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文档简介

主题大纲:一. 环保节能建筑的时代背景。二. 环保节能的建筑已经成为现代建筑的主流,世界各国纷纷制定出相应的标准。三. 太阳热能进入室内的几种途径?四. 撩开Low-E玻璃的神秘面纱,寻求其节能的特殊本领。五. 适应时代与社会的需要,CFG及时推出了性能优良的Low-E玻璃。六. 问与答。七. Low-E产品经典工程案例。八. 产品认证 。一. 环保节能建筑的时代背景 地球臭氧层破坏、全球气温升高、酸雨、森林枯绝、土地沙漠化,这一切已严重威胁到了人类赖以生存的地球。 1992年举行“地球高峰会议”,有170个国家政府代表及118位国家元首参加,共同商讨挽救地球环境,掀起了拯救地球的热潮。 1993年联合国成立“永续发展委员会”展开全面性地球环保运动。二.环保节能的建筑已经成为现代建筑的主流,世界各国纷纷制定出相应的标准 德国通过“WSOHYO”能源法,规定新建筑必须使用Low-E节能玻璃。 美国环保局颁发了“能源之星”程序,鼓励建造商使用Low-E玻璃。 在日本,如果房屋使用Low-E玻璃可以获得优惠利率 房屋贷款。 民用建筑节能管理规定已于年月日经第次部常务会议通过,现予发布,自年月日起施行。 上海市建设和管理委员会近日发出上海市第二批禁 止或者限制生产和使用的用于建设工程的材料目录的公示,自2003年起,禁止在新建节能建筑中使用保温、隔声性能较差,不能达到建筑节能的要求的普通单玻建筑外门窗,推广应用中空玻璃和Low -E玻璃建筑门窗。三、太阳能由玻璃进入室内,会生的三种热能现象 辐射热能(Radiation) 传导热能(Conduction) 对流热能(Convection) 四.撩开Low-E的神秘面纱,寻求其节能的特殊本领1、Low-E 即Low-Emissivity。 低辐射是指0.2 辐射率是物体吸收了热量后再将热量辐射发散出去的能力。与核能放射线的原子辐射不同。 (核能辐射线波段为0.1nm0.001nm)(Low-E辐射率的检测波段为2,500nm40,000nm) 热传导系数(U-VZLUE or K-VALUE):每平方、每 、传导之热能瓦数(W)单位:W/m2.或W/m2.K,英制单位:BTU/HR.Ft2.0F数值越小,表示热绝缘越佳。太阳热能总透过率(G-VALUE or SOLAR HEAT GAIN): 所有太阳能穿透玻璃之百分比率(包括直接透过率+吸收后在辐射进入)遮蔽系数(SHADING COEFFICIENT):样本玻璃之G值与3mm厚明板玻璃G值0.87之比值,S.C=G/0.87 硬镀式低辐射玻璃的商业制造方法主要是: 使用热解制程(pyrolytic process), 在玻璃原料浆离开窑炉后,将Low-E薄膜材料镀覆于平板玻璃上,此种Low-E镀膜制程方式与在线LVC相同。 硬镀膜式低辐射玻璃的主要特性是: 1.制程单纯、成本低廉; 2.属于高温镀膜程序,膜层不易老化; 3.可以在作强化处理; 4.可单片使用; 5.节能效果不如软镀膜。 软镀式低辐射玻璃的制造方法: 则是利用真空镀膜制程(vacuum process), 目前商业界多半是在平板玻璃上以溅镀(sputtering)或磁控溅镀(magnertron sputtering)方法制备多层金属或陶瓷(氧化金属)薄膜,又称为离线式Low-E镀膜。 软镀式低辐射玻璃的主要特性: 1.节能效果比硬镀式更为优越; 2.颜色种类多更可 满足设计师及业主的期望; 3.可根据建筑物不同的地理环境调节节能效果; 4.现在也可强化加工。 2.软镀膜搭配复层使用,如渗入水气而导致镀膜 层氧化时,怎么办?答:倘若复层渗入水气时,则产生起雾甚至积水现象,将严重破坏玻璃外观。若以肉眼观看,其情况将比膜层氧化严重数倍,因为Low-E 为接 近无色、高透光之膜层,其氧化点也不比积水明显,故水气渗入后,整组都必需更换。若有效防止水气渗入, Low-E 膜层亦无法氧化。4.Low-E玻璃在夏季和冬季分别是如何起作用的? 答:冬季,室内温度高于室外,远红外线主要来自室内,Low-E玻璃可将其反射回室内从而保持室内的热量不外泻。对来自室外的部分太阳能辐射,Low-E玻璃仍能允许其进入室内,这部分能量被室内物体吸收后又被转变成远红外热辐射而被留在室内。夏季,室外温度高于室内,远红外辐射主要来自室外,Low-E玻璃可将其反射出去从而阻止热量进入室内。