Low-E镀膜玻璃的特性

Low-E镀膜玻璃的特性绿色建筑博客-BhI,h"Vn;Pu

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能，得到了极大的关注。特别是德国的法规，使Low-E玻璃有迅猛的发展。

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　　欧州的制造商是在60年代末开始实验室研究"Low-E"的 。1978年，美绿色建筑博客-H%p!Z4{zD Pa"H][

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国的英特佩(interqane)成功地将"Low-E"玻璃应用到建筑物上。

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　　"Low-E"的优越性是无可质疑的 。从1990年开始，"Low-E"的用量在

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美国以年5％的速度递增 。将来，"Low-E"是否成为窗玻璃的主导地位还

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不得知，但是业主和铝窗公司都非常重视节能型的门窗。而且，今年的建

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筑物绝大多数是用它的节能效果来评定优劣的。

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    "Low-E"玻璃的二种生产方法是：

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　　一、在线高温热解沉积法：绿色建筑博客)o1VPP
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Y!E4~,^)t4oC0绿色建筑博客 M&K$_:ue)p8_bJW

　　在线高温热解沉积法"Low-E"玻璃在美国有多家公司的产品。如PPG公

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司的Surgate200，福特公司的Sunglas H．R"P"。这些产品是在浮法玻璃绿色建筑博客`3YD+BS{

冷却工艺过程中完成的。液体金属或金属粉沫直接喷射到热玻璃表面上，随

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着玻璃的冷却，金属膜层成为玻璃的一部分。固此，该膜层坚硬耐用。这绿色建筑博客;s^4ZDL0T

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种方法生产的"Low-E"玻璃具有许多优点：它可以热弯，钢化，不必在中空绿色建筑博客)A.?Ab aFPq/c

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状态下使用，可以长期储存。它的缺点是热学性能比较差。除非膜层非常绿色建筑博客`0]b s$d%Ek;[?5In

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厚，否则其"u"值只是溅射法"Low-E"镀膜玻璃的一半。如果想通过增加膜

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厚来改善其热学性能，那么其透明性就非常差。绿色建筑博客m}3MaM*d6C

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　　二、离线真空溅射法：绿色建筑博客#]7n1Dc,}t}%UN&X5bhC

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　　用溅射法可以生产"Low-E"玻璃的厂家及产品有北美的英特佩公司的"

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LnplusNetetralR"，PPG公司的Sungatel00，福特公司的SunglasHRS等 。和绿色建筑博客 KZ+B3V&L$U)Cc*@

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高温热解沉积法不同，溅射法是离线的。且据玻璃传输位置的不同有水平及绿色建筑博客&]4CX)K5T,X9hI3I

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垂直之分。绿色建筑博客Ra.WSp$se G

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　　溅射法工艺生产"Low-E"玻璃，需一层纯银薄膜作为功能膜。纯银膜在二绿色建筑博客;a7P#_eUc5g#gBc

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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绿色建筑博客8Bs'o9h/^+z

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间层增加颜色的纯度及光透射度。绿色建筑博客#R(H!|zy&Uy

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　　垂直式生产工艺中，玻璃垂直放置在架子上，送入大的真空室内。真空绿色建筑博客%Q-Rju#Hf;G"k8@`"P,r

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室内的压力将随之减小。垂直安装的阴极靶溅射出金属原子，沉积到玻璃基片绿色建筑博客|+M.PX.u;X

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上，形成膜层 。为了形成均匀一致的膜层，阴极靶靠近玻璃表面来回移动。

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为了取得多层膜。必须使用多个阴极，每一个阴极均是在玻璃表面来回移动，绿色建筑博客$C/J r m)DF

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形成一定的膜厚。

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　　水平法在很大程度上是和垂直法相似的。主要区别在玻璃的放置，玻璃

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由水平排列的轮子传输，通过阴极，玻璃通过一系列销定阀门之后，真空度也

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随之变化 。当玻璃到达主要溅射室时，镀膜压力达到，金属阴极靶固定，玻绿色建筑博客alCK*n&t
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璃移动。在玻璃通过阴极过程中，膜层形成。

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　　溅射法生产"Low－E"玻璃，具有如下特点：

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　　由于有多种金属靶材选择，及多种金属靶材组合，因此，溅射法生产"Low-E"绿色建筑博客U iN-z\!_5Ws

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玻璃可有多种配置。在颜色及纯度方面，溅射镀也优于热喷镀，而且，由于是

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离线法，在新产品开发方面也较灵活 。最主要的优点还在于溅射生产的"Low-E"绿色建筑博客1UaG1l{e/CLw

中空玻璃其"u"值优于热解法产品的"u"值，但是它的缺点是氧化银膜层非常脆绿色建筑博客"oi'sQB F$]r

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弱，所以它不可能象普通玻璃一样使用 。它必须要做成中空玻璃，且在未做

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成中空产品以前，也不适宜长途运输。绿色建筑博客*E${ B
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　　对于住宅用中空玻璃， 总是希望采光性能好，同时能阻挡全部紫外线及绿色建筑博客E;R/~5aO}

部分红外线 。所幸的是

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    "Low-E"玻璃具有这样的功能：绿色建筑博客)XM5FNa5VP @

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　　太阳辐射能量的97％集中在波长为0.3-2.5um范围内，这部分能量来自室外 ；绿色建筑博客5YV1V RV+X(^;m8v

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100℃以下物体的辐射能量集中在2.5um以上的长波段，这部分能量主要来自室内。绿色建筑博客w+n0s|/Rr
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　　若以室窗为界的话， 冬季或在高纬度地区我们希望室外的辐射能量进来，绿色建筑博客qb9OE?%y[A

