Low-E鍍膜玻璃介紹

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在美國(guó)及歐州，低輻射(Low-E)(譯稱婁義)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。
　　歐州的制造商是在60年代末開始實(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)越性是無可質(zhì)疑的 。從1990年開始，"Low-E"的用量在美國(guó)以年5％的速度遞增 。將來，"Low-E"是否成為窗玻璃的主導(dǎo)地位還不得知，但是業(yè)主和鋁窗公司都非常重視節(jié)能型的門窗。而且，今年的建筑物絕大多數(shù)是用它的節(jié)能效果來評(píng)定優(yōu)劣的。 "Low-E"玻璃的二種生產(chǎn)方法是：
　　一、在線高溫?zé)峤獬练e法：
　　在線高溫?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。如果想通過增加膜厚來改善其熱學(xué)性能，那么其透明性就非常差。
　　二、離線真空濺射法：
　　用濺射法可以生產(chǎn)"Low-E"玻璃的廠家及產(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，送入大的真空室內(nèi) 。真空室內(nèi)的壓力將隨之減小。垂直安裝的陰極靶濺射出金屬原子，沉積到玻璃基片上，形成膜層 。為了形成均勻一致的膜層，陰極靶靠近玻璃表面來回移動(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，通過陰極，玻璃通過一系列銷定閥門之后，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)。在玻璃通過陰極過程中，膜層形成。
　　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，由于是離線法，在新產(chǎn)品開發(fā)方面也較靈活 。最主要的優(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。
　　對(duì)于住宅用中空玻璃， 總是希望采光性能好， 同時(shí)能阻擋全部紫外線及部分紅外線 。所幸的是 "Low-E"玻璃具有這樣的功能：
　　太陽輻射能量的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，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)太陽輻射能具有87％的透過率，白天來自室外的輻射能量可大部分透過；但夜晚或陰雨天氣，來自室內(nèi)物體熱輻射能量的89％被其吸收，使玻璃溫度升高，然后再通過向室內(nèi)、外輻射和對(duì)流交換散發(fā)其熱量，故無法有效地阻擋室內(nèi)熱量泄向室外。
　　Low-E中空玻璃對(duì)0.3-2.5um的太陽能輻射具有60％以上的透過率， 白天來自室外輻射能量可大部分透過，但夜晚和陰雨天氣， 來自室內(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％的熱幅射被其吸收后通過再輻射和對(duì)流交換散失，故可有效地阻止室內(nèi)的熱量泄向室外 。Low一E玻璃的這一特性，使其控制熱能單向流向室內(nèi)的作用。
　　太陽光短波透過窗玻璃后，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，"Ueg"值同窗組件結(jié)構(gòu)和面向關(guān)系見下
    窗組件結(jié)構(gòu) UF G Ueg
     面北 面南 面西 面東
單片 0.76 87 0.57 0.39 0.48 0.48
中空12mm 0.46 75 0.30 0.14 0.22 0.22
雙層中空充氣 0.32 66 0.18 0.04 0.11 0.11
“Low-E”中空 0.26 62 0.13 0.002 0.07 0.07
    一個(gè) " 節(jié)能采光系統(tǒng) "的優(yōu)越性必須體現(xiàn)在盡可能高的太陽總能量的透過 ， 而同時(shí)具有最低的 "u"值 。 通過同時(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-RF g 上表表示了各種不同采光系統(tǒng)的" UF "及" Ueg "值，從表中可知 ， 最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能的透射為最大， 但它的"u"值及"Ueg"值卻最差 。因此，不能滿足好的能量平衡的需求。
　　單純高的太陽能透射，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，因些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。