对来自室外太阳能辐射,可选择低遮蔽系数的Low-E玻璃限制其进入室内,从而降低空调制冷费用。5.在中空玻璃中充惰性气体或干燥空气起何作用?答:氩气是一种惰性气体,它的传热性能远低于空气,因此中空玻璃中充入氩气可降低中空玻璃的U值,增加中空玻璃的隔热性,对于Low-E中空玻璃,不活泼的氩气可起到保护Low-E 膜层的作用。特性接近玻璃的自然原色。CFG Low-E镀膜玻璃之辐射率为0.020.11。对波长(380nm780nm)的可见光波段具有高透视率,不致因反射玻璃对可见光的高反射率而产生严重的眩光光害。太阳光中可见光透入室内多,且颜色自然,采光佳,减少室内灯具及空调的使用,节省能源。对红外线光有较高之反射率(780nm 3000nm),尤其对长波长红外线(3000nm以上),几乎是全反射,阻断大量热量的通过,使室内冬暖夏凉。6mm单片玻璃可降低噪音2022dB;一般中空玻璃2931 dB;充气中空玻璃可降低36dB中空玻璃的露点是指在室内外温度偏差较大时,中空玻璃的内部所出现的冷凝或水。此现象的产生大部分属密封性能失效,丧失了玻璃的气密性。6mm玻璃约在0出现露点;一般中空玻璃在低于-40出现;充气中空玻璃可达-80。 通过测试计算,单片窗玻每平方米需584瓦的制冷功率,而双层中空玻璃只需372瓦,约节省30%的能量。热反射玻璃就是通常所说的镀膜玻璃,它是在玻璃表面上镀上金属膜及金属氧化物或氮化物膜,使玻璃的遮阳系数Sc从0.98(6mm透明玻璃)降低到0.20.6形成的。 2005年7月1日建设部和国家质量监督检验检疫局联合出台公共建筑节能设计标准,建筑LOW-E 玻璃在真正意义上成为幕墙玻璃的首选产品!LOW-E玻璃(简称低辐射镀膜玻璃)是相对于普通的镀膜玻璃(即:热反射镀膜玻璃)而言的命名!热反射镀膜玻璃的膜层材料采用一般的金属材料或金属合金材料,通过玻璃膜层的薄厚来改变玻璃的外观效果和玻璃的可见光透过率,起到装饰和遮蔽太阳光的作用(一般膜层厚度为1到3层);而LOW-E玻璃的膜层材料则采用对于热量传递中的远红外线辐射有较高的反射性能的金属金或银等做功能膜层,从而达到节能、装饰、创造室内舒适环境的目的。是普通镀膜玻璃的升级版。简言之:LOW-E玻璃是具有良好节能效果和装饰效果,在创造舒适性方面和降低能耗方面有强大功能和优点的高性能镀膜玻璃。离线LOW-E镀膜玻璃的主要特点:高透型LOW-E玻璃 可见光透过率高-玻璃外观效果通透性好,室内自然采光效果好; 太阳能透过率高-单位时间透过玻璃的太阳热辐射多;玻璃的遮阳系数Sc0.5。 远红外线反射率高-较低的传热系数U值,保温性能优良;遮阳型LOW-E玻璃 相对适中的可见光透过率-营造舒适的室内采光效果,对室外的视线具有一定遮蔽性; 太阳能透过率较低-玻璃的遮阳系数Sc0.5,有效控制太阳热辐射进入室内; 远红外线反射率极高-传热系数U值很低,良好阻隔炎热夏天的室外背景热辐射进入室内。双银LOW-E玻璃 属于高级LOW-E玻璃,属于遮阳型LOW-E玻璃类。它突出强调玻璃对于太阳热辐射的遮蔽效果,将玻璃的高透性与太阳热辐射的低透过性巧妙的结合在一起,它除具备普通LOW-E玻璃的特点外,还具有以下两个特点: 较高的可见光透光率-可见光波段保持较高的透过率,保持自然采光良好。 极低的太阳能透过率-有效限制太阳热辐射的透过尤其是近红外热辐射的透过。在可见光透过率相同的情况下,它比普通LOW-E玻璃具有更低的太阳能透过率,即具有更低的遮阳系数Sc。换句话说:它最大限度的将太阳光过滤成冷光源,解决了高可见光透过率与低太阳能透过率不能兼顾的矛盾,为追求外观通透性的设计提供了节能性保障;双银LOW-E玻璃更适合于我国的气候特性,其综合节能效果远优于普通LOW-E玻璃;透过以上LOW-E玻璃的特点,我们可以看出,LOW-E玻璃在具有良好外装效果的前提下,在节能性方面尤为突出:它不仅具有对阳光热辐射的遮蔽性-即隔热性,同时对于寒冷冬天的暖气热辐射外泄也具有良好的阻隔性-即保温性。由于以上LOW-E玻璃的良好性能,其成为目前建筑设计方案的首选产品。二、LOW-E 玻璃的生产工艺目前世界上的LOW-E 镀膜玻璃生产工艺有两种:A: 磁控溅射离线镀膜工艺1、生产工艺介绍:用镀膜级别的浮法玻璃,在浮法玻璃生产好后离开浮法生产线,再根据镀膜产品的不同需要,到专门的镀膜生产线上加工镀膜后形成镀膜玻璃成品。目前能够离线生产LOW-E玻璃的生产线只有阴极磁控溅射镀膜生产工艺。