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而室内的辐射能量不要外泄。若以辐射的波长为界的话，室内、室外辐射能的绿色建筑博客5h N#N$N'A3VTIjO

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分界点就在2.5um这个波长处。因此，选择具有一定功能的室窗就成为关键。

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　　3mm厚的普通透明玻璃对太阳辐射能具有87％的透过率，白天来自室外的辐绿色建筑博客i&Kmv_-?9A8Z/M

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射能量可大部分透过；但夜晚或阴雨天气，来自室内物体热辐射能量的89％被绿色建筑博客9m*sgF&OXm)?dA3d!i

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其吸收，使玻璃温度升高，然后再通过向室内、外辐射和对流交换散发其热量，

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故无法有效地阻挡室内热量泄向室外。

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　　Low-E中空玻璃对0.3-2.5um的太阳能辐射具有60％以上的透过率， 白天来绿色建筑博客,K_1iJk&s!SVx

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自室外辐射能量可大部分透过，但夜晚和阴雨天气，来自室内物体的热辐射约绿色建筑博客L L:O*W3YyD'_c

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有50％以上被其反射回室内，仅有少于15％的热幅射被其吸收后通过再辐射和对

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流交换散失，故可有效地阻止室内的热量泄向室外。Low一E玻璃的这一特性，

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使其控制热能单向流向室内的作用。

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　　太阳光短波透过窗玻璃后，照射到室内的物品上。这些物品被加热后，将以

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R(tv"M6TM;{8v3nk0绿色建筑博客E}9C$n,t`2mZ

长波的形式再次辐射。这些长波被"Low-E"窗玻璃阻挡，返回到室内。事实上通绿色建筑博客2YS3K+{I

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过窗玻璃再次辐射被减少到85％，极大地改善了窗玻璃绝热性能。

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　　窗玻璃的绝热性能一般是用"u"值来表示的，而"u"值和玻璃的辐射率有直接

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的关系。

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　　"u"值的定义为：ASHRAE标准条件下，由于玻璃热传导和室内外的温差，所绿色建筑博客GY5T@Eg7Es7~

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NB{(K^7P)Yu?5?+m0绿色建筑博客9ae$PP${
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形成的空气到空气的传热量 。其英制单位为：英热量单位每小时每平方英尺每

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华氏温度，公制单位为：瓦每平方米每摄氏温度、"u"值越低，通过玻璃的传热绿色建筑博客 YYxDF4K!h;z

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量也越低，窗玻璃的绝热性能越好。辐射率是某物体的单位面积辐射的热量同单

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位面积黑体在相同温度，相同条件下辐射热量之比。辐射率定义是某物体吸收

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或反射热量的能力。理论上完全黑体对所有波长具有100％的吸收。即反射率为绿色建筑博客#o/d {z)l"ND/y1f

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零。因此，黑体辐射率为1.0。绿色建筑博客 D,L$c4Kh_ E!rj

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　　通常，浮法白玻璃的辐射率为0.84。而大多数在线热聚合"Low-E"镀膜玻璃

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的辐射率在0.35到0.5之间。磁控真空溅射"Low-E"镀膜玻璃的辐射率在0.08到

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0.15之间。值得注意的是低的辐射率直接对应着低的"u"值。玻璃的辐射率越

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接近于零，其绝热性能就越好，"Ueg"值同窗组件结构和面向关系见下绿色建筑博客.n4cVz6TM*s

   窗组件结构UF G Ueg

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   面北 面南 面西 面东绿色建筑博客|OFG"N8?-{?9o

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单片0.76 87 0.57 0.39 0.48 0.48

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中空12mm 0.46 75 0.30 0.14 0.22 0.22绿色建筑博客8nmzu-vG5Cs5}_

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双层中空充气0.32 66 0.18 0.04 0.11 0.11绿色建筑博客:L t3qH9ed3w@~

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“Low-E”中空0.26 62 0.13 0.002 0.07 0.07

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一个"节能采光系统"的优越性必须体现在尽可能高的太阳总能量的透过，

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 而同时具有最低的"u"值 。 通过同时考虑能量的获得和热的损失，建立了能绿色建筑博客F?4Kz5qI`

量平衡方程式，Ueg=UF-RF g上表表示了各种不同采光系统的" UF"及" Ueg "绿色建筑博客dWu-i&qf3q$t"y

值，从表中可知 ， 最好的能量平衡特性的采光系统是真空磁控溅射"Low-E"镀

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膜中空玻璃。尽管单层玻璃其太阳能的透射为最大，但它的"u"值及"Ueg"值却绿色建筑博客X[ u)`2k*r+TJ A(z

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最差 。因此，不能满足好的能量平衡的需求。

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　　单纯高的太阳能透射，能有效地保持这些能量，就不能认为它是节能材料。绿色建筑博客8m.[3I4O$c-zP h [Y

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"Low-E"镀膜中空玻璃是一种较好的节能采光材料 。它具有较高的太阳能透射 ，绿色建筑博客F Ft7~.X r w%N/Jsv-hT8A

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非常低的" u "值，并且，由于镀膜的效果，"Low-E"玻璃反射的热量回到室内，

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使得窗玻璃附近的温度较高，人在窗玻璃附近也不会感到太大的不适。而应用绿色建筑博客3j][P/` ^Rw's
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"Low-E"窗玻璃的建筑其室内温度相对较高，因些在冬季可以保持相对高的室内绿色建筑博客6_Ul;JDC

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温度，而不结霜，这样在室内的人也会倍感舒适。"Low-E"玻璃也能够阻挡大量

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的紫外线透射，防止室内的物品退色。绿色建筑博客TUtCb*Tt