low-e玻璃 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)中的使用量也不斷增大。然而，當(dāng)今人們?cè)谶x擇建筑物的玻璃門(mén)窗時(shí)，除了考慮其美學(xué)和外觀(guān)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(chēng)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(xiàn)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)： 的熱性能 外門(mén)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，較有效的方法是抑制其內(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(mén)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(guān)。從室外觀(guān)看，外觀(guān)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(mén)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玻璃的應(yīng)用與發(fā)展 在美國(guó)及歐洲，低輻射(Low-E)(譯稱(chēng)婁義)鍍膜玻璃由于其優(yōu)越的性能，得到了極大的關(guān)注。特別是德國(guó)的Wschvo法規(guī)，使Low-E玻璃有迅猛的發(fā)展。 歐洲的制造商是在60年代末開(kāi)始實(shí)驗(yàn)室研究"Low-E"的。1978年，美國(guó)的英特佩(interqane)成功地將"Low-E"玻璃應(yīng)用到建筑物上。 "Low-E"的優(yōu)越性是無(wú)可質(zhì)疑的 。從1990年開(kāi)始，"Low-E"的用量在美國(guó)以年5％的速度遞增 。將來(lái)，"Low-E"是否成為窗玻璃的主導(dǎo)地位還不得知，但是業(yè)主和門(mén)窗公司都非常重視節(jié)能型的門(mén)窗。而且，今年的建筑物絕大多數(shù)是用它的節(jié)能效果來(lái)評(píng)定優(yōu)劣的。 目前的兩種Low-E玻璃生產(chǎn)方法 在線(xiàn)高溫?zé)峤獬练e法： 在線(xiàn)高溫?zé)峤獬练e法"Low-E"玻璃在美國(guó)有多家公司的產(chǎn)品。如PPG公司的 Surgate200，福特公司的Sunglas H．R"P"。這些產(chǎn)品是在浮法玻璃冷卻工藝過(guò)程中完成的。液體金屬或金屬粉沫直接噴射到熱玻璃表面上，隨著玻璃的冷卻，金屬膜層成為玻璃的一部分 。固此，該膜層堅(jiān)硬耐用。這種方法生產(chǎn)的"Low-E"玻璃具有許多優(yōu)點(diǎn)：它可以熱彎，鋼化，不必在中空狀態(tài)下使用，可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存。它的缺點(diǎn)是熱學(xué)性能比較差 。除非膜層非常厚，否則其"u"值只是濺射法"Low-E"鍍膜玻璃的一半。如果想通過(guò)增加膜厚來(lái)改善其熱學(xué)性能，那么其透明性就非常差。 離線(xiàn)真空濺射法 離線(xiàn)法生產(chǎn)Low-E玻璃，是目前國(guó)際上普遍采用真空磁控濺射鍍膜技術(shù)。用濺射法可以生產(chǎn)"Low-E"玻璃的廠(chǎng)家及產(chǎn)品有北美的英特佩公司的"LnplusNetetralR"，PPG公司的Sungatel00，福特公司的SunglasHRS等 。和高溫?zé)峤獬练e法不同，濺射法是離線(xiàn)的。且據(jù)玻璃傳輸位置的不同有水平及垂直之分。 濺射法工藝生產(chǎn)"Low-E"玻璃，需一層純銀薄膜作為功能膜。純銀膜在二層金屬氧化物膜之間。金屬氧化物膜對(duì)純銀膜提供保護(hù)，且作為膜層之間的中間層增加顏色的純度及光透射度。 垂直式生產(chǎn)工藝中，玻璃垂直放置在架子上，送入10-1帕數(shù)量級(jí)的真空環(huán)境中，通入適量的工藝氣體（惰性氣體Ar或反應(yīng)氣體O2、N2），并保持真空度穩(wěn)定。將靶材Ag、Si等嵌入陰極，并在與陰極垂直的水平方向置入磁場(chǎng)從而構(gòu)成磁控靶。以磁控靶為陰極，加上直流或交流電源，在高電壓的作用下，工藝氣體發(fā)生電離，形成等離子體。