由于镀膜层的光敏感性和化学稳定性、玻璃外观颜色的一致性和玻璃满足的节能装饰性要求,能够生产LOW-E玻璃的磁控溅射镀膜生产线配置必须满足如下要求:镀膜线的真空室必须在5个镀膜室以上,生产单银LOW-E玻璃(五层膜层)的镀膜生产线阴极配置在10个以上;生产双银LOW-E玻璃(九层膜层)的镀膜生产线阴极配置在20个以上。真空室的主要功能:保证玻璃在进行镀膜时,中间功能镀膜室的真空纯度比较高,玻璃镀膜过程中,膜层受外界的影响少,工艺比较稳定;真空室越多,镀膜玻璃的膜层化学稳定性就越好。阴极的主要功能:携带镀膜玻璃的膜层原材料,在进行镀膜过程中发挥作用。每镀一层膜需要两个基本阴极;阴极数量越多,镀膜生产线的生产效率将越高,膜层化学稳定性越好!为了使玻璃的膜层附着力强,镀膜前需对玻璃的表面进行研磨抛光和超纯水清洗,如此处理三遍后玻璃表面的干净程度最高,附着力最强。2、生产线投资标准磁控溅射镀膜生产线的设备投入在3000万元左右一般之有三室六阴极。能够生产LOW-E玻璃的生产线必须具有最少5个真空室,10个阴极(投资在7000万元以上);由于不同生产厂家对玻璃产品质量的要求和市场定位不同,加工产能要求不同,生产线的配制区别非常大。台玻集团集团昆山厂、成都厂的镀膜生产线单条投资都在2.6亿元以上,真空室为18到22个,阴极数量在24到36之间;是亚洲地区最大的深加工玻璃制造商。最大加工尺寸:3300*6000MM;3、产品优、缺点优点:镀膜玻璃颜色丰富多样,遮阳系数的可调节范围大,节能性、装饰性效果良好,玻璃膜层稳定性好,批次与批次之间没有色差;膜层经久耐用,玻璃外观表面变形度小,各方面性能优越。部分玻璃产品也可进行镀膜后的再加工;缺点:可热弯、弯钢化加工的品种相对少一些,玻璃的造价高!加工生产线一次投入高!工艺技术控制难度大;4、技术工艺控制在具备硬件生产线资源的前提下,生产技术工艺控制和生产环节的控制是生产线能否生产出好产品的关键!离线镀膜玻璃的生产技术实际是薄膜物理技术的高端掌握。薄膜物理技术的掌握和研发以及技术积累是能否生产好产品的关键!既使生产厂家拥有好的生产线,也未必能生产出好产品!B:在线镀膜1、生产工艺介绍:即浮法玻璃在生产成型后,在浮法生产线上直接进行镀膜深加工处理。采用此工艺生产的LOW-E玻璃在国外已经使用很少。该工艺兴起于20世纪70年代末,末落于20世纪90年代,(国内在引进LOW-E玻璃生产线时,直接跨越了落后的生产线和生产工艺的引进,直接引进最为先进的离线镀膜玻璃生产工艺);2、 生产原理:在浮法玻璃生产线的末端(即玻璃冷却锡槽末端)加装一个热喷涂工艺,在浮法玻璃表面温度冷却到750时,向玻璃表面均匀喷溅一层金属化合物溶液,液体蒸发,固体留在玻璃表面形成单一膜层,制做成在线镀膜玻璃。3、生产线投资设备投资:单条设备投入一般在300-800万元人民币不等,最高生产线投入不超过1000万元人民币。目前世界上主要的设备制做厂家和生产工艺为:比利时:格拉维宝集团;法国:圣格班玻璃公司;美国LOF玻璃公司;4、产品优、缺点优点:玻璃可以大批量不受限制的连续生产,价格便宜,生产工艺控制相对简单,玻璃价格比较低,可进行热弯、弯钢化等工艺加工;缺点:玻璃品种比较少,成品玻璃颜色决定于浮法玻璃的颜色,玻璃膜层材料几乎一样;玻璃透光率高(遮阳系数低),由于只镀一层膜,因此玻璃的热学、光学性能比较差;批与批之间,不同厚度之间,玻璃的色差大;玻璃再加工以后,外观的变形度过大;玻璃的色彩均匀性方面有差异!5、技术工艺控制在线镀膜玻璃主要的技术是热喷涂技术的掌握和精益求精!目前国内引进的在线玻璃生产线大多是国际上90年代末期的产品,生产线的直接投资比较少,但无形的生产工艺技术的引进确需要近乎生产线10倍的价格!因此,在短时间内要能系统的掌握技术生产出质量上乘的产品是比较难的!总结:不管是采用在线镀膜工艺生产的热反射镀膜玻璃还是LOW-E玻璃,目前在工程幕墙和民用建筑上采用的都很少!而近几年来,离线LOW-E玻璃的使用量以几何速度在迅速提高和扩大,在不久的将来,其必将承担建筑节能的重要任务!LOW-E玻璃的生产是一个强大的物流配套过程!图示如下:生产玻璃的原材料石英砂的选矿、开采(石英砂品质) 浮法玻璃的生产线投资和工艺控制(生产出优等级浮法玻璃)切、磨、钻、钢化、夹层镀磨生产的设备和技术(配套工艺)镀膜生产线(投资和镀膜技术的研发掌握水平)决定最终玻璃的成品品质!玻璃的选择直接关系大楼的外装效果、卖点和定位,以及外装的使用寿命!因此详细了解玻璃的工艺是非常有必要的!三、在线与离线LOWE玻璃性能比较 1、生产工艺比较在线LOWE玻璃是在浮法玻璃生产过程中,玻璃在锡槽末端表面温度750左右,在热的玻璃表面上喷涂某些金属化学溶液,形成单层具有一定低辐射功能的化合物薄膜而制成的。