LOW-E玻璃性能

優(yōu)異的熱性能

外門窗玻璃的熱損失是建筑物能耗的主要部分，占建筑物能耗的50%以上。有關(guān)研究資料表明，玻璃內(nèi)表面的傳熱以輻射為主，占58%，這意味著要從改變玻璃的性能來(lái)減少熱能的損失， 最有效的方法是抑制其內(nèi)表面的輻射。普通浮法玻璃的輻射率高達(dá)0.84，當(dāng)鍍上一層以銀為基礎(chǔ)的低輻射薄膜后，其輻射率可降至0.15以下。因此，用Low-E玻璃制造建筑物門窗，可大大降低因輻射而造成的室內(nèi)熱能向室外的傳遞，達(dá)到理想的節(jié)能效果。

室內(nèi)熱量損失的降低所帶來(lái)的另一個(gè)顯著效益是環(huán)保。寒冷季節(jié)，因建筑物采暖所造成的CO2、SO2等有害氣體的排放是重要的污染源。如果使用Low-E玻璃，由于熱損失的降低，可大幅減少因采暖所消耗的燃料，從而減少有害氣體的排放。

透過(guò)玻璃的熱量是雙向的，熱量即能由室內(nèi)傳遞到室外，反之亦然，并且是同時(shí)進(jìn)行的，只是傳遞熱量差的問(wèn)題。在冬天的時(shí)候，室內(nèi)的溫度比室外高，要求保溫。夏天室內(nèi)溫度比室外的低，要求玻璃能隔熱，就是室外熱量盡量少的傳遞到室內(nèi)。Low-E玻璃能夠?qū)崿F(xiàn)冬天和夏天的要求，既能保溫又能隔熱，起到環(huán)保低碳的效果。

良好的光學(xué)性能

Low-E玻璃的可見光透過(guò)率從理論上的0%-95%(6mm白玻很難做到)不等，可見光透過(guò)率代表室內(nèi)的采光性。室外反射率從10%-30%左右，室外反射率就是可見光反射率，代表反光強(qiáng)度或者耀眼程度，目前為止，中國(guó)要求幕墻的可見光反射率不大于30%。

Low-E玻璃的上述特性使得其在發(fā)達(dá)國(guó)家獲得了日益廣泛的應(yīng)用。我國(guó)是一個(gè)能源相對(duì)匱乏的國(guó)度，能源的人均占有量很低，而建筑能耗已經(jīng)占全國(guó)總能耗的27.5%左右。因此，大力開發(fā)Low-E玻璃的生產(chǎn)技術(shù)并推廣其應(yīng)用領(lǐng)域，必將帶來(lái)顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 Low-E玻璃在生產(chǎn)中，因材質(zhì)特殊性，在經(jīng)過(guò)清洗機(jī)時(shí)，對(duì)清洗毛刷有較高的要求。刷絲必須是高檔的尼龍刷絲如PA1010、PA612等，絲直徑在0.1-0.15mm為佳。因刷絲柔軟性好，彈性強(qiáng)，耐酸堿，耐溫，能夠輕易的清除玻璃表面上的塵埃，且不會(huì)對(duì)表面造成刮痕。

在美國(guó)及歐洲，低輻射(Low-E)(譯稱婁義)鍍膜玻璃由于其優(yōu)越的性能，得到了極大的關(guān)注。特別是德國(guó)的Wschvo法規(guī)，使Low-E玻璃有迅猛的發(fā)展。

歐洲的制造商是在60年代末開始實(shí)驗(yàn)室研究"Low-E"的。1978年，美國(guó)的英特佩(interqane)成功地將"Low-E"玻璃應(yīng)用到建筑物上。

"Low-E"的優(yōu)越性是無(wú)可質(zhì)疑的 。從1990年開始，"Low-E"的用量在美國(guó)以年5%的速度遞增 。將來(lái)，"Low-E"是否成為窗玻璃的主導(dǎo)地位還不得知，但是業(yè)主和門窗公司都非常重視節(jié)能型的門窗。而且，今年的建筑物絕大多數(shù)是用它的節(jié)能效果來(lái)評(píng)定優(yōu)劣的。

目前的兩種Low-E玻璃生產(chǎn)方法

在線高溫?zé)峤獬练e法:

在線高溫?zé)峤獬练e法"Low-E"玻璃在美國(guó)有多家公司的產(chǎn)品。如PPG公司的 Surgate200，福特公司的Sunglas H.R"P"。這些產(chǎn)品是在浮法玻璃冷卻工藝過(guò)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 。因此，該膜層堅(jiān)硬耐用。這種方法生產(chǎn)的"Low-E"玻璃具有許多優(yōu)點(diǎn):它可以熱彎，鋼化，不必在中空狀態(tài)下使用，可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存。它的缺點(diǎn)是熱學(xué)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(guò)增加膜厚來(lái)改善其熱學(xué)性能，那么其透明性就非常差。

離線真空濺射法

離線法生產(chǎn)Low-E玻璃，是目前國(guó)際上普遍采用真空磁控濺射鍍膜技術(shù)。和高溫?zé)峤獬练e法不同，濺射法是離線的。且據(jù)玻璃傳輸位置的不同有水平及垂直之分。

濺射法工藝生產(chǎn)"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(duì)純銀膜提供保護(hù)，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(chǎn)工藝中，玻璃垂直放置在架子上，送入10-1帕數(shù)量級(jí)的真空環(huán)境中，通入適量的工藝氣體(惰性氣體Ar或反應(yīng)氣體O2、N2)，并保持真空度穩(wěn)定。將靶材Ag、Si等嵌入陰極，并在與陰極垂直的水平方向置入磁場(chǎng)從而構(gòu)成磁控靶。以磁控靶為陰極，加上直流或交流電源，在高電壓的作用下，工藝氣體發(fā)生電離，形成等離子體。其中，電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下，進(jìn)行高速螺旋運(yùn)動(dòng)，碰撞氣體分子，產(chǎn)生更多的正離子和電子;正離子在電場(chǎng)的作用下，達(dá)到一定的能量后撞擊陰極靶材，被濺射出的靶材沉積在玻璃基片上形成薄膜。為了形成均勻一致的膜層，陰極靶靠近玻璃表面來(lái)回移動(dòng)。為了取得多層膜，必須使用多個(gè)陰極，每一個(gè)陰極均是在玻璃表面來(lái)回移動(dòng)，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(qū)別在玻璃的放置，玻璃由水平排列的輪子傳輸，通過(guò)陰極，玻璃通過(guò)一系列銷定閥門之后，真空度也隨之變化。當(dāng)玻璃到達(dá)主要濺射室時(shí)，鍍膜壓力達(dá)到，金屬陰極靶固定，玻璃移動(dòng)。在玻璃通過(guò)陰極過(guò)程中，膜層形成。

目前，國(guó)產(chǎn)和絕大部分進(jìn)口磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線的目標(biāo)產(chǎn)品均是以鍍制單質(zhì)膜和金屬膜為主的陽(yáng)光控制膜玻璃。這類產(chǎn)品工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備的要求較低。因此，這些生產(chǎn)線不能滿足鍍制LOW-E玻璃的要求。

濺射法生產(chǎn)"Low-E"玻璃，具有如下特點(diǎn):

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(chǎn)"Low-E"玻璃可有多種配置。在顏色及純度方面，濺射鍍也優(yōu)于熱噴鍍，而且，由于是離線法，在新產(chǎn)品開發(fā)方面也較靈活 。最主要的優(yōu)點(diǎn)還在于濺射生產(chǎn)的"Low-E"中空玻璃其"u"值優(yōu)于熱解法產(chǎn)品的"u"值，但是它的缺點(diǎn)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(chǎn)品以前，也不適宜長(zhǎng)途運(yùn)輸。

太陽(yáng)輻射能量的97%集中在波長(zhǎng)為0.3-2.5um范圍內(nèi)，這部分能量來(lái)自室外;100℃以下物體的輻射能量集中在2.5um以上的長(zhǎng)波段，這部分能量主要來(lái)自室內(nèi)。

若以室窗為界的話， 冬季或在高緯度地區(qū)我們希望室外的輻射能量進(jìn)來(lái)，而室內(nèi)的輻射能量不要外泄。若以輻射的波長(zhǎng)為界的話，室內(nèi)、室外輻射能的分界點(diǎn)就在2.5um這個(gè)波長(zhǎng)處。因此，選擇具有一定功能的室窗就成為關(guān)鍵。

