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1、Low-E 玻璃与热反射镀膜玻璃的热学性能比较玻璃与热反射镀膜玻璃的热学性能比较一、概述 我国是能源消耗大国，目前全国单位建筑面积能耗是发达国家的 2-3 倍以上，面对严峻的 事实，发展节能建筑刻不容缓。国家建设部提出：到 2010 年，新建建筑争取 1/3 以上能够 达到节能建筑标准。同时，全国城镇建筑总耗能要实现节能 50%的目标。Low-E 玻璃和热 反射镀膜玻璃是建筑节能领域的主要材料，下面把这两种玻璃性能比较一下。二、热能的形式及玻璃组件的传热 自然环境中的最大热能是太阳辐射能，其中可见光的能量仅占约 1/3，其余的 2/3 主要是热 辐射能（图 1） 。自然界另一种热能形式是远红外
2、热辐射能（图 1 中虚线） ，其能量分布在 450m 波长之间。在室外，这部分热能是由太阳照射到物体上被物体吸收后再辐 射出来的，夏季成为来自室外的主要热源之一。在室内，这部分热能是由暖气、家用电器、 阳光照射后的家具及人体所产生的，冬季成为来自室内的主要热源。图 1. 太阳辐射光谱曲线和黑体辐射光谱曲线太阳辐射投射到玻璃上，一部分被玻璃吸收或反射，另一部分透过玻璃成为直接透过的能 量。被玻璃吸收太阳能使其温度升高，并通过与空气对流及向外辐射而传递热能，因此最 终仍有相当部分透过了物体，这可归结为传导、辐射、对流形式的传递。 对暖气发出的远红外热辐射而言，玻璃不能直接透过，只能反射或吸收它，最
3、终仅以传导、 辐射、对流的形式透过玻璃，因此远红外热辐射透过玻璃的传热是通过传导、辐射及与空 气对流体现的。 玻璃吸收能力的强弱，直接关系到玻璃对远红外热能的阻挡效果。辐射率低的玻璃不易吸 收外来的热辐射能量，从而玻璃通过传导、辐射、对流所传递的热能就少，低辐射玻璃正 是限制了这一部分的传热。 以上两种形式的热能透过玻璃的传递可归结为两个途径：太阳辐射直接透过传热、对流传 导传热。透过每平方米玻璃传递的总热功率 Q 可由下式表示：Q = 630 Sc + U （T 内T 外） 式中 630 是透过 3mm 透明玻璃的太阳能强度， （T 内T 外）是玻璃两侧的空气温度，均 是与环境有关的参数。S
4、c 和 U 是玻璃自身的固有参数，其含义如下：Sc-玻璃的遮阳系数，数值范围 01，它反映玻璃对太阳直接辐射的遮蔽效果。U-玻璃的传热系数，它反映玻璃传导热量的能力。由此可见，玻璃节能性的优劣由 U 和 Sc 这两个参数就完全可以判定。三、不同玻璃的传热特性及参数 1、 普通透明玻璃 透明玻璃（钠钙硅玻璃）的透射范围正好与太阳辐射光谱区域重合（见图 2） ，因此，在透 过可见光的同时，阳光中的红外线热能也大量地透过了玻璃，而 35m 中红外波段的热 能又被大量地吸收，这导致它不能有效地阻挡太阳辐射能。对暖气发出的波长 5m 以上的热辐射，普通玻璃不能直接透过而是近乎完全吸收，并通 过传导、辐射
5、及与空气对流的方式将热能传递到室外。2、 热反射镀膜玻璃 热反射镀膜玻璃-在玻璃表面镀金属或金属化合物膜，使玻璃呈显丰富色彩并具有新的光、 热性能。其主要作用就是降低玻璃的遮阳系数 Sc，限制太阳辐射的直接透过。热反射膜层 对远红外线没有明显的反射作用，故对改善 U 值没有大的贡献。 在夏季光照强的地区，热反射玻璃的隔热作用十分明显，可有效衰减进入室内的太阳热辐 射。但在无阳光的环境中，如夜晚或阴雨天气，其隔热作用与白玻璃无异。从节能的角度 来看它不适用于寒冷地区，因为这些地区需要阳光进入室内采暖。北方寒冷地区采用这种 玻璃的唯一目的就是追求装饰效果。3、 Low-E 玻璃（低辐射镀膜玻璃）
6、Low-E 玻璃-在玻璃表面镀低辐射材料银及金属氧化物膜，使玻璃呈现出不同颜色。其主 要作用是降低玻璃的 U 值，同时有选择地降低 Sc，全面改善玻璃的节能特性。 高透型 Low -E 玻璃，遮阳系数 Sc0.5，对透过的太阳能衰减较少。这对以采暖为主的北 方地区极为适用，冬季太阳能波段的辐射可透过这种 Low-E 玻璃进入室内，经室内物体吸 收后变为 Low-E 玻璃不能透过的远红外热辐射，并与室内暖气发出的热辐射共同被限制在 室内，从而节省暖气的费用。 遮阳型 Low-E 玻璃，遮阳系数 Sc0.5，对透过的太阳能衰减较多。这对以空调致冷的南方 地区极为适用，夏季可最大限度地限制太阳能进入
7、室内，并阻挡来自室外的远红外热辐射， 从而节省空调的使用费用。 不同的 Low-E 玻璃品种适用于不同的气候地区，就节能性而言，其功能已经覆盖了热反射 镀膜玻璃。4 4、几种玻璃的综合参数、几种玻璃的综合参数以下中空玻璃的结构相同，镀膜面位于中空玻璃的第 2#面（室外玻璃的内表面）表-1 几种中空玻璃的主要光热参数传热系数（传热系数（w/m2w/m2）玻璃名称玻璃名称 玻璃种类、结构玻璃种类、结构透光率透光率（% %）遮阳系数遮阳系数ScScU U 冬冬U U 夏夏透明中空玻璃6C+12A+6C810.872.753.09热反射镀膜中空玻璃6 CTS140+12A+6C370.442.583.
8、04高透型 LOW-E 中空玻璃6CES11+12A+6C730.611.791.89遮阳型 LOW-E 中空玻璃6 CEB12+12A+6C390.311.661.70说明：6C 表示 6mm 透明玻璃，CTS140 、CES11、CEB12 分别是南玻热反射玻璃和 Low-E 玻璃型号。传热系数是美国 ASHRAE 标准条件下的数值。 以上数据是南玻集团工厂实际测量数值。分析表明：在同等透光率下，遮阳型 Low-E 玻璃具有更低的遮阳系数 Sc，这意味着它在限制太阳热辐射的同时，并不过多阻挡可见光的透过，通俗地说，它将阳光中的热量过滤掉了。热反射镀膜玻璃获得低遮阳系数 Sc 的代价是，损失可见光的透过，这会极大地影响室内的自然采光。四、结束语 以上简述了两种玻璃的主要热学性能区别。目前，在国家产业政策的指导下、国家节能法 规的约束下，Low-E 玻璃的应用已非常广泛，但愿 Low-E 玻璃能走的更远，但愿国家科研 部门及生产厂家能开发出更高端的 Low-E 玻璃节能产品，在国家节能领域作出巨大贡献。作者：刘海波 作者单位：中国南玻集团股份有限公司
