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發(fā)布時(shí)間: | 2024-03-05 22:59 |
最后更新: | 2024-03-05 22:59 |
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low-e玻璃的特點(diǎn)
low-e玻璃是重要的建筑材料,隨著對(duì)建筑物裝飾性要求的不斷提高,玻璃在建筑行業(yè)中的使用量也不斷加大。然而,當(dāng)今人們?cè)谶x擇建筑物的玻璃門窗時(shí),除了考慮其美學(xué)和外觀特征外,更注重其熱量控制、制冷成本和內(nèi)部陽(yáng)光投射舒適平衡等問(wèn)題。這就使得鍍膜玻璃家族中的新貴——Low-E玻璃脫穎而出,成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
Low-E玻璃又稱低輻射玻璃,是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜系產(chǎn)品。其鍍膜層具有對(duì)可見(jiàn)光高透過(guò)及對(duì)中遠(yuǎn)紅外線高反射的特性,使其與普通玻璃及傳統(tǒng)的建筑用鍍膜玻璃相比,具有以下明顯優(yōu)勢(shì):
不錯(cuò)的熱性能
外門窗玻璃的熱損失是建筑物能耗的主要部分,占建筑物能耗的50%以上。有關(guān)研究資料表明,玻璃內(nèi)表面的傳熱以輻射為主,占58%,這意味著要從改變玻璃的性能來(lái)減少熱能的損失,較有效的方法是舒緩其內(nèi)表面的輻射。普通浮法玻璃的輻射率高達(dá)0.84,當(dāng)鍍上一層以銀為基礎(chǔ)的低輻射薄膜后,其輻射率可降至0.1以下。因此,用Low-E玻璃制造建筑物門窗,可大大降低因輻射而造成的室內(nèi)熱能向室外的傳遞,達(dá)到理想的節(jié)能效果。
室內(nèi)熱量損失的降低所帶來(lái)的另一個(gè)顯著效益是環(huán)保。寒冷季節(jié),因建筑物采暖所造成的CO2、SO2等有害氣體的排放是重要的污染源。如果使用Low-E玻璃,由于熱損失的降低,可大幅減少因采暖所消耗的燃料,從而減少有害氣體的排放。
良好的光學(xué)性能
Low-E玻璃對(duì)太陽(yáng)光中可見(jiàn)光有高的透射比,可達(dá)80%以上,而反射比則很低,這使其與傳統(tǒng)的鍍膜玻璃相比,光學(xué)性能大為改觀。從室外觀看,外觀更透明、清晰,即保證了建筑物良好的采光,又避免了以往大面積玻璃幕墻、中空玻璃門窗光反射所造成的光污染現(xiàn)象,營(yíng)造出更為柔和、舒適的光環(huán)境。
Low-E玻璃的上述特性使得其在發(fā)達(dá)國(guó)家獲得了日益廣泛的應(yīng)用。我國(guó)是一個(gè)能源相對(duì)匱乏的國(guó)度,能源的人均占有量很低,而建筑能耗已經(jīng)占全國(guó)總能耗的27.5%左右。因此,大力開(kāi)發(fā)Low-E玻璃的生產(chǎn)技術(shù)并推廣其應(yīng)用領(lǐng)域,必將帶來(lái)顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
Low-E玻璃的特點(diǎn)及功能
太陽(yáng)輻射能量的97%集中在波長(zhǎng)為0.3-2.5um范圍內(nèi),這部分能量來(lái)自室外;100℃以下物體的輻射能量集中在2.5um以上的長(zhǎng)波段,這部分能量主要來(lái)自室內(nèi)。
若以室窗為界的話, 冬季或在高緯度地區(qū)我們希望室外的輻射能量進(jìn)來(lái),而室內(nèi)的輻射能量不要外泄。若以輻射的波長(zhǎng)為界的話,室內(nèi)、室外輻射能的分界點(diǎn)就在2.5um這個(gè)波長(zhǎng)處。因此,選擇具有一定功能的室窗就成為關(guān)鍵。
3mm厚的普通透明玻璃對(duì)太陽(yáng)輻射能具有87%的透過(guò)率,白天來(lái)自室外的輻射能量可大部分透過(guò);但夜晚或陰雨天氣,來(lái)自室內(nèi)物體熱輻射能量的89%被其吸收,使玻璃溫度升高,然后再通過(guò)向室內(nèi)、外輻射和對(duì)流交換散發(fā)其熱量,故無(wú)法有效地阻擋室內(nèi)熱量泄向室外。