3mm厚的普通透明玻璃對(duì)太陽(yáng)輻射能具有87%的透過(guò)率，白天來(lái)自室外的輻射能量可大部分透過(guò);但夜晚或陰雨天氣，來(lái)自室內(nèi)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(guò)向室內(nèi)、外輻射和對(duì)流交換散發(fā)其熱量，故無(wú)法有效地阻擋室內(nèi)熱量泄向室外。

Low-E中空玻璃對(duì)0.3-2.5um的太陽(yáng)能輻射具有60%以上的透過(guò)率，白天來(lái)自室外輻射能量可大部分透過(guò)，但夜晚和陰雨天氣，來(lái)自室內(nèi)物體的熱輻射約有50%以上被其反射回室內(nèi)，僅有少于15%的熱輻射被其吸收后通過(guò)再輻射和對(duì)流交換散失，故可有效地阻止室內(nèi)的熱量泄向室外。Low-E玻璃的這一特性，使其具有控制熱能單向流向室外的作用。

太陽(yáng)光短波透過(guò)窗玻璃后，照射到室內(nèi)的物品上。這些物品被加熱后，將以長(zhǎng)波的形式再次輻射。這些長(zhǎng)波被"Low-E"窗玻璃阻擋，返回到室內(nèi)。事實(shí)上通過(guò)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(lái)表示的，而"u"值 和玻璃的輻射率 有直接的關(guān)系。

"u"值的定義為:ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)條件下，由于玻璃熱傳導(dǎo)和室內(nèi)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(shí)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(guò)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(duì)所有波長(zhǎng)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(shù)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(duì)應(yīng)著低的"u"值。玻璃的輻射率越接近于零，其絕熱性能就越好。

一個(gè)"節(jié)能采光系統(tǒng)"的優(yōu)越性必須體現(xiàn)在盡可能高的太陽(yáng)總能量的透過(guò)，而同時(shí)具有最低的"u"值。通過(guò)同時(shí)考慮能量的獲得和熱的損失，建立了能量平衡方程式，Ueg=UF-RFg。最好的能量平衡特性的采光系統(tǒng)是真空磁控濺射"Low-E"鍍膜中空玻璃。盡管單層玻璃其太陽(yáng)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(yáng)能透射，如果不能有效地保持這些能量，就不能認(rèn)為它是節(jié)能材料。"Low-E" 鍍膜中空玻璃是一種較好的節(jié)能采光材料。它具有較高的太陽(yáng)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(nèi)，使得窗玻璃附近的溫度較高，人在窗玻璃附近也不會(huì)感到太大的不適。而應(yīng)用"Low-E"窗玻璃的建筑其室內(nèi)溫度相對(duì)較高，因此在冬季可以保持相對(duì)高的室內(nèi)溫度，而不結(jié)霜，這樣在室內(nèi)的人也會(huì)倍感舒適。"Low-E"玻璃可以阻擋少量的紫外線透射，對(duì)防止室內(nèi)的物品褪色略有幫助。

low-E從工藝上來(lái)說(shuō)，可以分為在線沉積鍍膜法和離線真空磁濺法。從顏色上來(lái)劃分，有藍(lán)、綠、灰三個(gè)基本色調(diào)，可以根據(jù)不同厚度和材料的組合，可以做出不同的工藝。比如說(shuō)中性色，金色(玫瑰金)，銀色等相對(duì)有特色的顏色。

Low-E玻璃目前分兩種:在線Low-E玻璃，離線Low-E玻璃,在線LOW-E玻璃品種單一。Low-E玻璃受浮法玻璃規(guī)模生產(chǎn)的限制，目前只有6mm厚一種品種。

離線Low-E玻璃品種多樣，根據(jù)不同氣候特點(diǎn)可以制作高、中、低多種透過(guò)率產(chǎn)品，并且顏色上有銀灰、淺灰、淺藍(lán)和無(wú)色透明等，用著色玻璃還可制作綠色等其他多種顏色。厚度從3~12mm都可制做。需要注意的是:

1. 在線Low-E玻璃在鋼化過(guò)程中將承受接近玻璃軟化點(diǎn)的高溫，此時(shí)膜的顏色可能會(huì)有一些變化，導(dǎo)致色差。另外，在線Low-E玻璃的鋼化是帶膜鋼化，膜的存在使得玻璃兩面加熱不對(duì)稱，鋼化過(guò)程難以控制，可能產(chǎn)生鋼化變形大等一系列問(wèn)題。而離線Low-E玻璃是先鋼化后鍍膜，不存在問(wèn)題。為了避免在線Low-E玻璃的上述鋼化問(wèn)題，有人將不鋼化的在線Low-E玻璃用作中空玻璃的內(nèi)片，而把鋼化透明玻璃放在外側(cè)。這種用法在南方不僅會(huì)對(duì)Low-E玻璃效果產(chǎn)生一定影響，而且還可能使外側(cè)鋼化白玻的應(yīng)力斑被內(nèi)側(cè)Low-E玻璃放大而加重。相比之下，把鋼化離線Low-E玻璃放在室外一側(cè)則無(wú)此問(wèn)題。

