low-E中空玻璃简介.doc

Low-E玻璃概述一、电磁波谱概述在光谱家族中，除了可见光之外，还有其他家族成员。他们统称为电磁波。从科学的角度来说，电磁波是能量的一种，凡是高于绝对零度的物体，都会释放出电磁波。 正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，除光波外，人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波谱可以按照波长或频率的顺序进行排列，如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及射线。以无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。无线电波 3000m-0.3mm，微波 0.1-100cm，红外线 0.3mm-0.75m（其中：近红外为0.76-3m，中红外为3-6m，远红外为6-15m，超远红外为15-300m），可见光 0.7-0.4m，紫外线 0.4m-10nm，X射线 10-0.1nm，射线 0.1-0.001nm。高能射线小于0.001nm，传真（电视）用的波长是36m，雷达用的波长更短，3米到几毫米。电磁波波谱分布图如图1所示。图1 电磁波波谱分布图图2为太阳辐射能量分布图，从图中可以明显看出，太阳辐射主要集中在可见光部分（380-780nm），波长大于可见光的红外线（780nm）和小于可见光的紫外线（380nm）的部分较少。在全部的太阳辐射中，波长在150-4000nm的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者约占太阳辐射总能量的50%，后者约占43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的7%。图2 太阳辐射能量分布图二、Low-E玻璃1. Low-E玻璃的概念Low-E玻璃在玻璃表面镀上低辐射材料及金属氧化物膜，使玻璃呈现出不同的颜色。其主要作用是降低玻璃的U值，同时有选择地降低Sc，全面改善玻璃的节能特性。Low-E玻璃也叫低温辐射镀膜玻璃，是我国目前推荐的新型节能产品。镀膜玻璃的节能性是通过改变玻璃表面的热反射特性而实现的，由于选择了不同的镀膜材料和膜结构而形成了两大系列产品，即热反射镀膜玻璃和低温辐射镀膜玻璃。Low-E玻璃的适用地域较广，适用于我国大部分地区。2. Low-E玻璃的制备方法Low-E玻璃的制备方法主要有以下两种：（1）在线高温热解沉积法：是将金属液体或金属粉末直接喷射到热玻璃表面上，随着玻璃的冷却，金属膜层逐渐成为玻璃的一部分。（2）离线真空溅射法：是指在玻璃表面镀制多层复合膜。在线Low-E玻璃可以单片使用也可以进行钢化、热弯等深加工，可以长期储存、不易变质，特别适合应用在异型建筑和环境恶劣地区。离线Low-E玻璃的稳定性较差，不能单片使用或存储，通常是现将浮法玻璃钢化，然后镀Low-E膜层，镀膜后必须马上合成中空玻璃。否则膜层与空气长时间接触会被氧化从而丧失Low-E节能性。此外，离线Low-E玻璃可以在厚度不超过20mm的玻璃基片上镀膜，同时可以根据要求的颜色一次生产完成。在线Low-E玻璃一般仅在厚度为4mm、5mm、6mm的玻璃基片上镀膜，颜色只有灰蓝色喝净色，品种简单，可选择性小。因此，在线Low-E玻璃主要用于民用建筑，而功能优异、价格昂贵的离线Low-E玻璃则主要用在商业楼宇等高档建筑上。3. Low-E玻璃的特性（1）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。相关研究表明，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0.1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。（2）良好的光学性能Low-E玻璃对太阳光中可见光有高的透射比，可达80%以上，而反射率很低，这使其与传统的镀膜玻璃相比，光学性能大为改观。从室外看，外观更透明、清晰，即保证了建筑物良好的采光，又避免了以往大面积玻璃幕墙、中空玻璃门窗光反射所造成的光污染现象，营造出更为柔和、舒适的光环境。4. Low-E玻璃的透过率图3 镀膜玻璃与Low-E玻璃的透过率曲线从图中可以明显看出，与镀膜玻璃相比，Low-E玻璃具有高的可见过透过率，从而保证了高的采光性，同时具有很低的红外透过率，从而有效阻挡了热辐射。三、Low-E玻璃的传热原理和热工性能评价指标如前所述，由于离线Low-E玻璃不会单片使用，通常Low-E玻璃是由两片或多片玻璃组合而成，每片玻璃间用硅酮密封行程中空腔，中空腔内充有干燥的空气或惰性气体。根据能量传递原理，Low-E玻璃的传热原理如图4所示。当Low-E中空玻璃两侧有温差时，热量就从温度高的一侧通过构件传递到温度低的一侧。其传热可分为两部分，一部分为太阳直接传热SHGC，另一部分为室内外温差引起的传热。室内外温差引起的传热主要包括：（1）室外环境与构件外表面的辐射和对流；（2）各层玻璃板内部的热传导；（3）中空腔内气体的导热、对流；（4）中空腔玻璃板之间的辐射；（5）构件内表面和室内环境的辐射与对流。图4 Low-E玻璃传热过程示意图根据Low-E中空玻璃的传热原理，引用以下参数来评价Low-E中空玻璃的热工性能。（1） 传热系数所谓传热系数是指在构建两侧温差为1时，单位时间通过构件单位面积所传递的热量叫总传热系数。目前国内普遍使用美国标准的U值，对于整个门窗系统用Uw来表示，Low-E中空玻璃用Ug来表示，根据其传热原理，Ug可用下式来表示：式中：ho、hi分别是玻璃室外侧、室内侧表面的换热系数； hg第n层隔层气体的传热系数（包括对流和传导）； hr第n层隔层两侧玻璃表面的辐射传导系数； E1、E2第n层隔层两侧玻璃表面的辐射率； dm、rm分别是第m层玻璃的厚度和热阻。（2） 遮阳系数Sc遮阳系数是透过玻璃的阳光获取量与相同条件下透过单层3mm无色玻璃的阳光获取量的比值。按美国标准，假设在夏季条件下，通过3mm白玻的阳光获取量与阳光辐射量之比为0.87，该数值被称为阳光获取银子SHGF。SHGC被称为阳光获取系数，该系数是通过玻璃的阳光热获取量与阳光辐射量的百分比。所以：Sc=SHGC/SHGF(3)（3） 选择系数rLow-E玻璃从单银到双银甚至到三银的发展过程，除了追求耕地