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1、 物华天宝人杰地灵 LOW E玻璃知识介绍 北京物华天宝安全玻璃有限公司 一 节能现状 随着社会经济发达程度的提高 建筑能耗在社会总能耗中的所占比例越来越大 目前西方发达国家约为30 45 尽管我国经济发展水平和生活水平都还不高 但这一比例已达到20 25 正逐步上升到30 在一些大城市 夏季空调已成为电力高峰负荷的主要组成部分 不论西方发达国家 还是我国 建筑能耗状况都是牵动社会经济发展全局的大问题 按照1986年制定的我国建筑节能分三步走的计划 当前政府各级节能管理部门正在积极启动实现第三步节能65 目标的标准编制工作 而在影响建筑能耗的门窗 墙体 屋面 地面四大围护部件中 门窗的绝热性能
2、最差 是影响室内热环境质量和建筑节能的主要因素之一 就我国目前典型的围护部件而言 门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗的40 50 据统计 在采暖或空调的条件下 冬季单玻窗所损失的热量约占供热负荷的30 50 夏季因太阳辐射热透过单玻窗射入室内而消耗的冷量约占空调负荷的20 30 因此 增强门窗的保温隔热性能 减少门窗的能耗 是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节 我国地域辽阔 南北方气候条件相差悬殊 为此GB50176 93 3 将全国划分为五个建筑热工设计分区 即 严寒 寒冷 夏热冬冷 夏热冬暖和温和地区 其中夏热冬冷地区位于长江中下游地带 夏季闷热 冬季湿冷 夏热冬暖地区多属热带亚
3、热带气候 长夏无冬 温高湿重 二 我国建筑热工设计分区 根据相关节能标准 下表列出适应不同气候分区LOW E玻璃热工参数的取值范围 严寒地区 最冷月均温度 10 寒冷地区 最冷月均温度0 10 夏热冬冷地区 最冷月均温度0 10 最热月均温度25 30 夏热冬暖地区 最冷月均温度 10 最热月均温度25 29 温和地区 最冷月均温度0 13 最热月均温度18 25 三 LOW E玻璃定义 低辐射镀膜玻璃简称低辐射玻璃或Low E玻璃 是一种对波长范围4 5 m 25 m的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃 低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能 称为阳光控制低辐射玻璃 普通玻璃的表面辐射率 E值 在
4、0 84左右 在线Low E玻璃的E值在0 25以下 离线单银Low E玻璃的E值可以达到0 06 而离线双银Low E玻璃的E值则可达到0 04 这种不到头发丝百分之一厚度的低辐射膜系对远红外热辐射的反射率很高 能将80 以上的远红外热辐射反射回去 而普通透明浮法玻璃 吸热玻璃的远红外反射率仅在12 左右 所以Low E玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的作用 冬季 它对室内暖气及室内物体散发的热辐射 可以像一面热反射镜一样 将绝大部分辐射热反射回室内 保证室内热量不向室外散失 从而节约取暖费用 夏季 它可以阻止室外地面 建筑物发出的热辐射进入室内 节约空调制冷费用 Low E玻璃的可见光反射率一
5、般在11 以下 与普通白玻相近 低于普通阳光控制镀膜玻璃的可见光反射率 可避免造成反射光污染 正是由于Low E玻璃的这些优良特性 堪称绿色 节能 环保建材 如图所示 为波长从0 3 m到40 m的太阳辐射和热辐射的强度曲线 A区是紫外线波段 B区是可见光波段 玻璃的可见光透过率越高 室内的采光效果越好 C区是近红外波段 近红外辐射照射到物体上时 将会转换成远红外线再次辐射出来 D区是22 黑体的远红外辐射强度 暖气 人体 炎热的路面等所发出的热辐射主要集中在此波段上 所以 对于寒冷气候 我们应该防止室内的热能 D区远红外波段 向室外泄露 同时提高可见光 B区 和近红外 C区 的获得量 俗称保
