low-E中空玻璃簡介.doc

Low-E玻璃概述一、電磁波譜概述在光譜家族中，除了可見光之外，還有其他家族成員。他們統(tǒng)稱為電磁波。從科學(xué)的角度來說，電磁波是能量的一種，凡是高于絕對零度的物體，都會釋放出電磁波。 正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣，除光波外，人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波譜可以按照波長或頻率的順序進行排列，如果把每個波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是工頻電磁波、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及射線。以無線電的波長最長，宇宙射線的波長最短。無線電波 3000m-0.3mm，微波 0.1-100cm，紅外線 0.3mm-0.75m（其中：近紅外為0.76-3m，中紅外為3-6m，遠紅外為6-15m，超遠紅外為15-300m），可見光 0.7-0.4m，紫外線 0.4m-10nm，X射線 10-0.1nm，射線 0.1-0.001nm。高能射線小于0.001nm，傳真（電視）用的波長是36m，雷達用的波長更短，3米到幾毫米。電磁波波譜分布圖如圖1所示。圖1 電磁波波譜分布圖圖2為太陽輻射能量分布圖，從圖中可以明顯看出，太陽輻射主要集中在可見光部分（380-780nm），波長大于可見光的紅外線（780nm）和小于可見光的紫外線（380nm）的部分較少。在全部的太陽輻射中，波長在150-4000nm的占99%以上，且主要分布在可見光區(qū)和紅外區(qū)，前者約占太陽輻射總能量的50%，后者約占43%，紫外區(qū)的太陽輻射能很少，只占總量的7%。圖2 太陽輻射能量分布圖二、Low-E玻璃1. Low-E玻璃的概念Low-E玻璃在玻璃表面鍍上低輻射材料及金屬氧化物膜，使玻璃呈現(xiàn)出不同的顏色。其主要作用是降低玻璃的U值，同時有選擇地降低Sc，全面改善玻璃的節(jié)能特性。Low-E玻璃也叫低溫輻射鍍膜玻璃，是我國目前推薦的新型節(jié)能產(chǎn)品。鍍膜玻璃的節(jié)能性是通過改變玻璃表面的熱反射特性而實現(xiàn)的，由于選擇了不同的鍍膜材料和膜結(jié)構(gòu)而形成了兩大系列產(chǎn)品，即熱反射鍍膜玻璃和低溫輻射鍍膜玻璃。Low-E玻璃的適用地域較廣，適用于我國大部分地區(qū)。2. Low-E玻璃的制備方法Low-E玻璃的制備方法主要有以下兩種：（1）在線高溫熱解沉積法：是將金屬液體或金屬粉末直接噴射到熱玻璃表面上，隨著玻璃的冷卻，金屬膜層逐漸成為玻璃的一部分。（2）離線真空濺射法：是指在玻璃表面鍍制多層復(fù)合膜。在線Low-E玻璃可以單片使用也可以進行鋼化、熱彎等深加工，可以長期儲存、不易變質(zhì)，特別適合應(yīng)用在異型建筑和環(huán)境惡劣地區(qū)。離線Low-E玻璃的穩(wěn)定性較差，不能單片使用或存儲，通常是現(xiàn)將浮法玻璃鋼化，然后鍍Low-E膜層，鍍膜后必須馬上合成中空玻璃。否則膜層與空氣長時間接觸會被氧化從而喪失Low-E節(jié)能性。此外，離線Low-E玻璃可以在厚度不超過20mm的玻璃基片上鍍膜，同時可以根據(jù)要求的顏色一次生產(chǎn)完成。在線Low-E玻璃一般僅在厚度為4mm、5mm、6mm的玻璃基片上鍍膜，顏色只有灰藍色喝凈色，品種簡單，可選擇性小。因此，在線Low-E玻璃主要用于民用建筑，而功能優(yōu)異、價格昂貴的離線Low-E玻璃則主要用在商業(yè)樓宇等高檔建筑上。3. Low-E玻璃的特性（1）優(yōu)異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。相關(guān)研究表明，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減少熱能的損失，最有效的方法是抑制其內(nèi)表面的輻射。普通浮法玻璃的輻射率高達0.84，當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，達到理想的節(jié)能效果。（2）良好的光學(xué)性能Low-E玻璃對太陽光中可見光有高的透射比，可達80%以上，而反射率很低，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，營造出更為柔和、舒適的光環(huán)境。4. Low-E玻璃的透過率圖3 鍍膜玻璃與Low-E玻璃的透過率曲線從圖中可以明顯看出，與鍍膜玻璃相比，Low-E玻璃具有高的可見過透過率，從而保證了高的采光性，同時具有很低的紅外透過率，從而有效阻擋了熱輻射。三、Low-E玻璃的傳熱原理和熱工性能評價指標如前所述，由于離線Low-E玻璃不會單片使用，通常Low-E玻璃是由兩片或多片玻璃組合而成，每片玻璃間用硅酮密封行程中空腔，中空腔內(nèi)充有干燥的空氣或惰性氣體。根據(jù)能量傳遞原理，Low-E玻璃的傳熱原理如圖4所示。當Low-E中空玻璃兩側(cè)有溫差時，熱量就從溫度高的一側(cè)通過構(gòu)件傳遞到溫度低的一側(cè)。其傳熱可分為兩部分，一部分為太陽直接傳熱SHGC，另一部分為室內(nèi)外溫差引起的傳熱。室內(nèi)外溫差引起的傳熱主要包括：（1）室外環(huán)境與構(gòu)件外表面的輻射和對流；（2）各層玻璃板內(nèi)部的熱傳導(dǎo)；（3）中空腔內(nèi)氣體的導(dǎo)熱、對流；（4）中空腔玻璃板之間的輻射；（5）構(gòu)件內(nèi)表面和室內(nèi)環(huán)境的輻射與對流。圖4 Low-E玻璃傳熱過程示意圖根據(jù)Low-E中空玻璃的傳熱原理，引用以下參數(shù)來評價Low-E中空玻璃的熱工性能。（1） 傳熱系數(shù)所謂傳熱系數(shù)是指在構(gòu)建兩側(cè)溫差為1時，單位時間通過構(gòu)件單位面積所傳遞的熱量叫總傳熱系數(shù)。目前國內(nèi)普遍使用美國標準的U值，對于整個門窗系統(tǒng)用Uw來表示，Low-E中空玻璃用Ug來表示，根據(jù)其傳熱原理，Ug可用下式來表示：式中：ho、hi分別是玻璃室外側(cè)、室內(nèi)側(cè)表面的換熱系數(shù)； hg第n層隔層氣體的傳熱系數(shù)（包括對流和傳導(dǎo)）； hr第n層隔層兩側(cè)玻璃表面的輻射傳導(dǎo)系數(shù)； E1、E2第n層隔層兩側(cè)玻璃表面的輻射率； dm、rm分別是第m層玻璃的厚度和熱阻。（2） 遮陽系數(shù)Sc遮陽系數(shù)是透過玻璃的陽光獲取量與相同條件下透過單層3mm無色玻璃的陽光獲取量的比值。按美國標準，假設(shè)在夏季條件下，通過3mm白玻的陽光獲取量與陽光輻射量之比為0.87，該數(shù)值被稱為陽光獲取銀子SHGF。SHGC被稱為陽光獲取系數(shù)，該系數(shù)是通過玻璃的陽光熱獲取量與陽光輻射量的百分比。所以：Sc=SHGC/SHGF(3)（3） 選擇系數(shù)rLow-E玻璃從單銀到雙銀甚至到三銀的發(fā)展過程，除了追求耕地