在线Low-E在产品档次上低于离线Low-E产品。生产离线LOWE玻璃是在浮法玻璃离开浮法生产线后再到镀膜生产线上用真空磁控溅射的方法,将辐射率极低的金属银及其它金属和金属化合物均匀地镀在玻璃表面而制成的。根据使用功能的需要,它至少由五层膜构成。国内在引进Low-E玻璃生产技术时,跨过了落后的在线Low-E生产工艺而直接引进更先进的离线生产工艺技术。由于离线Low-E在合成中空玻璃前不能长时间贮存,若合成中空玻璃后进口其运输成本高的离谱,因此国外的离线Low-E玻璃无法进入中国市场,进口的Low-E玻璃只能是单片的在线Low-E玻璃,其中空加工在国内完成。2、 品种及外观比较在线LOWE:品种单一,其颜色受本体玻璃颜色影响较大,玻璃外观反射效果差,没有玻璃本身的清亮质感,似乎有一层雾覆盖其上。离线LOWE:品种多样,可根据需要作出多样颜色,其外观清亮明晰,能充分显示出玻璃的质感。分别有银灰、浅灰、浅蓝、金色、绿色、蓝绿和无色透明等颜色。3、 性能参数比较在线LOWE玻璃的表面辐射率E0.200.28(严格意义上就不是LOW-E玻璃)离线LOWE玻璃的表面辐射率E0.050.15通常把辐射率E0.15的物体称为低辐射物体,因此严格来说在线Low-E不能称为Low-E玻璃,国外称其为K玻璃。 随着人们审美观及对环保节能的要求,离线镀膜玻璃越来越广泛地应用到幕墙及民用住宅上。本文对离线镀膜玻璃生产过程中出现的常见缺陷作出分析,并结合实际生产经验,针对其缺陷找出相应对策。 离线磁控溅射镀膜玻璃可分为阳光控制镀膜玻璃()和低辐射镀膜玻璃()两大类。此两大类产品在实际生产过程中,其不同缺陷比例各不相同,下文针对这两大类产品分别阐述其缺陷及解决对策。 阳光控制膜玻璃常见缺陷及解决办法 阳光控制镀膜玻璃:是指对波长的太阳光具有一定控制作用的镀膜玻璃。它有如下缺陷: 针孔:从镀膜玻璃透射方向看,相对膜层整体可视透明部分或全部没有附着膜层的点状缺陷;斑点:从镀膜玻璃的透射方向看,相对膜层整体色泽较暗的点状缺陷。 注:是以平方米为单位的玻璃板面积,保留小数点后两位。 针孔、斑点的形成有以下几个因素,其相应的解决对策如下: 真空度不够,膜层附着力差。对于磁控溅射镀膜玻璃,需在高真空环境下进行,溅射室的基础压力需达到才能有效地镀膜。若真空度不够时勉强镀膜会出现批量性的膜层结构不牢,用酒精擦洗时会出现大量块状透光区。针对这种情况,只有提高溅射室内的基础真空度,在有真空度达到要求的情况下才能进行镀膜。 原片新鲜度不够,与膜层的附着力差。由于原片存放时间长或者储存条件恶劣,使浮法玻璃表面污染严重,虽然在镀膜前经过去离子水清洗,但仍无法彻底清除表面污染区,镀膜时就会出现膜层结构不牢的情况。针对这种情况,要采用新鲜的原片,不同厂家的原片,其保鲜期各不相同,即使是相同厂家的原片,其保鲜期与季节、储存环境还有很大关系。因此,针对不同厂家,不同季节对原片有不同的要求,需各镀膜厂家自行把握。 清洗机清洗能力不够。玻璃表面的洁净度直接影响了镀膜质量,在整个镀膜生产的过程中,对质量的控制除了真空环境外,最关键的步骤就在于清洗机的清洗上。一旦清洗机清洗能力不够,玻璃表面残留的其他杂质就会形成点状或块状缺陷。针对这种情况,除了提高清洗设备的性能外,最关键的问题在于对清洗设备的维护,如传送辊是否清洁、水质是否达到要求、风刀内是否有异物、水箱内微生物是否太多等,这些都是影响清洗机清洗能力的因素。 盖板、挡板、靶材掉渣,这也是形成针孔的一个原因。由于在镀膜生产过程中并非单一的生产一个品种,在不同的产品间变换时,所使用的靶材材料不同或同材料会使用不同的功率,由于盖板、挡板均为金属,均有一定的热胀冷缩,当其热胀冷缩时覆盖在其表面的溅射物的膨胀系数与金属不同,故形成龟裂,跳开残留玻璃表面形成针孔、斑点。针对这种情况,一旦盖板、底板等装进真空腔体就不再由人为主观控制。因此,在换靶装进真空腔体前要对盖板、底板进行彻底的喷砂处理,喷砂以喷出新鲜断面为准。 划伤:镀膜玻璃表面各种线状的划痕,可见程度取决于它们的长度、宽度、位置和分布。 划伤的形成有以下两个因素,并且针对不同原因有不同的解决方案: 镀膜前划伤。在镀膜工序之前形成,其原因是多方面的:如每道工序的上、下片,每道工序之间的转运等等。形成这种划伤,只有依靠提高操作人员的主观能动性,采取措施来积极预防。 镀膜中的划伤。由镀膜工序的各条设备引起。镀膜中的划伤有明显的规则,其划伤一定会沿着速度方向,并且非常直,呈直线状无任何拐点。