更新时间:2024-07-14 18:24
Low-E玻璃又称低辐射玻璃,是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性,使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比,具有优异的隔热效果和良好的透光性。
优异的热性能
外门窗玻璃的热损失是建筑物能耗的主要部分,占建筑物能耗的50%以上。有关研究资料表明,玻璃内表面的传热以辐射为主,占58%,这意味着要从改变玻璃的性能来减少热能的损失,最有效的方法是抑制其内表面的辐射。普通浮法玻璃的辐射率高达0.84,当镀上一层以银为基础的低辐射薄膜后,其辐射率可降至0.15以下。因此,用Low-E玻璃制造建筑物门窗,可大大降低因辐射而造成的室内热能向室外的传递,达到理想的节能效果。
室内热量损失的降低所带来的另一个显著效益是环保。寒冷季节,因建筑物采暖所造成的CO2、SO2等有害气体的排放是重要的污染源。如果使用Low-E玻璃,由于热损失的降低,可大幅减少因采暖所消耗的燃料,从而减少有害气体的排放。
透过玻璃的热量是双向的,热量即能由室内传递到室外,反之亦然,并且是同时进行的,只是传递热量差的问题。在冬天的时候,室内的温度比室外高,要求保温。夏天室内温度比室外的低,要求玻璃能隔热,就是室外热量尽量少的传递到室内。Low-E玻璃能够实现冬天和夏天的要求,既能保温又能隔热,起到环保低碳的效果。
良好的光学性能
Low-E玻璃的可见光透过率从理论上的0%-95%(6mm白玻很难做到)不等,可见光透过率代表室内的采光性。室外反射率从10%-30%左右,室外反射率就是可见光反射率,代表反光强度或者耀眼程度,目前,中国要求幕墙的可见光反射率不大于30%。
Low-E玻璃的上述特性使得其在发达国家获得了日益广泛的应用。我国是一个能源相对匮乏的国度,能源的人均占有量很低,而建筑能耗已经占全国总能耗的27.5%左右。因此,大力开发Low-E玻璃的生产技术并推广其应用领域,必将带来显著的社会效益和经济效益。Low-E玻璃在生产中,因材质特殊性,在经过清洗机时,对清洗毛刷有较高的要求。刷丝必须是高档的尼龙刷丝如PA1010、PA612等,丝直径在0.1-0.15mm为佳。因刷丝柔软性好,弹性强,耐酸碱,耐温,能够轻易的清除玻璃表面上的尘埃,且不会对表面造成刮痕。
在美国及欧洲,低辐射(Low-E)(译称娄义)镀膜玻璃由于其优越的性能,得到了极大的关注。特别是德国的Wschvo法规,使Low-E玻璃有迅猛的发展。
欧洲的制造商是在60年代末开始实验室研究
主导地位还不得知,但是业主和门窗公司都非常重视节能型的门窗。目前,建筑物绝大多数是用它的节能效果来评定优劣的。
目前的两种Low-E玻璃生产方法
在线高温热解沉积法:
浮法玻璃冷却工艺过程中完成的。液体金属或金属粉沫直接喷射到热玻璃表面上,随着玻璃的冷却,金属膜热弯镀膜玻璃的一半。如果想通过增加膜厚来改善其热学性能,那么其透明性就非常差。
离线真空溅射法
离线法生产Low-E玻璃,是目前国际上普遍采用真空磁控溅射镀膜技术。和高温热解沉积法不同,溅射法是离线的。且据玻璃传输位置的不同有水平及垂直之分。
金属氧化物膜之间。金属氧化物膜对纯银膜提供保护,且作为膜层之间的中间层增加颜色的纯度及光透射度。