其中，電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下，進(jìn)行高速螺旋運(yùn)動(dòng)，碰撞氣體分子，產(chǎn)生更多的正離子和電子；正離子在電場(chǎng)的作用下，達(dá)到一定的能量后撞擊陰極靶材，被濺射出的靶材沉積在玻璃基片上形成薄膜。為了形成均勻一致的膜層，陰極靶靠近玻璃表面來(lái)回移動(dòng)。為了取得多層膜，必須使用多個(gè)陰極，每一個(gè)陰極均是在玻璃表面來(lái)回移動(dòng)，形成一定的膜厚。 水平法在很大程度上是和垂直法相似的。主要區(qū)別在玻璃的放置，玻璃由水平排列的輪子傳輸，通過(guò)陰極，玻璃通過(guò)一系列銷(xiāo)定閥門(mén)之后，真空度也隨之變化。當(dāng)玻璃到達(dá)主要濺射室時(shí)，鍍膜壓力達(dá)到，金屬陰極靶固定，玻璃移動(dòng)。在玻璃通過(guò)陰極過(guò)程中，膜層形成。 目前，國(guó)產(chǎn)和絕大部分進(jìn)口磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線(xiàn)的目標(biāo)產(chǎn)品均是以鍍制單質(zhì)膜和金屬膜為主的陽(yáng)光控制膜玻璃。這類(lèi)產(chǎn)品工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備的要求較低。因此，這些生產(chǎn)線(xiàn)不能滿(mǎn)足鍍制LOW-E玻璃的要求。 濺射法生產(chǎn)"Low－E"玻璃，具有如下特點(diǎn)： 由于有多種金屬靶材選擇，及多種金屬靶材組合，因此，濺射法生產(chǎn)"Low-E"玻璃可有多種配置。在顏色及純度方面，濺射鍍也優(yōu)于熱噴鍍，而且，由于是離線(xiàn)法，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面也較靈活 。較主要的優(yōu)點(diǎn)還在于濺射生產(chǎn)的"Low-E"中空玻璃其"u"值優(yōu)于熱解法產(chǎn)品的"u"值，但是它的缺點(diǎn)是氧化銀膜層非常脆弱，所以它不可能象普通玻璃一樣使用。它必須要做成中空玻璃，且在未做成中空產(chǎn)品以前，也不適宜長(zhǎng)途運(yùn)輸。 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(huà)， 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(huà)，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％，極大地改善了窗玻璃絕熱性能。 窗玻璃的絕熱性能一般是用"u"值來(lái)表示的，而"u"值和玻璃的輻射率有直接的關(guān)系。 "u"值的定義為：ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)條件下，由于玻璃熱傳導(dǎo)和室內(nèi)外的溫差，所形成的空氣到空氣的傳熱量。其英制單位為：英熱量單位每小時(shí)每平方英尺每華氏溫度，公制單位為：瓦每平方米每攝氏溫度、"u"值越低，通過(guò)玻璃的傳熱量也越低，窗玻璃的絕熱性能越好。輻射率是某物體的單位面積輻射的熱量同單位面積黑體在相同溫度，相同條件下輻射熱量之比。輻射率定義是某物體吸收或反射熱量的能力。理論上完全黑體對(duì)所有波長(zhǎng)具有100％的吸收。即反射率為零。因此，黑體輻射率為1.0。 通常，浮法白玻璃的輻射率為0.84。而大多數(shù)在線(xiàn)熱聚合"Low-E"鍍膜玻璃的輻射率在0.35到0.5 之間。磁控真空濺射"Low-E"鍍膜玻璃的輻射率在0.08到0.15之間。值得注意的是低的輻射率直接對(duì)應(yīng)著低的"u"值。玻璃的輻射率越接近于零，其絕熱性能就越好。 一個(gè)"節(jié)能采光系統(tǒng)"的優(yōu)越性必須體現(xiàn)在盡可能高的太陽(yáng)總能量的透過(guò)，而同時(shí)具有較低的"u"值。通過(guò)同時(shí)考慮能量的獲得和熱的損失，建立了能量平衡方程式，Ueg=UF-RFg。較好的能量平衡特性的采光系統(tǒng)是真空磁控濺射"Low-E"鍍膜中空玻璃。盡管單層玻璃其太陽(yáng)能的透射為較大，但它的"u"值及"Ueg"值卻較差。因此，不能滿(mǎn)足好的能量平衡的需求。 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(xiàn)透射，防止室內(nèi)的物品退色