镀膜中的划伤分为膜面及玻璃面划伤两种,膜面划伤大部分来源于分子泵盖板下沉或转移到气体分隔板下跌所致。玻璃面划伤主要是由于底板或传送辊间丁字板镀层太厚或热变形引起。可采用较重的未磨边玻璃在溅射室内多次镀膜来减少或消除。 斑纹:从镀膜玻璃的反射方向看,膜层表面色泽发生的云状、放射状或条纹状缺陷。 斑纹的形成有以下三个主要原因,针对不同原因有不同的解决方案。 云状斑纹。主要是由于原片新鲜度不够,外渗,也就是通常所说的发霉。虽然经过钢化处理,但无法彻底清除,故形成云雾状斑纹,其解决方法除了确保使用新鲜原片外,对过期原片(过期时间不太长),可采用抛光粉进行抛光处理,再进行镀膜,可以提高玻璃与膜层的结合力从而减少斑纹的产生。当然原片过期时间过长,抛光粉的使用也是无效的。 放射状斑纹,主要是由于清洗机风刀未吹干净,进行镀膜时会出现放射状斑纹。其解决方法为调整风刀角度,并保证风刀内无异物。 条纹状斑纹。主要是由于镀膜机内局部气压发生变化引起的,尤其是入、出口室漏气等,由于引起局部气压发生变化的区域广泛,只有依靠各生产厂家自己的经验及相关设备进行检漏,排除后方可正常生产。 暗道:从镀膜玻璃的反射方向看,膜层表面亮度或反射色异于整体的条状区域,可见程度取决于它们和周围膜层的亮度差。暗道的产生绝大部分是由于镀膜时其中一个或多个阴极产生电弧或跳闸引起,只要避免电弧和保证电源、阴极正常工作,暗道就不会产生。 低辐射镀膜玻璃 低辐射镀膜玻璃又称低辐射玻璃玻璃,“”玻璃,是一种对波长范围的远红外有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃作为磁控溅射镀膜玻璃的一种,同阳光控制膜一样会出现针孔、斑纹、划伤、暗道等缺陷,在阳光控制膜中已一阐述,在此就不再重复。但由于目前离线与阳光膜不同,大多数都属于软膜,故相对阳光膜而言,其缺陷绝大部分还来源于镀膜后的后序加工,如后序氧化、后序钢化缺陷等。 镀膜后氧化:指的是玻璃在镀膜完成后由于膜层中银受空气中的水汽或者硫化物等污染而氧化。主要由以下几个方面原因引起: ()生产时空气湿度太大,空气中含水量过高,尤其是雨季。在南方每年的月份是玻璃易氧化的季节。针对这种情况,一方面在镀膜下片打包时要充入足够量的干燥剂,另一方面,要尽可能地缩短等待中空生产的时间。 ()镀膜下片时手套上汗水粘到玻璃上,由于人出汗时,汗水中含有大量的硫化物,会与玻璃中的银发生反应,生成黑色的硫化银,从而形成氧化。我们经过实验,因汗水粘过的玻璃最短在内会形成氧化。因此一方面保持手套干燥,另一方面汗水触摸过的玻璃要立即清洗,并尽可能地缩短等待中空生产时间。 ()中空玻璃处理不当。由于中空玻璃处理不当,如漏气、漏分子筛等等都可能会引起合好中空后的玻璃氧化,尤其是丁基胶不饱满和漏分子筛对玻璃都是致命威胁。因此,如何提高中空玻璃质量是避免玻璃后期批量氧化的一个关键因素。 后序钢化缺陷:指的是可钢化玻璃在后续加工过程中出现的一系列缺陷,由于可钢化玻璃在镀膜完成后,仍有多个工序,其加工流程如下: 每道工序的加工过程都有可能会对玻璃造成伤害,在生产过程中,周期时间越长,产生缺陷的几率越大。另外,由于不同产品的面电阻各不相同,热传导系数也不尽相同。因此选择合适的钢化工艺对提高玻璃钢化后的膜层质量至关重要。 因此,对于可钢化的控制除了镀膜工序外,其他相应工序都要做好相应的措施,才能减少缺陷的产生。 结论 不论是阳光控制膜还是低辐射镀膜玻璃只要找到其缺陷形成的原因,就有可能减少缺陷的产生。双银LOW-E是指在玻璃同一面上镀两层银膜,两个膜层距离很近,近到能使光线产生干涉现象,这是双银LOW-E比普通LOW-E节能的根本原因。如果把两个银膜分别镀在两块玻璃上,节能效果反而不如着色玻璃镀LOW-E膜效果好。单银膜层有5层,双银膜层有9层,双银LOW-E中空玻璃价格比两块LOW-E玻璃合成中空价格至少便宜20多,而且节能效果好。一:LOW-E玻璃玻璃是重要的建筑材料,随着对建筑物装饰性要求的不断提高,玻璃在建筑行业中的使用量也不断增大。然而,当今人们在选择建筑物的玻璃门窗时,除了考虑其美学和外观特征外,更注重其热量控制、制冷成本和内部阳光投射舒适平衡等问题。这就使得镀膜玻璃家族中的新贵Low-E玻璃脱颖而出,成为人们关注的焦点。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,具有以下明显优势: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。