Low-E中空玻璃對(duì)0.3-2.5um的太陽(yáng)能輻射具有60%以上的透過(guò)率,白天來(lái)自室外輻射能量可大部分透過(guò),但夜晚和陰雨天氣,來(lái)自室內(nèi)物體的熱輻射約有50%以上被其反射回室內(nèi),僅有少于15%的熱輻射被其吸收后通過(guò)再輻射和對(duì)流交換散失,故可有效地阻止室內(nèi)的熱量泄向室外。Low-E玻璃的這一特性,使其具有控制熱能單向流向室內(nèi)的作用。
太陽(yáng)光短波透過(guò)窗玻璃后,照射到室內(nèi)的物品上。這些物品被加熱后,將以長(zhǎng)波的形式再次輻射。這些長(zhǎng)波被Low-E窗玻璃阻擋,返回到室內(nèi)。事實(shí)上通過(guò)窗玻璃再次輻射被減少到85%,較大地改善了窗玻璃絕熱性能。
單純高的太陽(yáng)能透射,能有效地保持這些能量,就不能認(rèn)為它是節(jié)能材料。Low-E鍍膜中空玻璃是一種較好的節(jié)能采光材料。它具有較高的太陽(yáng)能透射,非常低的"u"值,并且,由于鍍膜的效果,Low-E玻璃反射的熱量回到室內(nèi),使得窗玻璃附近的溫度較高,人在窗玻璃附近也不會(huì)感到太大的不適。而應(yīng)用Low-E窗玻璃的建筑其室內(nèi)溫度相對(duì)較高,因此在冬季可以保持相對(duì)高的室內(nèi)溫度,而不結(jié)霜,這樣在室內(nèi)的人也會(huì)倍感舒適。Low-E玻璃也能夠阻擋大量的紫外線透射,防止室內(nèi)的物品退色。
low-e玻璃的應(yīng)用
1、Low-E玻璃的相關(guān)定義Low-E玻璃即低輻射鍍膜玻璃,一種對(duì)波長(zhǎng)范圍在4.5μm~25μm的遠(yuǎn)紅外線具有較高反射比的鍍膜玻璃。由輻射率表示對(duì)紅外熱反射能力的高低,物體的輻射率等于物體在一定溫度下輻射的能量與同一溫度下黑體輻射能量之比。黑體的輻射率等于1,其他物體的輻射率介于0和1之間。輻射率越低,表示其反射的輻射熱越大。( 注1:由于溫度差引起的熱量傳遞主要集中在波長(zhǎng)在4.5μm~25μm的遠(yuǎn)紅外線范圍內(nèi))2、Low-E玻璃的功能和原理Low-E玻璃是在玻璃基片上鍍制功能性金屬或者金屬化合物膜層以及其它非功能性介質(zhì)層,使其具有高可見(jiàn)光透過(guò)率,較高的熱輻射反射率,阻止因溫差引起的熱輻射的傳遞。使用Low-E玻璃能有效減少夏季太陽(yáng)的熱輻射進(jìn)入室內(nèi),冬季有效舒緩室內(nèi)的采暖熱向室外傳導(dǎo),可以節(jié)約夏季空調(diào)制冷和冬季室內(nèi)采暖的費(fèi)用,從而達(dá)到節(jié)能的目的。Low-E玻璃的節(jié)能性能用傳熱系數(shù)U(K) 值和SC遮陽(yáng)系數(shù)表示。傳熱系數(shù)的單位是W/m·K,表示的是溫差為1K 時(shí)單位時(shí)間單位面積傳遞的熱量,表征物體的保溫能力;遮陽(yáng)系數(shù)Sc表示的是物體的太陽(yáng)能總透射比與通過(guò)3mm的太陽(yáng)能總透射比的比值,表征的是物體的隔熱能力。另外一個(gè)潛在的節(jié)能指數(shù)就是可見(jiàn)光透射比??梢?jiàn)光透射比和建筑物采光有關(guān),合適的采光不僅能節(jié)約照明能源,還可以保持用戶的舒適度?,F(xiàn)在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中通常用光熱比,可見(jiàn)光與太陽(yáng)能總透射比的比值,也有用選擇系數(shù)R 來(lái)表示可見(jiàn)光與遮陽(yáng)系數(shù)的比值來(lái)衡量節(jié)能效果,比值越大透過(guò)的可見(jiàn)光越多、采光性能越好,進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)能越低、節(jié)能效果越好。3、Low-E玻璃的種類根據(jù)Low-E玻璃的生產(chǎn)工藝, 可以分為在線Low-E玻璃和離線Low-E玻璃。在浮法玻璃生產(chǎn)線***溫度范圍處進(jìn)行的化學(xué)氣相沉積鍍膜,鍍制的功能性膜層是半導(dǎo)體材料的化合物。在線Low-E玻璃膜層硬度大,機(jī)械強(qiáng)度好,可熱加工。但由于膜層較厚,顏色不太靈活,也比較單一,輻射率一般在0.15~0.25之間。離線Low-E玻璃是玻璃基片轉(zhuǎn)移至鍍膜玻璃生產(chǎn)線上通過(guò)磁控濺射方法鍍制的金屬膜層和其他介質(zhì)膜層,通常是磁控陰極濺射法。磁控陰極濺射在靜止的電磁場(chǎng)中發(fā)生,電子在洛倫茲力的作用下向陽(yáng)極處的玻璃基片加速運(yùn)行,與氣氛Ar原子發(fā)生碰撞,電子的能量足夠大時(shí),Ar原子電離出Ar 和電子。電子飛向基片,Ar 加速飛向陰極(濺射靶材)并以高能量轟擊靶材,發(fā)生濺射,濺射粒子中的中性粒子沉積在基片上形成薄膜,二次電子在電磁場(chǎng)中洛倫茲力的作用下作擺線和螺旋線狀的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。通過(guò)磁控陰極濺射生產(chǎn)的離線Low-E玻璃,其顏色靈活,輻射率較在線Low-E玻璃低。
