1、前 言
隨著天津地區
建筑節能向四步節能推進,對
門窗的節能性能要求越來越高,今后的
門窗K值要求在2.0-1.8W/m2.k左右,要想提高門窗的節能性能,其窗用玻璃的選用,是很重要的一環。
目前使用的
中空玻璃品種,多數為雙玻
中空、三玻中空、雙玻Low-E中空等產品,隨著對門窗節能性能要求的提升,門窗用中空玻璃的配置也向雙玻Low-E中空(離線、雙銀)、三玻Low-E中空、三玻雙片Low-E或采用
暖邊、充氣等技術方向發展,玻璃的節能性能將得到顯著的提升。
Low-E玻璃的選用越來越被人們所重視,其產品系列、規格、品種越來越細化,針對不同的節能性能要求,出現了更多的新產品。更好地認識和了解Low-E玻璃的性能是門窗設計人員的首要任務。
2、Low-E玻璃的特性
Low-E玻璃(又稱低
輻射鍍膜玻璃)是Low Emissivity Glass的簡稱,是在玻璃表面鍍上多層
金屬或其他化合物組成的膜系產品。該產品對
可見光有較高的
透射率,對紅外線(尤其是中遠紅外)有很高的
反射率,具有良好的
隔熱性能?梢云鸬娇刂脐柟狻⒐澕s能源、熱量控制調節及改善環境的作用。普通玻璃的表面
輻射率e在0.84左右,在線Low-E玻璃的表面輻射率一般在0.25以下。這種厚度在80-90nm的低輻射膜層對遠紅外
熱輻射的反射率很高,能將80%以上的遠紅外輻射反射回去,所以Low-E玻璃具有良好的阻隔熱輻射透過的作用。
太陽的輻射光線,能大部分通過中空玻璃透射到室內,給我們的生活帶來了光明和溫暖。室內的物品會因自身溫暖的溫度而發生再輻射(長波),又將一定的熱量通過中空玻璃而傳遞到室外。使用
低輻射鍍膜玻璃制作的中空玻璃,會將太陽光線中的大部分可見光和
太陽能透射至室內,并且有效地阻止室內的再輻射(長波)通過玻璃傳到室外,達到了降低門窗產品
U值的目的。
在冬季的時候,我國北方城市的低輻射中空玻璃設計主要考慮的是屏蔽紫外線、對可見光線的高透射(提高自然光的利用)、對近紅外線的高透射(獲得太陽熱能)、對長波(2.5---50µm之間)的低透射(阻止室內的熱能流失)。
在夏季的時候,我國南方城市的低輻射中空玻璃設計主要考慮的是屏蔽紫外線、對可見光的高透射(提高自然光的利用)、對近紅外線的低透射(屏蔽太陽熱能)對長波(2.5---50µm之間)的低透射(阻止室外物品(公路、建筑等)的熱能輻射、同時也阻止室內冷氣的流失)。
3、Low-E玻璃的e值、對區別在線Low-E玻璃、離線Low-E玻璃的作用
由于Low-E玻璃是在玻璃表面涂鍍一層或幾層銀金屬
薄膜或其他化合物組成的膜系列產品,其膜層具有極低的表面輻射率,對于波長在2.5µm-40µm的遠紅外熱能輻射回去。Low-E玻璃的輻射率e值越小,玻璃的U值越低,其
隔熱保溫效果越好。
按照Low-E玻璃的加工工藝不同,分為在線Low-E玻璃和離線Low-E玻璃。兩種其主要區別是Low-E玻璃的e值大小,一般在線Low-E玻璃的e值在0.30-0.16左右;離線單銀Low-E玻璃的e值一般在0.15-0.08左右;雙銀Low-E玻璃的e值一般在0.05-0.07左右;三銀Low-E玻璃的e值一般在0.02左右。普通透明玻璃的輻射率為0.84,意味著將16%波長在2.5µm-40µm遠紅外熱能輻射回去。如國家玻璃數據庫中的253號,是離線低輻射鍍膜玻璃,其輻射率為0.08,就意味著92%的波長在2.5µm-40µm遠紅外熱能輻射回去,使中空玻璃的節能效果更加明顯。
3.1離線Low-E玻璃
一般膜系由幾到十幾層膜層構成,
鍍膜材料為金屬銀,其中僅僅是銀膜層起低輻射作用,其它膜層全部為保護和過度膜層。采用
真空磁控濺射工藝,在玻璃表面鍍上單層、雙層或多層銀的功能膜,銀的兩側需加上多層
介質膜。
了追求不同地區的更高的節能要求,相繼出現了雙銀、三銀的低輻射鍍膜玻璃。其膜系結構比普通Low-E膜層復雜,雙銀(三銀)
Low-E玻璃突出了玻璃對太陽熱輻射的遮蔽,它最大限度地將太陽光過濾成為冷光源,解決了高
可見光透過率與低
太陽能透過率不能兼顧的矛盾,從而獲得了同時具有較高可見光
透過率、較低太陽熱幅射透過率的效果!
3.2在線Low-E玻璃
在線低輻射鍍膜玻璃
硬度大,不容易劃傷,故稱為硬鍍膜。其生產是在一定溫度下進行的,稱為化學氣相沉積法。鍍膜材料為
氧化錫。其膜層厚度是離線的20倍,但也是相當薄的。
在線Low-E玻璃的光譜呈現氧化錫
導電膜的特征,而離線Low-E玻璃的光譜呈現銀和氧化錫復合膜的特征,二者對可見光都有良好的透射,而對近紅外光后者比前者具有高得多的反射,對遠紅外輻射后者比前者吸收少、反射高。因此,與在線Low-E玻璃相比,離線Low-E玻璃具有低的
遮陽系數和較低的
傳熱系數。
在應用中要根據對門窗性能的設計要求,選擇玻璃品種,同時還應考慮Low-E玻璃的U值,
遮陽系數SC, Low-E玻璃的e值,應在玻璃數據庫中選擇既符合門窗用玻璃U值要求,又符合對遮陽系數SC設計要求的玻璃品種。不同Low-E玻璃的e值,其玻璃U值和遮陽系數有很大波動, 正確認識Low-E玻璃的e值,對選用玻璃品種時會有很大參考價值。
3.3 Low-E鍍膜面處于中空玻璃不同位置時的作用
如圖中所示兩片中空玻璃的室外側表面為第1面,室內側內表面為第4面,第2、3面分別位于中空玻璃的內部中間。
低輻射鍍膜位于第2面或第3面,對于兩片中空玻璃的U值影響甚微,但卻有著不同的遮陽系數(看表1第6-7號)。
當Low-E玻璃處于第三面時(5mm+12Ar+6mm):
U=1.728,SC=0.819,g=0.712;
當Low-E玻璃處于第二面時(5mm+12Ar+6mm):
U=1.729,SC=0.593,g=0.618
在我國的北方低輻射鍍膜位于第3面時,在冬季會獲得大量的太陽能;而夏季會加大制冷的費用。天津處于寒冷(B)地區氣候區,氣候特征屬于冬寒夏熱,所以確定Low-E玻璃面的位置既要考慮冬季獲得太陽能的熱量,又要考慮夏季空調制冷所耗費的能源,遮陽系數(SC)不能過大,綜合考慮,建議天津地區窗用玻璃,低輻射鍍膜應位于第2面,在阻止太陽能熱量進入室內的同時,又有良好的隔熱
保溫效果。
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