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0.1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。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。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,而反射比则很低,这使其与传统的镀膜玻璃相比,光学性能大为改观。从室外观看,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。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。二:Low-E玻璃的应用与发展在美国及欧洲,低辐射(Low-E)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Low-E的。1978年,美国的英特佩(interqane)成功地将Low-E玻璃应用到建筑物上。Low-E的优越性是无可质疑的 。从1990年开始,Low-E的用量在美国以年5的速度递增 。将来,Low-E是否成为窗玻璃的主导地位还不得知,但是业主和门窗公司都非常重视节能型的门窗。而且,今年的建筑物绝大多数是用它的节能效果来评定优劣的。 三:LOW-E玻璃的制作工艺和方法目前的两种Low-E玻璃生产方法1):在线高温热解沉积法:在线高温热解沉积法Low-E玻璃在美国有多家公司的产品。如PPG公司的 Surgate200,福特公司的Sunglas HRP。这些产品是在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,金属膜层成为玻璃的一部分 。固此,该膜层坚硬耐用。这种方法生产的Low-E玻璃具有许多优点:它可以热弯,钢化,不必在中空状态下使用,可以长期储存。它的缺点是热学性能比较差 。除非膜层非常厚,否则其u值只是溅射法Low-E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。2):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。用溅射法可以生产Low-E玻璃的厂家及产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。溅射法工艺生产Low-E玻璃,需一层纯银薄膜作为功能膜。纯银膜在二层金属氧化物膜之间。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。离线LOW-E玻璃的特点由于有多种金属靶材选择,及多种金属靶材组合,因此,溅射法生产Low-E玻璃可有多种配置。在颜色及纯度方面,溅射镀也优于热喷镀,而且,由于是离线法,在新产品开发方面也较灵活 。最主要的优点还在于溅射生产的Low-E中空玻璃其u值优于热解法产品的u值,但是它的缺点是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。Low-E玻璃的特点及功能太阳辐射能量的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。Low-E中空玻璃对0.3-2.5um的太阳能辐射具有60以上的透过率,白天来自室外辐射能量可大部分透过,但夜晚和阴雨天气,来自室内物体的热辐射约有50以上被其反射回室内,仅有少于15的热辐射被其吸收后通过再辐射和对流交换散失,故可有效地阻止室内的热量泄向室外。Low-E玻璃的这一特性,使其具有控制热能单向流向室内的作用。太阳光短波透过窗玻璃后,照射到室内的物品上。这些物品被加热后,将以长波的形式再次辐射。这些长波被Low-E窗玻璃阻挡,返回到室内。事实上通过窗玻璃再次辐射被减少到85,极大地改善了窗玻璃绝热性能。窗玻璃的绝热性能一般是用u值来表示的,而u值和玻璃的辐射率有直接的关系。u值的定义为: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、u值越低,通过玻璃的传热量也越低,窗玻璃的绝热性能越好。辐射率是某物体的单位面积辐射的热量同单位面积黑体在相同温度,相同条件下辐射热量之比。辐射率定义是某物体吸收或反射热量的能力。理论上完全黑体对所有波长具有100的吸收。