什么是"Low-E"鍍膜玻璃

　　在美國及歐州，低輻射(Low-E)(譯稱婁義)鍍膜玻璃由于其優越的性能，得到了極大的關注。特別是德國的"Wschvo"法規，使"Low-E"玻璃有迅猛的發展。  

　　
　　歐州的制造商是在60年代末開始實驗室研究"Low-E"的 。1978年，美國的英特(interqane)成功地將"Low-E"玻璃應用到建筑物上。  

　　
　　"Low-E"的優越性是無可質疑的 。從1990年開始，"Low-E"的用量在美國以年5％的速度遞增 。將來，"Low-E"是否成為窗玻璃的主導地位還不得知，但是業主和鋁窗公司都非常重視節能型的門窗。而且，今年的建筑物絕大多數是用它的節能效果來評定優劣的。 "Low-E"玻璃的二種生產方法是：  

　　
　　一、在線高溫熱解沉積法：  

　　
　　在線高溫熱解沉積法"Low-E"玻璃在美國有多家公司的產品。如PPG公司的 Surgate200，福特公司的Sunglas H．R"P"。這些產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，該膜層堅硬耐用。這種方法生產的"Low-E"玻璃具有許多優點：它可以熱彎，鋼化，不必在中空狀態下使用，可以長期儲存。它的缺點是熱學性能比較差 。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"Low-E"玻璃的廠家及產品有北美的英特佩公司的"LnplusNetetralR"，PPG公司的Sungatel00，福特公司的SunglasHRS等 。和高溫熱解沉積法不同，濺射法是離線的。且據玻璃傳輸位置的不同有水平及垂直之分。  

　　
　　濺射法工藝生產"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 金屬氧化物膜對純銀膜提供保護，且作為膜層之間的中間層增加顏色的純度及光透射度。  

　　
　　垂直式生產工藝中，玻璃垂直放置在架子上，送入大的真空室內 。真空室內的壓力將隨之減小。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 。為了取得多層膜。必須使用多個陰極，每一個陰極均是在玻璃表面來回移動，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 。當玻璃到達主要濺射室時，鍍膜壓力達到，金屬陰極靶固定，玻璃移動。在玻璃通過陰極過程中，膜層形成。  


　　濺射法生產"Low－E"玻璃，具有如下特點：  

　　
　　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"Low-E"玻璃可有多種配置。在顏色及純度方面，濺射鍍也優于熱噴鍍，而且，由于是離線法，在新產品開發方面也較靈活 。最主要的優點還在于濺射生產的"Low-E"中空玻璃其"u"值優于熱解法產品的"u"值，但是它的缺點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，且在未做成中空產品以前，也不適宜長途運輸。  

　　
　　對于住宅用中空玻璃， 總是希望采光性能好， 同時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％集中在波長為0.3-2.5um范圍內，這部分能量來自室外 ；100℃以下物體的輻射能量集中在2.5um以上的長波段，這部分能量主要來自室內。  

　　
　　若以室窗為界的話， 冬季或在高緯度地區我們希望室外的輻射能量進來，而室內的輻射能量不要外泄。若以輻射的波長為界的話，室內、室外輻射能的分界點就在2.5um這個波長處。因此，選擇具有一定功能的室窗就成為關鍵。  

　　
　　3mm厚的普通透明玻璃對太陽輻射能具有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、外輻射和對流交換散發其熱量，故無法有效地阻擋室內熱量泄向室外。  


　　Low-E中空玻璃對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， 來自室內物體的熱輻射約有50％以上被其反射回室內，僅有少于15％的熱幅射被其吸收后通過再輻射和對流交換散失，故可有效地阻止室內的熱量泄向室外 。Low一E玻璃的這一特性，使其控制熱能單向流向室內的作用。  

　　
　　太陽光短波透過窗玻璃后，照射到室內的物品上。這些物品被加熱后，將以長波的形式再次輻射。這些長波被"Low-E"窗玻璃阻擋，返回到室內。事實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系。  


　　"u"值的定義為：ASHRAE標準條件下，由于玻璃熱傳導和室內外的溫差，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。理論上完全黑體對所有波長具有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應著低的"u"值 。玻璃的輻射率越接近于零，其絕熱性能就越好，"Ueg"值同窗組件結構和面向關系見下：  


　　窗組件結構 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 " 節能采光系統 "的優越性必須體現在盡可能高的太陽總能量的透過 ， 而同時具有最低的 "u"值 。 通過同時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的" UF "及" Ueg "值，從表中可知 ， 最好的能量平衡特性的采光系統是真空磁控濺射"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，就不能認為它是節能材料 。"Low-E" 鍍膜中空玻璃是一種較好的節能采光材料 。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，使得窗玻璃附近的溫度較高，人在窗玻璃附近也不會感到太大的不適。而應用"Low-E"窗玻璃的建筑其室內溫度相對較高，因些在冬季可以保持相對高的室內溫度，而不結霜，這樣在室內的人也會倍感舒適。"Low-E"玻璃也能夠阻擋大量的紫外線透射，防止室內的物品退色。

  

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