6、温 对于炎热气候 应将外部的近红外 C区 远红外 D区 辐射阻挡在室外 而让可见光透过 俗称隔热 40 四 术语解释 1 辐射率 E值 是某物体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 辐射率越低 其吸收热量的能力越低 反射能力越强 低辐射率镀膜能良好地反射4 5 25 m范围的远红外线 阻止接近室温的物体发射的远红外热辐射透过 2 可见光透射比 Tvis 在可见光谱 380nm至780nm 范围内 透过玻璃的光强度对入射光强度的百分比 3 可见光反射比 Rvis 在可见光谱 380nm至780nm 范围内 玻璃反射的光强度对入射光强度的百分比 4 太阳能透射比 Ts
7、ol 在太阳光谱 300nm至2500nm 范围内 透过玻璃的太阳能强度对入射太阳能强度的百分比 5 太阳能反射比 Rsol 在太阳光谱 300nm至2500nm 范围内 玻璃反射的太阳能强度对入射太阳能强度的百分比 6 紫外线透射比 Tuv 在紫外线光谱 280nm至380nm 范围内 透过玻璃的紫外线光强度对入射光强度的百分比 7 太阳能得热系数 SHGC 是指在相同条件下 太阳辐射能量透过窗玻璃进入室内的量与通过相同尺寸但无玻璃的开口进入室内的太阳热量的比率 8 遮阳系数 SC 是指太阳辐射能量透过窗玻璃的量与透过相同面积3mm透明玻璃的量之比 SC可以用SHGC除以3mm白玻的透过率
8、理论值取0 889 进行计算 遮阳系数越小 阻挡阳光向室内直接辐射的性能越好 9 传热系数 K 在稳定传热条件下 窗户两侧空气温差为1度 单位时间内 通过1平方米玻璃的传热量 以W K 表示 传热系数越低 说明玻璃的保温隔热性能越好 10 传热系数 U 度量了由于室内外空气环境的不同造成的通过玻璃的热量获得或热量损失 U值给出的是用LBLWindow4 1软件计算的每100NFRC标准的玻璃中间的值 冬季的U值是基于在没有太阳时的室外温度为 18 室内温度为21 并且风速为15mph 24kph 的情况计算出来的 夏季的U值是基于在室外温度为32 室内温度为24 太阳光的密度是248Btu h
9、r sp ft 789W sq m 并且风速为7 5mph 12kph 的情况计算出来的 为了得到公制的U值 W sq m 乘以5 678即可 11 相对增热 RHG 夏季太阳直射时 通过玻璃组件的瞬间总增热 包括阳光辐射增热和热辐射增热 以W 表示 相对增热越低 节能性能越好 m 吸热玻璃 热反射玻璃与LOW E玻璃的透射曲线 1 高透型Low E玻璃产品特性 a 较高的可见光透射率 采光自然 效果通透 b 较高的太阳能透过率 透过玻璃的太阳热辐射多 c 极高的中远红外线反射率 优良的隔热性能 较低U值 适用范围 a 寒冷的北方地区 冬季太阳热辐射透过玻璃进入室内增加室内的热能 而室内的暖气
10、 家电 人体等发出的远红外被阻隔反射回室内 有效地降低暖气能耗 b 适用于外观设计透明 通透 采光自然的建筑物 有效避免 光污染 危害 c 合成中空玻璃使用 节能效果更加优良 五 LOW E玻璃的分类 1 根据用途分类 2 遮阳型Low E玻璃产品特性 a 适宜的可见光透过率 对室外的强光具有一定的遮蔽性 b 较低的太阳能透过率 有效阻止太阳热辐射进入室内 c 极高的中远红外线反射率 限制室外物体的二次热辐射进入室内 适用范围 a 适用于南方地区及北方地区 该产品不仅冬季限制部分太阳热能进入室内 在夏季则能限制更多的太阳能进入室内 因为冬季太阳能的强度仅为夏季的1 3左右 因而保温性能并未受到
11、影响 从节能效果看 遮阳型不低于高透型 b 其丰富的装饰性能起到一定的室外实现的遮蔽作用 适用于各类型建筑物 c 合成中空玻璃使用 节能效果更加明显 3 双银Low E玻璃产品特性 双银Low E玻璃 因其膜层中有双层银层面而得名 其属于Low E玻璃膜系结构中较复杂的一种 是高级Low E玻璃 它突出了玻璃对太阳热辐射的遮蔽效果 将玻璃的高透光性与太阳热辐射的低透过性巧妙地结合在一起 因此与普通Low E玻璃比较 在可见光透射率相同的情况下具有更低太阳能透过率 适用范围 不受地区限制 适合于不同气候特点的广大地区 2 根据生产制造工艺不同分类 1 在线LOW E 在浮法玻璃的生产线上通过气相
