低辐射(LOW-E)玻璃,是Low Emissivity Glass的简称,汉语名称为:低辐射玻璃。它是一种镀膜玻璃。通过在浮法玻璃基片表面镀上具有低辐射特性的功能膜,来降低玻璃表面的辐射率,从而提高玻璃的节能性能。低辐射玻璃在可见光波段具有较高的可见光透过率。在红外线波段,具备阻隔远红外线的特点。在夏季可以阻隔物体受太阳照射后发出的二次辐射热,同样冬季可以减少室内的热量向外流失,从而发挥隔热保温节能降耗的目的。
玻璃的主要成分是二氧化硅,除此之外还有碳酸钠、碳酸钾、氧化钙等原料。
浮法玻璃是由皮尔金顿兄弟公司的阿士达·皮尔金顿爵士于1952年发明创造的。首先把玻璃原料熔化、澄清后流入到(锡槽)熔融的金属锡液的表面形成标准玻璃厚度后,进入退火窑将玻璃带的温度降至低温;然后,切割、包装的过程。
镀膜玻璃按照产品性能分为:热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃。主要的区别就是玻璃的辐射率。国家标准GB18915.2-2002《镀膜玻璃第二部分 低辐射镀膜玻璃》中第5.9款辐射率。规定:在线低辐射玻璃的辐辐射率等于小于0.25。离线低辐射玻璃的辐射率等于小于0.15。也就是说:大于此辐射率的镀膜玻璃只能是热反射镀膜玻璃了。
镀膜玻璃按照生产工艺分为:在线和离线镀膜工艺。
低辐射玻璃主要生产方法
低辐射玻璃按生产制造工艺方式分为:在线低辐射玻璃和离线低辐射玻璃两种。由于两者的膜层成分和结构、生产工艺、制造设备等相差很大,所以膜的性能特点也有一定差异。
在线低辐射玻璃
在线低辐射玻璃是在专用的浮法玻璃生产线,采用化学气相沉积(CVD)工艺,就是在浮法玻璃生产线的锡槽内,玻璃形成标准厚度后,在浮法玻璃带大约700度温度时,在玻璃表面镀制具有低辐射性能的膜层。这种工艺生产的低辐射玻璃称为在线低辐射玻璃,其膜层材料为半导体氧化物。按其性能可分为石线低辐射玻璃和阳光控制型低辐射玻璃两种,前者只能阻隔红外线的辐射,不能有效阻档太阳直接辐射,适用于北方区域。后者具有遮阳和隔热双重功能,但可见光透过率相对较低,适用于南方区域。
图1 在线低辐射玻璃膜层的基本结构
离线低辐射玻璃
离线低辐射玻璃采用真空磁控溅射镀膜工艺,在浮法玻璃基片表面溅射多种金属氧化物复合膜层。膜层中起主要功能的为银(Ag)膜。其它膜层为介质膜,起加强连接、保护、降低反光和调整颜色等作用。银膜层数的不同又可分为单银、双银,三银等低辐射膜。根据膜系的不同又可分为高透型和遮阳型的功能。
单银结构
双银结构
图2 离线低辐射玻璃膜层基本结构
低辐射玻璃主要性能对比
节能特性
低辐射玻璃最终以中空玻璃的产品形式,应用在建筑物和交通工具中。其节能性能又以传热系数U值或K值的形式体现。同样U值越低节能效果越好。相同配置的低辐射中空玻璃比普通中空玻璃产品可节能40%左右。
在线低辐射玻璃和离线低辐射玻璃由于膜层不同、工艺不同等原因,所以产品性能参数也不尽相同。
为了进一步降低中空玻璃的传热系数,可以采用最简便的充气工艺。一般充入惰性气体氩气的中空玻璃的传热系数,根据膜层结构的不同,可以降低传热系数。
表1
光学性能
光学性能是玻璃的主要性能,它决定了低辐射玻璃功能及颜色。光学性能包括透过率、反射率、遮阳系数等。对于低辐射玻璃的应用,设计师主要考虑其透过率、反射率、遮阳系数和颜色等参数。离线低辐射玻璃的光学性能等参数,在生产中均可以按照设计师的要求,来进行膜系的设计和生产,基本可以满足设计师的要求。而在线低辐射玻璃由于是固定参数的批量生产,所以光学性能参数是固定的,加工玻璃企业基本再无法调整其光学性能的参数。