即反射率为零。因此,黑体辐射率为1.0。通常,浮法白玻璃的辐射率为0.84。而大多数在线热聚合Low-E镀膜玻璃的辐射率在0.35到0.5 之间。磁控真空溅射Low-E镀膜玻璃的辐射率在0.08到0.15之间。值得注意的是低的辐射率直接对应着低的u值。玻璃的辐射率越接近于零,其绝热性能就越好。一个节能采光系统的优越性必须体现在尽可能高的太阳总能量的透过,而同时具有最低的u值。通过同时考虑能量的获得和热的损失,建立了能量平衡方程式,Ueg=UF-RFg。最好的能量平衡特性的采光系统是真空磁控溅射Low-E镀膜中空玻璃。尽管单层玻璃其太阳能的透射为最大,但它的u值及Ueg值却最差。因此,不能满足好的能量平衡的需求。单纯高的太阳能透射,能有效地保持这些能量,就不能认为它是节能材料。Low-E 镀膜中空玻璃是一种较好的节能采光材料。它具有较高的太阳能透射,非常低的u值,并且,由于镀膜的效果,Low-E玻璃反射的热量回到室内,使得窗玻璃附近的温度较高,人在窗玻璃附近也不会感到太大的不适。而应用Low-E窗玻璃的建筑其室内温度相对较高,因此在冬季可以保持相对高的室内温度,而不结霜,这样在室内的人也会倍感舒适。Low-E玻璃也能够阻挡大量的紫外线透射,防止室内的物品退色。 镀膜玻璃也称反射玻璃.镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜,以改变玻璃的光学性能,满足某种特定要求。镀膜玻璃按产品的不同特性,可分为以下几类:热反射玻璃、低辐射玻璃(Low-E)、导电膜玻璃等。热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜,使产品呈丰富的色彩,对于可见光有适当的透射率,对红外线有较高的反射率,对紫外线有较高吸收率,因此,也称为阳光控制玻璃,主要用于建筑和玻璃幕墙;低辐射玻璃是在玻璃表面镀由多层银、铜或锡等金属或其化合物组成的薄膜系,产品对可见光有较高的透射率,对红外线有很高的反射率,具有良好的隔热性能,主要用于建筑和汽车、船舶等交通工具,由于膜层强度较差,一般都制成中空玻璃使用;导电膜玻璃是在玻璃表面涂敷氧化铟锡等导电薄膜,可用于玻璃的加热、除霜、除雾以及用作液晶显示屏等;镀膜玻璃的生产方法很多,主要有真空磁控溅射法、真空蒸发法、化学气相沉积法以及溶胶凝胶法等。磁控溅射镀膜玻璃利用磁控溅射技术可以设计制造多层复杂膜系,可在白色的玻璃基片上镀出多种颜色,膜层的耐腐蚀和耐磨性能较好,是目前生产和使用最多的产品之一。真空蒸发镀膜玻璃的品种和质量与磁控溅射镀膜玻璃相比均存在一定差距,已逐步被真空溅射法取代。化学气相沉积法是在浮法玻璃生产线上通入反应气体在灼热的玻璃表面分解,均匀地沉积在玻璃表面形成镀膜玻璃。该方法的特点是设备投入少、易调控,产品成本低、化学稳定性好,可进行热加工,是目前最有发展前途的生产方法之一。溶胶凝胶法生产镀膜玻璃工艺简单,稳定性也好,不足之处是产品光透射比太高,装饰性较差。镀膜玻璃中应用最多的是热反射玻璃和低辐射玻璃。基本上采用真空磁控溅射法和化学气相沉积法两种生产方法。国际上比较著名的真空磁控溅射法设备生产厂家有美国的BOC公司和德国的莱宝公司,化学气相沉积法的著名生产厂家有英国的皮尔金顿公司等。八十年代后期以来,我国已经出现数百家镀膜玻璃生产厂家,在行业中影响较大的真空磁控溅射法生产厂家有中国南玻集团公司和上海阳光镀膜玻璃公司等,化学气相沉积法生产厂家有山东蓝星玻璃公司和长江浮法玻璃公司等。 在用于建筑的玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜成为镀膜薄膜。通过镀膜改变了玻璃的光学性能,进而改善了玻璃的传热特性,能够大幅度地降低建筑能耗。镀膜玻璃产品的不同特性,可分为以下几类:热反射玻璃、低反射率玻璃(俗称低辐射玻璃或LOW-E玻璃)、导电膜玻璃等。在建筑上应用最多的是热反射玻璃(又称阳光控制膜玻璃)和低发射率玻璃。它们各自的特性不同,作用功能也不相同。 热反射镀膜玻璃的作用是有效限制太阳直射辐射热进入室内,用于夏季光照强烈的地区隔热作用十分明显。低发射玻璃的主要特点是具有减少辐射传热的功能,从而有效降低玻璃的传热系数。因此应根据不用地区的气候特点合理选择使用镀膜玻璃,以达到最佳节能效果。镀膜玻璃及其膜面判别方法镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜,以改变玻璃的光学性能、满足某种特定需求。