12、沉积法直接生产而成的低辐射玻璃 2 离线LOW E 采用已经生产完成的优质浮法玻璃原片通过真空磁控溅射法生产的低辐射玻璃 3 根据膜层中银层的多少分类 1 单银玻璃 2 双银玻璃 六 在线LOW E玻璃与离线LOW E玻璃的区别 1 生产工艺在线Low E玻璃是在浮法玻璃生产过程中 在热的玻璃表面上喷涂上以锡盐为主要成分的化学溶液 形成单层具有一定低辐射功能的氧化锡 SnO2 化合物薄膜而制成的 离线Low E玻璃是在专门的生产线 用真空磁控溅射的方法 将辐射率极低的金属银 Ag 及其它金属和金属化合物均匀地镀在玻璃表面而制成的 它至少由四层膜构成 纯银膜在二层金属氧化物膜之间 金属氧化物膜对
13、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 品种及外观在线Low E玻璃品种 颜色单一 受浮法玻璃规模生产的限制 透射率反射率等参数不可调节 离线Low E玻璃品种多样 根据不同气候特点可以制作高 中 低多种透过率产品 并且颜色上丰富多彩 可任意调节透射率反射率等参数 膜层更均匀 色泽更自然 在不同的天气呈现不同的视觉效果 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
14、玻璃具有极低的遮阳系数和极低的传热系数 性能参数 4 技术含量和成本在线Low E玻璃的制作技术属于化学镀膜 设备和工艺相对简单 产品的技术含量和生产成本都较低 离线Low E玻璃的制作技术属于真空磁控溅射镀膜 设备和工艺都包含很大的技术含量 产品属于高科技结晶 生产成本较高 5 产品适应性 在国外 在线Low E玻璃主要用于民用建筑 原因是民居较为低矮 可单片使用 价格便宜 而功能优异 价格较贵的离线Low E玻璃则主要做成钢化中空玻璃 用在商业楼宇等高档建筑上 6 产品稳定性现时一些人士担心离线Low E玻璃产品有膜层氧化问题 不够稳定 事实上 研究和实验结果表明 中空 夹层 玻璃中受干燥
15、气体保护 或与外界隔绝 的Low E膜完全不会氧化 国外20多年的使用经验告诉我们 离线Low E玻璃中空玻璃是长期稳定的产品 7 可加工性在线Low e玻璃与其他在线镀膜的阳光控制膜玻璃 热反射膜 玻璃一样 具有良好的可加工性能 例如 生产设备简单 无需大量投资 钢化加工性能稳定 不易脱膜 甚至可把膜面朝向钢化炉辊道放置 不易划伤 可做弯钢化加工 而离线镀膜的Low e玻璃对加工厂的要求极高 需要投资大量优良设备 钢化难度较大 清洗用水要求很苛刻 切割玻璃使用的油也需特制 而且作为中空玻璃合成来说 使用的干燥剂 分子筛 铝条 丁基胶 第一道密封胶 聚硫胶 硅酮胶 第二道密封胶 的材料质量也必
16、须很高 否则离线镀膜的玻璃会发生氧化 变色 单片离线Low E玻璃膜面较软 国外有 软膜 之称 在受到潮气和某些氧化剂的侵袭时会缓慢氧化 因此 离线Low E玻璃对中空玻璃或夹层玻璃的加工条件要求很高 我们知道 如果Low E玻璃不做成中空玻璃使用 则其节能作用将受到极大的削弱甚至完全丧失 所以Low玻璃 无论在 离线 一般是中空玻璃 值得指出的是 既然是中空玻璃 在 离线Low E玻璃中空 夹层 玻璃是长期稳定的产品 的前提下 在线Low E玻璃膜面稳定的优点则只对中空玻璃 夹层 加工单位有利 作为镀膜玻璃产品的最终用户 接受的是稳定的中空 夹层 玻璃产品 理应着眼于玻璃的功能 而不是加工过程的难易 故对于Low E玻璃最终用户而言 在线Low E玻璃所谓 膜面稳定 的优点并无实际意义 七 节能指标的影响因素分析 1 玻璃的厚度 中空玻璃的传热系数 与玻璃的热阻 玻璃的热阻为1mK W 和玻璃厚度的乘积有着直接的联系 当增加玻璃厚度时 必然会增大该片玻璃对热量传递的阻挡能力 从而降低整个中空玻璃系统的传热系数 对具有12mm空气间隔层的普通中空玻璃进行计算 当两片玻璃都为3mm白玻时
