1、前 言
随着天津地区
建筑节能向四步节能推进,对
门窗的节能性能要求越来越高,今后的
门窗K值要求在2.0-1.8W/m2.k左右,要想提高门窗的节能性能,其窗用玻璃的选用,是很重要的一环。
目前使用的
中空玻璃品种,多数为双玻
中空、三玻中空、双玻Low-E中空等产品,随着对门窗节能性能要求的提升,门窗用中空玻璃的配置也向双玻Low-E中空(离线、双银)、三玻Low-E中空、三玻双片Low-E或采用
暖边、充气等技术方向发展,玻璃的节能性能将得到显著的提升。
Low-E玻璃的选用越来越被人们所重视,其产品系列、规格、品种越来越细化,针对不同的节能性能要求,出现了更多的新产品。更好地认识和了解Low-E玻璃的性能是门窗设计人员的首要任务。
2、Low-E玻璃的特性
Low-E玻璃(又称低
辐射镀膜玻璃)是Low Emissivity Glass的简称,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。该产品对
可见光有较高的
透射率,对红外线(尤其是中远红外)有很高的
反射率,具有良好的
隔热性能。可以起到控制阳光、节约能源、热量控制调节及改善环境的作用。普通玻璃的表面
辐射率e在0.84左右,在线Low-E玻璃的表面辐射率一般在0.25以下。这种厚度在80-90nm的低辐射膜层对远红外
热辐射的反射率很高,能将80%以上的远红外辐射反射回去,所以Low-E玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的作用。
太阳的辐射光线,能大部分通过中空玻璃透射到室内,给我们的生活带来了光明和温暖。室内的物品会因自身温暖的温度而发生再辐射(长波),又将一定的热量通过中空玻璃而传递到室外。使用
低辐射镀膜玻璃制作的中空玻璃,会将太阳光线中的大部分可见光和
太阳能透射至室内,并且有效地阻止室内的再辐射(长波)通过玻璃传到室外,达到了降低门窗产品
U值的目的。
在冬季的时候,我国北方城市的低辐射中空玻璃设计主要考虑的是屏蔽紫外线、对可见光线的高透射(提高自然光的利用)、对近红外线的高透射(获得太阳热能)、对长波(2.5---50µm之间)的低透射(阻止室内的热能流失)。
在夏季的时候,我国南方城市的低辐射中空玻璃设计主要考虑的是屏蔽紫外线、对可见光的高透射(提高自然光的利用)、对近红外线的低透射(屏蔽太阳热能)对长波(2.5---50µm之间)的低透射(阻止室外物品(公路、建筑等)的热能辐射、同时也阻止室内冷气的流失)。
3、Low-E玻璃的e值、对区别在线Low-E玻璃、离线Low-E玻璃的作用
由于Low-E玻璃是在玻璃表面涂镀一层或几层银金属
薄膜或其他化合物组成的膜系列产品,其膜层具有极低的表面辐射率,对于波长在2.5µm-40µm的远红外热能辐射回去。Low-E玻璃的辐射率e值越小,玻璃的U值越低,其
隔热保温效果越好。
按照Low-E玻璃的加工工艺不同,分为在线Low-E玻璃和离线Low-E玻璃。两种其主要区别是Low-E玻璃的e值大小,一般在线Low-E玻璃的e值在0.30-0.16左右;离线单银Low-E玻璃的e值一般在0.15-0.08左右;双银Low-E玻璃的e值一般在0.05-0.07左右;三银Low-E玻璃的e值一般在0.02左右。普通透明玻璃的辐射率为0.84,意味着将16%波长在2.5µm-40µm远红外热能辐射回去。如国家玻璃数据库中的253号,是离线低辐射镀膜玻璃,其辐射率为0.08,就意味着92%的波长在2.5µm-40µm远红外热能辐射回去,使中空玻璃的节能效果更加明显。
3.1离线Low-E玻璃
一般膜系由几到十几层膜层构成,
镀膜材料为金属银,其中仅仅是银膜层起低辐射作用,其它膜层全部为保护和过度膜层。采用
真空磁控溅射工艺,在玻璃表面镀上单层、双层或多层银的功能膜,银的两侧需加上多层
介质膜。
了追求不同地区的更高的节能要求,相继出现了双银、三银的低辐射镀膜玻璃。其膜系结构比普通Low-E膜层复杂,双银(三银)
Low-E玻璃突出了玻璃对太阳热辐射的遮蔽,它最大限度地将太阳光过滤成为冷光源,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,从而获得了同时具有较高可见光
透过率、较低太阳热幅射透过率的效果。
3.2在线Low-E玻璃
在线低辐射镀膜玻璃
硬度大,不容易划伤,故称为硬镀膜。其生产是在一定温度下进行的,称为化学气相沉积法。镀膜材料为
氧化锡。其膜层厚度是离线的20倍,但也是相当薄的。
在线Low-E玻璃的光谱呈现氧化锡
导电膜的特征,而离线Low-E玻璃的光谱呈现银和氧化锡复合膜的特征,二者对可见光都有良好的透射,而对近红外光后者比前者具有高得多的反射,对远红外辐射后者比前者吸收少、反射高。因此,与在线Low-E玻璃相比,离线Low-E玻璃具有低的
遮阳系数和较低的
传热系数。
在应用中要根据对门窗性能的设计要求,选择玻璃品种,同时还应考虑Low-E玻璃的U值,
遮阳系数SC, Low-E玻璃的e值,应在玻璃数据库中选择既符合门窗用玻璃U值要求,又符合对遮阳系数SC设计要求的玻璃品种。不同Low-E玻璃的e值,其玻璃U值和遮阳系数有很大波动, 正确认识Low-E玻璃的e值,对选用玻璃品种时会有很大参考价值。
3.3 Low-E镀膜面处于中空玻璃不同位置时的作用
如图中所示两片中空玻璃的室外侧表面为第1面,室内侧内表面为第4面,第2、3面分别位于中空玻璃的内部中间。
低辐射镀膜位于第2面或第3面,对于两片中空玻璃的U值影响甚微,但却有着不同的遮阳系数(看表1第6-7号)。
当Low-E玻璃处于第三面时(5mm+12Ar+6mm):
U=1.728,SC=0.819,g=0.712;
当Low-E玻璃处于第二面时(5mm+12Ar+6mm):
U=1.729,SC=0.593,g=0.618
在我国的北方低辐射镀膜位于第3面时,在冬季会获得大量的太阳能;而夏季会加大制冷的费用。天津处于寒冷(B)地区气候区,气候特征属于冬寒夏热,所以确定Low-E玻璃面的位置既要考虑冬季获得太阳能的热量,又要考虑夏季空调制冷所耗费的能源,遮阳系数(SC)不能过大,综合考虑,建议天津地区窗用玻璃,低辐射镀膜应位于第2面,在阻止太阳能热量进入室内的同时,又有良好的隔热
保温效果。
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