻璃产业化生产，其技术垄断、价格昂贵。目前，国内仅浙江上方电子装备有限公司建立了首条全无机电致变色玻璃生产线，制备出370mm×470mm的样品。相比较而言，热致变色玻璃研究较成熟，上海大学采用液相法制备热致变色材料在佛山金智节能膜有限公司实现了产业化，但太阳能调节效率较低。
目前，仅英国Pilkington、美国PPG和Arkema、日本旭硝子公司拥有浮法在线镀膜技术和设备。国内耀华集团、旗滨集团和中航三鑫分别以高昂的价格引进PPG和Arkema的技术，获得了浮法在线制备镀膜玻璃的生产能力，但是没有连续生产。
真空玻璃的保温、隔音性能优异，但是安全性问题制约了其推广应用。日本板硝子采用悉尼大学专利技术早在本世纪初就实现了真空玻璃产业化，但迄今为止仍未突破钢化真空玻璃制造技术。近年来，中国建材总院通过红外辐射加热配合无铅选择性热吸收封接料，实现钢化真空玻璃快速封接，为钢化真空玻璃产业化技术开启了新的一页。
圣戈班和皮尔金顿生产的无机复合防火玻璃在国际市场上占主要份额，而国内多以有机复合防火玻璃产品为主，因耐候性问题无法用于建筑外窗。北京格林京丰等少数企业可生产无机复合防火玻璃，但因模数低，其性能与国外产品差距较大。
针对上述发展现状和问题，“智能玻璃与高安全功能玻璃关键技术开发”项目(项目编号：2016YFB0303900)拟开展固态全无机电致/热致变色玻璃、节能易洁玻璃、低辐射全钢化真空玻璃、高性能复合防火玻璃等智能玻璃与高安全功能玻璃制造关键技术的研发。通过该项目的实施，掌握智能玻璃规模化制造技术，突破产品空白；解决线镀膜玻璃功能单一问题，并提高其节能性能，适应市场需求；解决真空玻璃安全性问题和防火玻璃耐久性问题，推进其推广应用。该项目的实施旨在提升我国建筑功能玻璃的设计、制造与应用水平，以及自主创新能力，提升建筑玻璃行业的整体竞争实力，实现其整体水平由跟跑型为主向并行和领跑型转变。
智能玻璃和高安全功能玻璃将开启中国玻璃走向世界的新篇章
固态全无机电致变色镀膜玻璃适合大面积制备，其材料具有稳定性好、使用寿命长的特点，是最有希望用于建筑幕墙和外窗的主动式调控节能玻璃，市场前景广阔。它与低辐射镀膜玻璃等被动式节能玻璃协同使用，可以最大限度实现建筑玻璃的节能，具有良好的经济和社会效益。
全光谱多功能节能易洁镀膜玻璃，辐射率逼近离线低辐射镀膜玻璃产品，将大大拓展低辐射镀膜玻璃的使用范畴；复合易洁功能，将降低深加工过程中的清洁成本和服役过程中的维护成本，具有广阔的市场前景和经济效益。
该项目预期除获得大尺寸新型钢化真空玻璃产品外，还将大幅提高生产效率、降低生产成本。无铅、钢化新型安全环保真空玻璃的开发，将突破真空玻璃的安全性问题，并促进真空玻璃在展示冷柜玻璃门及客车、列车、船舶的玻璃窗等领域的应用，产业化前景广阔。
无机复合防火玻璃是现今唯一能够满足1h以上防火隔热性能的玻璃产品，应用前景广阔，而具有异形结构的复合防火玻璃非常适合于幕墙、防火通道和隔离区使用。高性能异形复合防火玻璃的开发，将进一步拓宽玻璃产品的应用范畴。
总之，门窗是建筑物能量损失的最后一道闸门，高效节能与安全是未来玻璃功能化的核心内容。该项目的实施将在高附加值、新型建筑功能玻璃基础材料的设计与开发、制造流程与工艺优化以及产业化等方面获得重点突破，将引领我国高端建筑玻璃产品走向世界。
