在美國(guó)及歐州,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。
  歐州的制造商是在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,"Low-E"是否成為窗玻璃的主導(dǎo)地位還不得知,但是業(yè)主和鋁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)能效果來評(píng)定優(yōu)劣的。 "Low-E"玻璃的二種生產(chǎn)方法是:
  一、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 。固此,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。如果想通過增加膜厚來改善其熱學(xué)性能,那么其透明性就非常差。
  二、離線真空濺射法:
  用濺射法可以生產(chǎn)"Low-E"玻璃的廠家及產(chǎn)品有北美的英特佩公司的"LnplusNetetralR",PPG公司的Sungatel00,福特公司的SunglasHRS等 。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,送入大的真空室內(nèi) 。真空室內(nèi)的壓力將隨之減小。垂直安裝的陰極靶濺射出金屬原子,沉積到玻璃基片上,形成膜層 。為了形成均勻一致的膜層,陰極靶靠近玻璃表面來回移動(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,通過陰極,玻璃通過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)。在玻璃通過陰極過程中,膜層形成。
  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。
  對(duì)于住宅用中空玻璃, 總是希望采光性能好, 同時(shí)能阻擋全部紫外線及部分紅外線 。所幸的是 "Low-E"玻璃具有這樣的功能:
  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,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%的透過率,白天來自室外的輻射能量可大部分透過;但夜晚或陰雨天氣,來自室內(nèi)物體熱輻射能量的89%被其吸收,使玻璃溫度升高,然后再通過向室內(nèi)、外輻射和對(duì)流交換散發(fā)其熱量,故無法有效地阻擋室內(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%以上的透過率, 白天來自室外輻射能量可大部分透過,但夜晚和陰雨天氣, 來自室內(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%的熱幅射被其吸收后通過再輻射和對(duì)流交換散失,故可有效地阻止室內(nèi)的熱量泄向室外 。Low一E玻璃的這一特性,使其控制熱能單向流向室內(nèi)的作用。
  太陽(yáng)光短波透過窗玻璃后,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,"Ueg"值同窗組件結(jié)構(gòu)和面向關(guān)系見下
    窗組件結(jié)構(gòu) UF G Ueg
     面北 面南 面西 面東
單片 0.76 87 0.57 0.39 0.48 0.48
中空12mm 0.46 75 0.30 0.14 0.22 0.22
雙層中空充氣 0.32 66 0.18 0.04 0.11 0.11
“Low-E”中空 0.26 62 0.13 0.002 0.07 0.07
    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 , 而同時(shí)具有最低的 "u"值 。 通過同時(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-RF g 上表表示了各種不同采光系統(tǒng)的" UF "及" Ueg "值,從表中可知 , 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,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,因些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"玻璃也能夠阻擋大量的紫外線透射,防止室內(nèi)的物品退色。