垂直式生产工艺中,玻璃垂直放置在架子上,送入10-1帕数量级的真空环境中,通入适量的工艺气体(惰性气体Ar或反应气体O2、N2),并保持真空度稳定。将靶材Ag、Si等嵌入阴极,并在与阴极垂直的水平方向置入磁场从而构成磁控靶。以磁控靶为阴极,加上直流或交流电源,在高电压的作用下,工艺气体发生电离,形成等离子体。其中,电子在电场和磁场的共同作用下,进行高速螺旋运动,碰撞气体分子,产生更多的正离子和电子;正离子在电场的作用下,达到一定的能量后撞击阴极靶材,被溅射出的靶材沉积在玻璃基片上形成薄膜。为了形成均匀一致的膜层,阴极靶靠近玻璃表面来回移动。为了取得多层膜,必须使用多个阴极,每一个阴极均是在玻璃表面来回移动,形成一定的膜厚。
水平法在很大程度上是和垂直法相似的。主要区别在玻璃的放置,玻璃由水平排列的轮子传输,通过阴极,玻璃通过一系列销定阀门之后,真空度也随之变化。当玻璃到达主要溅射室时,镀膜压力达到,金属阴极靶固定,玻璃移动。在玻璃通过阴极过程中,膜层形成。
目前,国产和绝大部分进口磁控溅射镀膜生产线的目标产品均是以镀制单质膜和金属膜为主的阳光控制膜玻璃。这类产品工艺相对简单,对设备的要求较低。因此,这些生产线不能满足镀制LOW-E玻璃的要求。
由于有多种金属靶材溅射镀也优于热喷镀,而且,由于是离线法,在新产品开发中空玻璃热解法氧化银膜层非常脆弱,所以它不可能象普通玻璃一样使用。它必须要做成中空玻璃,且在未做成中空产品以前,也不适宜长途运输。
太阳辐射能量的97%集中在波长为0.3-2.5um范围内,这部分能量来自室外;100℃以下物体的辐射能量集中在2.5um以上的长波段,这部分能量主要来自室内。
若以室窗为界的话, 冬季或在高纬度地区我们希望室外的辐射能量进来,而室内的辐射能量不要外泄。若以辐射的波长为界的话,室内、室外辐射能的分界点就在2.5um这个波长处。因此,选择具有一定功能的室窗就成为关键。
3mm厚的普通透明玻璃对太阳辐射能具有87%的透过率,白天来自室外的辐射能量可大部分透过;但夜晚或阴雨天气,来自室内物体热辐射能量的89%被其吸收,使玻璃温度升高,然后再通过向室内、外辐射和对流交换散发其热量,故无法有效地阻挡室内热量泄向室外。
ASHRAE标准条件下,由于玻璃热传导和室内外的温差,所形成的空气到空气的传热量。其英制单位为:英热量单位每小时每平方英尺每华氏温度,公制单位为:瓦每平方米每摄氏温度反射率为零。因此,黑体辐射率为1.0。
能量平衡方程式,Ueg=UF-RFg。最好的能量平衡特性的采光系统是真空磁控溅射
单纯高的太阳能透射,如果不能有效地保持这些能量,就不能认为它是节能材料紫外线透射,对防止室内的物品褪色略有帮助。
low-E从工艺上来说,可以分为在线沉积镀膜法和离线真空磁溅法。从颜色上来划分,有蓝、绿、灰三个基本色调,可以根据不同厚度和材料的组合,可以做出不同的工艺。比如说中性色,金色(玫瑰金),银色等相对有特色的颜色。
Low-E玻璃目前分两种:在线Low-E玻璃,离线Low-E玻璃,在线LOW-E玻璃品种单一。
离线Low-E玻璃品种多样,根据不同气候特点可以制作高、中、低多种透过率产品,并且颜色上有银灰、浅灰、浅蓝和无色透明等,用着色玻璃还可制作绿色等其他多种颜色。厚度从3~12mm都可制做。需要注意的是:
1. 在线Low-E玻璃在钢化过程中将承受接近玻璃软化点的高温,此时膜的颜色可能会有一些变化,导致色差。另外,在线Low-E玻璃的钢化是带膜钢化,膜的存在使得玻璃两面加热不对称,钢化过程难以控制,可能产生钢化变形大等一系列问题。而离线Low-E玻璃是先钢化后镀膜,不存在问题。为了避免在线Low-E玻璃的上述钢化问题,有人将不钢化的在线Low—E玻璃用作中空玻璃的内片,而把钢化透明玻璃放在外侧。这种用法在南方不仅会对Low-E玻璃效果产生一定影响,而且还可能使外侧钢化白玻的应力斑被内侧Low-E玻璃放大而加重。相比之下,把钢化离线Low-E玻璃放在室外一侧则无此问题。
2. Low-E玻单片离线Low—E玻璃膜面较软,在受到潮气和某些氧化剂的侵袭时会缓慢氧化。
3. 在线Low-E玻璃为“硬镀膜”,膜层保质期为30年。离线Low-E玻璃为“软镀膜”,膜层牢固性差,几乎不能裸露保存。
4. 离线Low-E玻璃必须在很短的时间内加工成中空玻璃,而且,在组成中空玻璃时必须去掉边部镀层。由于中空玻璃的弱呼吸作用,水蒸气、硫化物、氧化物进入空腔后,会导致离线Low-E玻璃隔热性能逐渐丧失,外观发乌、变色、逐渐出现大量霉点。
Low-E玻璃又称低辐射镀膜玻璃,就世界范围而言,Low-E玻璃的生产和应用正处于高速增长时期。从国家建设部的要求来看,今后绿色节能建筑要成为国内建筑的主流,建设部将推行节能标志认证及相应的税收优惠政策来推广节能建筑。因此,新建建筑和原有存量建筑是否节能,不仅关系到能否缓解我国能源供求的紧张状况,而且还关系到“十一五”节能降耗目标的实现。作为三大用能领域的建筑业,节能形势十分严峻,节能降耗刻不容缓。
据市场分析预测,到2015年,Low-E玻璃国际市场需求量将突破10亿平方米,今后十年,全世界Low-E玻璃市场需求量将以平均每年18%以上的速度增长。
单银Low-E玻璃
单银Low-E镀膜玻璃通常只含有一层功能层(银层),加上其他的金属及化合物层,膜层总数达到5层。
双银Low-E玻璃
双银Low-E镀膜玻璃具有两层功能层(银层),加上其他的金属及化合物层,膜层总数达到9层。然而,双银Low-E玻璃的技术工艺控制难度比单银大的多。
单银LOW-E玻璃与双银LOW-E玻璃的比较
任何镀膜玻璃在限制太阳热辐射透过的同时都会不同程度地限制可见光的透过。双银Low-E玻璃比单银Low-E玻璃能够阻挡更多的太阳热辐射热能。换句话说,在透光率相同情况下,双银Low-E具有更低的遮阳系数Sc,能更大 限度地将太阳光过滤成冷光源。
双银Low-E 玻璃传热系数较单银Low-E更低,能进一步提高外窗的保温性能,真正达到冬暖夏凉。简单来说,由于双银Low-E玻璃大大减少了室内外环境透过玻璃进行的热量交换,因此当空调进行制暖或者制冷时,在室内温度达到了设定温度后,空调就能够更长时间的处于待机状态,从而节省耗电量。
双银Low-E玻璃的优势可简单总结如下:
1. 在相同玻璃组合下,双银Low-E玻璃比单银LOW-E具有更低的辐射率 和更低的传热系数(U值)。
2. 双银Low-E玻璃具有更低的遮阳系数即Sc值。
3. 在遮阳系数(Sc值)相同的情况下,可见光透过率比单银Low-E更高。 总之,双银Low-E玻璃突出地强调了玻璃对太阳热辐射的遮蔽效果,将玻璃的高透光性与太阳热辐射的低透过性巧妙地结合在一起,成功地解决了高透光与低U值、Sc值的双重优势并存的难题,因此具有更好的节能效果,这是其它任何玻璃无法具备的优势。