遮阳系数(Sc)
是指太阳辐射能量透过玻璃的量与透过相同面积3mm透明玻璃的量之比。遮阳系数越低,阻档阳光向室内直接辐射的性能越好。国家标准《公共建筑节能设计标准》G B50189-2005中,对不同的建筑物部位,要求遮阳系数在0.6-0.35之间。在线低辐射玻璃由于受到生产条件的限制,所以遮阳系数固定。离线低辐射玻璃的遮阳系数,可以根据设计师的要求,在一定范围内调解。
表2
透光率对比:
★可见光(380-780nm)
在太阳光的可见光光谱中,可见光线波段在380-780nm范围,约占太阳能总容量的51%。
★红外透过(780-2500nm)
表3
在太阳光的可见光光谱中,红外线波段在780-2500nm范围,占太阳光总能量的47%。
★反射率对比:
在线低辐射玻璃的反射率根据不同的玻璃配置在6%-18%。离线辐射玻璃的反射率根据不同的玻璃配置在6%-42%。
表4
加工性能:
在线低辐射玻璃,由于是在浮法玻璃生产线的高温段进行的镀膜,所以,其也称为硬镀膜。因此在钢化炉的温度状态下,基本也不会对膜层造成伤害。所以可以直接进行钢化,半钢化,热弯等热加工。在进行前处理时,如:切割,磨边,清洗时,也基本不会对膜层产生伤害。制作中空玻璃作业时不需要对其进行边部的除膜处理。储运和加工时基本不需要对膜层进行特殊的保护。但是钢化时易产生鱼鳞纹等现象。
图3 在线低辐射玻璃加工时宜出现鱼鳞纹的现象
离线低辐射玻璃,一般是按照加工定单的要求,先进行玻璃的钢化,然后进行真空磁控溅射镀膜生产。由于镀的膜层是金属银,所以非常容易氧化,必须在玻璃镀膜后的48小时内完成中空玻璃的合成。否则,膜层就会被氧化。失去玻璃的低辐射功能。虽然,现在也开发出了,可再加工的低辐射玻璃,但也只有约180天的储存周期。钢化后,也要求在48小时内合成中空玻璃。而且离线低辐射玻璃在合成中空玻璃时,必须进行玻璃边部的除膜处理。否则将影响低辐射中空玻璃的使用寿命。离线低辐射玻璃易氧化,使其最大的问题。

图4 离线低辐射玻璃的氧化现象
玻璃的选用:
中空玻璃的密封胶按照产品性能主要分为:聚硫胶和硅酮胶。按照JGJ102J《玻漓幕墙工程技术规范》3.4 玻璃。规定:中空玻璃应采用双道密封,一道密封应采用丁基热熔密封胶。隐框、半隐框及点支承玻璃幕墙用中空玻璃的二道密封胶应采用硅酮结构密封胶;明框玻璃幕墙用中空玻璃的二道密封胶宜采用聚硫类中空玻璃密封胶,也可以采用硅酮密封胶。二道密封胶应采用专用打胶机进行混合、打胶。建议:门窗用中空玻璃采用聚硫胶密封中空玻璃。因为,聚硫胶的水汽透过率低。可以延长中空玻璃的使用寿命。
低辐射中空玻璃的选用,一般来说:在北方选用高透型的低辐射玻璃。膜层位置在3号面。在南方选用阳光控制型的低辐射玻璃。膜层位置在2号面。双银低辐射玻璃由于具有更高的可见光透过率和低的遮阳系数,所以,更适合在南方使用。
整窗中空玻璃的选用,要根据当地建筑主管部门对建筑节能的要求。结合工程实际情况确定。
表5
普通结构情况下,普通玻璃配合不同窗框的整窗传热系数
综上所述,在线低辐射玻璃具有可以大批量生产,颜色少,遮阳系数固定,可异地加工,U值高,可长期存放。适用于民用建筑。离线低辐射玻璃综合参数指标好,U值低,颜色品种多,易氧化,可异地加工。适用于对节能指标要求高的公共建筑以及民用建筑。
表6
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