2. Low-E玻單片離線Low-E玻璃膜面較軟，在受到潮氣和某些氧化劑的侵襲時(shí)會(huì)緩慢氧化。

3. 在線Low-E玻璃為"硬鍍膜"，膜層保質(zhì)期為30年。離線Low-E玻璃為"軟鍍膜"，膜層牢固性差，幾乎不能裸露保存。

4. 離線Low-E玻璃必須在很短的時(shí)間內(nèi)加工成中空玻璃，而且，在組成中空玻璃時(shí)必須去掉邊部鍍層。由于中空玻璃的弱呼吸作用，水蒸氣、硫化物、氧化物進(jìn)入空腔后，會(huì)導(dǎo)致離線Low-E玻璃隔熱性能逐漸喪失，外觀發(fā)烏、變色、逐漸出現(xiàn)大量霉點(diǎn)。

Low-E玻璃又稱低輻射鍍膜玻璃，就世界范圍而言，Low-E玻璃的生產(chǎn)和應(yīng)用正處于高速增長(zhǎng)時(shí)期。從國(guó)家建設(shè)部的要求來(lái)看，今后綠色節(jié)能建筑要成為國(guó)內(nèi)建筑的主流，建設(shè)部將推行節(jié)能標(biāo)志認(rèn)證及相應(yīng)的稅收優(yōu)惠政策來(lái)推廣節(jié)能建筑。因此，新建建筑和原有存量建筑是否節(jié)能，不僅關(guān)系到能否緩解我國(guó)能源供求的緊張狀況，而且還關(guān)系到"十一五"節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。作為三大用能領(lǐng)域的建筑業(yè)，節(jié)能形勢(shì)十分嚴(yán)峻，節(jié)能降耗刻不容緩。

據(jù)市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)，到2015年，Low-E玻璃國(guó)際市場(chǎng)需求量將突破10億平方米，今后十年，全世界Low-E玻璃市場(chǎng)需求量將以平均每年18%以上的速度增長(zhǎng)。

單銀Low-E玻璃

單銀Low-E鍍膜玻璃通常只含有一層功能層(銀層)，加上其他的金屬及化合物層，膜層總數(shù)達(dá)到5層。

雙銀Low-E玻璃

雙銀Low-E鍍膜玻璃具有兩層功能層(銀層)，加上其他的金屬及化合物層，膜層總數(shù)達(dá)到9層。然而，雙銀Low-E玻璃的技術(shù)工藝控制難度比單銀大的多。

單銀LOW-E玻璃與雙銀LOW-E玻璃的比較

任何鍍膜玻璃在限制太陽(yáng)熱輻射透過(guò)的同時(shí)都會(huì)不同程度地限制可見光的透過(guò)。雙銀Low-E玻璃比單銀Low-E玻璃能夠阻擋更多的太陽(yáng)熱輻射熱能。換句話說(shuō)，在透光率相同情況下，雙銀Low-E具有更低的遮陽(yáng)系數(shù)Sc，能更大 限度地將太陽(yáng)光過(guò)濾成冷光源。

雙銀Low-E 玻璃傳熱系數(shù)較單銀Low-E更低，能進(jìn)一步提高外窗的保溫性能，真正達(dá)到冬暖夏涼。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，由于雙銀Low-E玻璃大大減少了室內(nèi)外環(huán)境透過(guò)玻璃進(jìn)行的熱量交換，因此當(dāng)空調(diào)進(jìn)行制暖或者制冷時(shí)，在室內(nèi)溫度達(dá)到了設(shè)定溫度后，空調(diào)就能夠更長(zhǎng)時(shí)間的處于待機(jī)狀態(tài)，從而節(jié)省耗電量。

雙銀Low-E玻璃的優(yōu)勢(shì)可簡(jiǎn)單總結(jié)如下:

1. 在相同玻璃組合下，雙銀Low-E玻璃比單銀LOW-E具有更低的輻射率 和更低的傳熱系數(shù)(U值)。

2. 雙銀Low-E玻璃具有更低的遮陽(yáng)系數(shù)即Sc值。

3. 在遮陽(yáng)系數(shù)(Sc值)相同的情況下，可見光透過(guò)率比單銀Low-E更高。 總之，雙銀Low-E玻璃突出地強(qiáng)調(diào)了玻璃對(duì)太陽(yáng)熱輻射的遮蔽效果，將玻璃的高透光性與太陽(yáng)熱輻射的低透過(guò)性巧妙地結(jié)合在一起，成功地解決了高透光與低U值、Sc值的雙重優(yōu)勢(shì)并存的難題，因此具有更好的節(jié)能效果，這是其它任何玻璃無(wú)法具備的優(yōu)勢(shì)。

接觸測(cè)量電阻法:使用萬(wàn)用表的電阻檔或電阻表測(cè)量玻璃表面的導(dǎo)通電阻值,可采用普通的萬(wàn)用表，將萬(wàn)用表筆尖玻璃表面，正負(fù)筆尖相距1cm左右，若此時(shí)顯示玻璃電阻小于20歐姆，則鍍膜層為L(zhǎng)OW-E膜層，若大于20歐姆，則膜層為陽(yáng)光控制膜(非LOW-E膜);若電阻值為無(wú)窮大，則玻璃為非鍍膜面。電阻越低說(shuō)明LOW-E對(duì)紅外反射效果越好。此方法由于要用力接觸表面，容易造成low-e表面損傷，從而破壞玻璃的low-e功能。(對(duì)于保護(hù)層較厚表面不易劃傷的LOW-E玻璃，此方法不一定有效，因?yàn)槿f(wàn)用表的筆尖很難深入接觸到膜層里的Ag層)圖像識(shí)別方法:將火柴或光亮物體放在中空玻璃前面，觀察玻璃里面呈現(xiàn)的4個(gè)影像(換句話說(shuō)，有4束火焰或4個(gè)物像)，若是鍍膜玻璃則有一個(gè)影像的顏色不同于其他3個(gè)影像，若4個(gè)影像的顏色相同，便可確定不是鍍膜玻璃。這種方法即是利用透明白玻和鍍膜玻璃之間的顏色差異原理進(jìn)行判別的，對(duì)于反射率較低的鍍膜玻璃，為了避免外界光源的影響，適宜在暗環(huán)境下進(jìn)行判別。但對(duì)于反射率很低且無(wú)色的鍍膜玻璃，此方法不易判別。并且用此種方法也無(wú)法判別到底是陽(yáng)光膜(也叫熱反射膜)還是LOW-E膜。熱力感應(yīng)法:將一片沒(méi)有鍍膜的白玻(中空玻璃))和一片待測(cè)LOW-E(中空)玻璃同時(shí)放在電爐或電熱取暖器上(為了具有對(duì)比性，兩片玻璃距離熱源的距離應(yīng)一樣)烘烤對(duì)比驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的烘烤后，用手觸摸對(duì)比這兩片玻璃，LOW-E玻璃的熱感要明顯低于白玻。性能越好的LOW-E玻璃吸熱和熱傳導(dǎo)能力越差，熱感就越不明顯。這種方法是最簡(jiǎn)單準(zhǔn)確的方法，而且可以對(duì)比出不同LOW-E玻璃性能的差異。對(duì)于同樣是陽(yáng)光膜(也叫熱反射膜)的鍍膜玻璃，也可用此方法進(jìn)行鑒別--白玻，陽(yáng)光鍍膜玻璃和LOW-E鍍膜玻璃的熱傳導(dǎo)性能的對(duì)比是:白玻>陽(yáng)光鍍膜玻璃>LOW-E鍍膜玻璃。LOW-E膜又分為單銀LOW-E，雙銀LOW-E和三銀LOW-E。其熱傳導(dǎo)性能的對(duì)比一般是:單銀LOW-E>雙銀LOW-E>三銀LOW-E。也就是說(shuō)三銀LOW-E所具有的節(jié)能效果一般是最好的。專業(yè)儀器測(cè)量方法:有手持的，在線的例如 HY-HLOWE0001(手持)HY-3HLE-1000-X (在線)在使用中效果明顯，識(shí)別率能達(dá)到100%。