早期的離線Low-E玻璃由于膜層軟,易氧化很難用于熱加工。隨著技術(shù)的發(fā)展,膜結(jié)構(gòu)的調(diào)整,介質(zhì)層的使用,使得膜層的機(jī)械強(qiáng)度和物理性能都有很大提升,現(xiàn)在的離線Low-E玻璃已經(jīng)具有可鋼性。日常的檢驗(yàn)中也有客戶委托對(duì)離線產(chǎn)品按照在線產(chǎn)品檢測(cè)耐磨、耐酸堿性能,試驗(yàn)后,耐磨外觀只有很輕微的磨痕,耐酸堿外觀幾乎無(wú)變化。另外,可見(jiàn)光透射比的變化率都在1%以下,比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的≤ 4%要低很多。筆者曾做過(guò)驗(yàn)證,在熱加工的過(guò)程中,離線加熱到600℃以上,自然冷卻退火后,其輻射率會(huì)略有降低,可見(jiàn)光透射比加大在2%~8%左右,其性能總體來(lái)說(shuō)是能向有益的方向改變。離線Low-E玻璃常用的功能性金屬有金、銀、銅,由于銀在自然界中存在廣泛,且具有較好的導(dǎo)電性,形成薄膜后的電阻和輻射率較低,同時(shí)銀還具有可見(jiàn)光吸收小,透過(guò)率高的特點(diǎn)以及其合理的價(jià)格,是現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的功能性金屬。以銀為功能性膜層的Low-E玻璃又可以分為單銀、雙銀、三銀Low-E玻璃。即在玻璃基片上鍍制一層、兩層、三層的功能性金屬膜和其他介質(zhì)層。三者之間由于功能性膜層、介質(zhì)層的位置厚度的不同,會(huì)使可見(jiàn)光透過(guò)增加、輻射率降低,某生產(chǎn)廠的單銀產(chǎn)品的輻射率在0.1左右,雙銀產(chǎn)品的輻射率在0.05~0.08之間、三銀產(chǎn)品的輻射率在0.03~0.05之間,這個(gè)也不是較好的,如果銀膜鍍制得很厚的話即使只有一層也可以達(dá)到很低的輻射率。行業(yè)內(nèi)有些公司用選擇系數(shù)R來(lái)表示,單銀Low-E玻璃在1.1~1.3,雙銀Low-E玻璃在1.4~1.7,三銀Low-E玻璃在1.7~2.1之間。這只是該廠家的經(jīng)驗(yàn)值,其他公司可參考該值作為日常質(zhì)量控制,但第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)日常檢測(cè)中不用于對(duì)產(chǎn)品作合格判定。根據(jù)其性能指標(biāo),離線Low-E玻璃還可分為高透型Low-E玻璃和遮陽(yáng)型Low-E玻璃,高透型Low-E玻璃即對(duì)太陽(yáng)光具有較高的透過(guò)率,用在寒冷地區(qū)的冬季,以便讓更多的陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)。還有一種產(chǎn)品已經(jīng)復(fù)合了高透和遮陽(yáng)兩種功能即高透遮陽(yáng)型,這種產(chǎn)品的可見(jiàn)光透射比能達(dá)到60%~80%,遮陽(yáng)系數(shù)在0.30左右,這樣的Low-E玻璃用在炎熱地區(qū),可以節(jié)約很大一部分空調(diào)制冷費(fèi)用。4、離線Low-E玻璃的應(yīng)用離線Low-E玻璃產(chǎn)品廣泛用在建筑幕墻和大面積窗戶上。以滿足采光和節(jié)能雙重性格。一般不做單片使用,通常組合成充氣中空玻璃或者真空玻璃使用,中空腔內(nèi)充入的是Ar 或者Kr 等惰性氣體,一是保護(hù)玻璃膜面不受損傷,延長(zhǎng)Low-E玻璃的使用壽命;就是提高玻璃的節(jié)能效果。表1列出了單片玻璃不同輻射率時(shí)的傳熱系數(shù)以及各自的可見(jiàn)光透射比、遮陽(yáng)系數(shù)。表2列出了由表一單片玻璃組合成充氣中空玻璃的光熱性能。