现代建筑设计倾向于使用大面积玻璃自然采光,然而普通的单片玻璃夏季无法阻挡阳光中的热能向室内传递,冬季也无法阻挡室内热能的外泄,保持室内适宜的温度的代价只能是大量消耗能源,例如:空调、暖气等。由此导致的直接后果是整个建筑的节能性的极大损失。如何在保证室内采光良好的前提下,将玻璃能量损失减至最低。由此,低辐射镀膜玻璃(即Low-E玻璃,为Low Emissivity Glass的简称)应上述功能而开发使用,并取得了良好的效果,成为当今玻璃市场上的主要发展的产品之一。
就我国情况而论,我国纬度跨度较大,北方地区冬天气候严寒,南方地区夏热冬暖。我国建筑能耗占总体能耗的35%,建筑节能滞后,能耗高,污染重,成为制约我国经济可持续发展的突出问题。中国建筑外墙热损失是加拿大和北美同类建筑的3-5倍,窗的热损失在2倍以上;门窗面积占建筑面积的20%-30%,玻璃占门窗面积70%-80%;建筑能耗的70%是通过门窗流失的,其中1/3是通过玻璃流失的;辐射传热是热传导的主要方式,占60%。
低辐射镀膜玻璃根据用途主要分为以下类型:
①高透型低辐射镀膜玻璃
这种玻璃具有传热系数低和反射远红外热辐射的特点,它可将冬季室内暖气、家用电器和人体发出的热量反射在室内,并降低玻璃的热传导,从而获得极佳的保温效果。适用于北方寒冷地区使用的这种玻璃还具有较高的太阳能透过率,可使太阳中近红外热辐射进入室内而增加室内的热量,从而有效地降低暖气的能耗。
② 遮阳型低辐射镀膜玻璃
这种玻璃除具有传热系数低和反射远红外热辐射的特点外,还具有反射太阳中近红外热辐射的特性。这种玻璃只允许太阳光中的可见光进入室内而阻挡其中的热辐射,因而特别适合于南方地区和过渡地区使用。使用这种玻璃后,即使有太阳照射也不会有热感,它既能保证冬季室内的热能不外泄,又可保证阻挡夏季阳光中的热能进入室内。
③ 双银Low-E玻璃
双银Low-E玻璃是目前最高级的环保节能型产品,它突出地强调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,在可见光透过率相同的情况下,它比普通Low-E玻璃具有更低的太阳能透过率,即具有更低的遮阳系数SC。换句话说,它最大限度地将太阳光过滤成冷光源,解决了高可见光透过率与低太阳能透过率不能兼顾的矛盾,为追求外观通透性的设计提供节能性的保障。
Low-E玻璃按生产制造工艺方式分为离线Low-E玻璃和在线Low-E玻璃两种。
离线Low-E玻璃和在线Low-E玻璃的区别如下:
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。
2、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。
3、性能参数
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玻璃具有极低的遮阳系数和极低的传热系数。
在节能方面,冬季在线玻璃明显比离线增加44%的热量损失;而在炎热的夏季在线比离线增加25%的热量获得。根据统计,建筑的70%能量是通过窗户流失的。
建筑保温节能重要性。
离线膜的光学性能和隔热性能远远好于在线膜,在线膜的辐射系数约为0.21,长波反射率为80%,单层银膜的辐射率约为0.10,双层银膜的辐射率达到0.5,长波反射率为9%。而且所有在线膜的性能基本一样,而离线膜的性能可以灵活改变。
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,生产成本很高。
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。
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。