镀膜玻璃可分为热反射玻璃、低辐射玻璃、导电膜玻璃、自洁玻璃等,按工艺过程不同又分为在线镀膜和离线镀膜。在线镀膜是指镀膜过程在浮法线上进行,离线镀膜则是在平板玻璃出厂后再进行镀膜加工。离线镀膜对玻璃原片的新鲜程度和表面质量、清洁度要求非常严格,一般在原片生产后短时间内必须完成镀膜工序,否则镀膜质量会大大降低。镀膜玻璃的表面缺陷,一般用肉眼可以看出,如膜层表面有气泡、条纹、斑点、光点、划伤和腐蚀痕。购进镀膜原片前,要深入了解厂家的质量控制水平;进仓检验时,须重点对生产日期、合格证及技术证件进行验证 。 镀膜玻璃在深加工时的膜面放置方向会直接影响产品质量的优劣,在此涉及到一个膜面判别问题。膜面判别方法有如下几种:一、仪器检测法。 1.可以使用专业的膜面检测器,使用方便快捷、准确,塑料面与玻璃接触,不会划伤玻璃,其最大的优点是在镀膜玻璃膜面密封的情况下(如中空、夹层组合),也能测出哪片为膜面; 2.也可自制测膜面器,可把小型万用表改装成测膜面器。因镀膜层是金属材料,可以用测电阻方式鉴别膜面,使用较方便,也不易划伤玻璃;二、感应检测法。 用格拉威宝公司提供的感应笔,一手触摸膜面,另一手拿感应笔(手指碰到感应笔电极上),并用笔尖碰触被测面,若看到灯亮或听到鸣叫声,可判断为膜面,该笔也是根据膜层导电的原理设计的;三、经验观察法。1.有经验员工,用手触摸玻璃表面,光滑面为玻璃面,非光滑面为膜面,但对优质镀膜玻璃,膜面和玻璃面都很光滑,很难判断准确。此法简便易行,但稍有不慎便会伤膜面;2.借用灯光或打火机火光,对着玻璃一面往里看,若有两个光影、光影变红的一面为膜面,光影无变化的为玻璃面;3.借用铅笔看影子判断,即将削好头的铅笔,笔头接触被测面倾斜(4560为宜)放量,若能从此面看出两个影子的面为非膜面,另一面即为玻璃面(此方法尤其适用于热反射镀膜玻璃)。4.因镀膜玻璃在生产厂家裁切时,严格要求膜面向上,这样可根据玻璃切割后边部迹象做出判断,边缘粗糙的一面为膜面,边缘平整的一面为玻璃面。四、用判别玻璃锡面法。 用自制的紫外线锡面仪,也能测出膜面,即非锡面的一面为膜面。另外须注意热反射玻璃膜层不导电,则方法一、二不适用。 随着人们审美观及对环保节能的要求,离线镀膜玻璃越来越广泛地应用到幕墙及民用住宅上。本文对离线镀膜玻璃生产过程中出现的常见缺陷作出分析,并结合实际生产经验,针对其缺陷找出相应对策。 离线磁控溅射镀膜玻璃可分为阳光控制镀膜玻璃()和低辐射镀膜玻璃()两大类。此两大类产品在实际生产过程中,其不同缺陷比例各不相同,下文针对这两大类产品分别阐述其缺陷及解决对策。 阳光控制膜玻璃常见缺陷及解决办法 阳光控制镀膜玻璃:是指对波长的太阳光具有一定控制作用的镀膜玻璃。它有如下缺陷: 针孔:从镀膜玻璃透射方向看,相对膜层整体可视透明部分或全部没有附着膜层的点状缺陷;斑点:从镀膜玻璃的透射方向看,相对膜层整体色泽较暗的点状缺陷。 注:是以平方米为单位的玻璃板面积,保留小数点后两位。 针孔、斑点的形成有以下几个因素,其相应的解决对策如下: 真空度不够,膜层附着力差。对于磁控溅射镀膜玻璃,需在高真空环境下进行,溅射室的基础压力需达到才能有效地镀膜。若真空度不够时勉强镀膜会出现批量性的膜层结构不牢,用酒精擦洗时会出现大量块状透光区。针对这种情况,只有提高溅射室内的基础真空度,在有真空度达到要求的情况下才能进行镀膜。 原片新鲜度不够,与膜层的附着力差。由于原片存放时间长或者储存条件恶劣,使浮法玻璃表面污染严重,虽然在镀膜前经过去离子水清洗,但仍无法彻底清除表面污染区,镀膜时就会出现膜层结构不牢的情况。针对这种情况,要采用新鲜的原片,不同厂家的原片,其保鲜期各不相同,即使是相同厂家的原片,其保鲜期与季节、储存环境还有很大关系。因此,针对不同厂家,不同季节对原片有不同的要求,需各镀膜厂家自行把握。 清洗机清洗能力不够。玻璃表面的洁净度直接影响了镀膜质量,在整个镀膜生产的过程中,对质量的控制除了真空环境外,最关键的步骤就在于清洗机的清洗上。一旦清洗机清洗能力不够,玻璃表面残留的其他杂质就会形成点状或块状缺陷。针对这种情况,除了提高清洗设备的性能外,最关键的问题在于对清洗设备的维护,如传送辊是否清洁、水质是否达到要求、风刀内是否有异物、水箱内微生物是否太多等,这些都是影响清洗机清洗能力的因素。 盖板、挡板、靶材掉渣,这也是形成针孔的一个原因。由于在镀膜生产过程中并非单一的生产一个品种,在不同的产品间

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