現代建筑設計傾向于使用大面積玻璃自然采光,然而普通的單片玻璃夏季無法阻擋陽光中的熱能向室內傳遞,冬季也無法阻擋室內熱能的外泄,保持室內適宜的溫度的代價只能是大量消耗能源,例如:空調、暖氣等。由此導致的直接后果是整個建筑的節能性的極大損失。如何在保證室內采光良好的前提下,將玻璃能量損失減至最低。由此,低輻射鍍膜玻璃(即Low-E玻璃,為Low Emissivity Glass的簡稱)應上述功能而開發使用,并取得了良好的效果,成為當今玻璃市場上的主要發展的產品之一。
就我國情況而論,我國緯度跨度較大,北方地區冬天氣候嚴寒,南方地區夏熱冬暖。我國建筑能耗占總體能耗的35%,建筑節能滯后,能耗高,污染重,成為制約我國經濟可持續發展的突出問題。中國建筑外墻熱損失是加拿大和北美同類建筑的3-5倍,窗的熱損失在2倍以上;門窗面積占建筑面積的20%-30%,玻璃占門窗面積70%-80%;建筑能耗的70%是通過門窗流失的,其中1/3是通過玻璃流失的;輻射傳熱是熱傳導的主要方式,占60%。
低輻射鍍膜玻璃根據用途主要分為以下類型:
①高透型低輻射鍍膜玻璃
這種玻璃具有傳熱系數低和反射遠紅外熱輻射的特點,它可將冬季室內暖氣、家用電器和人體發出的熱量反射在室內,并降低玻璃的熱傳導,從而獲得極佳的保溫效果。適用于北方寒冷地區使用的這種玻璃還具有較高的太陽能透過率,可使太陽中近紅外熱輻射進入室內而增加室內的熱量,從而有效地降低暖氣的能耗。
② 遮陽型低輻射鍍膜玻璃
這種玻璃除具有傳熱系數低和反射遠紅外熱輻射的特點外,還具有反射太陽中近紅外熱輻射的特性。這種玻璃只允許太陽光中的可見光進入室內而阻擋其中的熱輻射,因而特別適合于南方地區和過渡地區使用。使用這種玻璃后,即使有太陽照射也不會有熱感,它既能保證冬季室內的熱能不外泄,又可保證阻擋夏季陽光中的熱能進入室內。
③ 雙銀Low-E玻璃
雙銀Low-E玻璃是目前最高級的環保節能型產品,它突出地強調了玻璃對太陽熱輻射的遮蔽效果,將玻璃的高透光性與太陽熱輻射的低透過性巧妙地結合在一起,在可見光透過率相同的情況下,它比普通Low-E玻璃具有更低的太陽能透過率,即具有更低的遮陽系數SC。換句話說,它最大限度地將太陽光過濾成冷光源,解決了高可見光透過率與低太陽能透過率不能兼顧的矛盾,為追求外觀通透性的設計提供節能性的保障。
Low-E玻璃按生產制造工藝方式分為離線Low-E玻璃和在線Low-E玻璃兩種。
離線Low-E玻璃和在線Low-E玻璃的區別如下:
1、生產工藝
在線LOW-E玻璃是在浮法玻璃生產過程中,在熱的玻璃表面上噴涂上以錫鹽為主要成分的化學溶液,形成單層具有一定低輻射功能的氧化錫(SnO2)化合物薄膜而制成的。
離線LOW-E玻璃是在專門的生產線,用真空磁控濺射的方法,將輻射率極低的金屬銀(Ag)及其它金屬和金屬化合物均勻地鍍在玻璃表面而制成的,它至少由四層膜構成,純銀膜在二層金屬氧化物膜之間。金屬氧化物膜對純銀膜提供保護,且作為膜層之間的中間層增加顏色的純度及光透射度。
2、品種及外觀
在線Low—E玻璃品種、顏色單一,受浮法玻璃規模生產的限制,透射率反射率等參數不可調節;離線Low—E玻璃品種多樣,根據不同氣候特點可以制作高、中、低多種透過率產品,并且顏色上豐富多彩,可任意調節透射率反射率等參數,膜層更均勻、色澤更自然,在不同的天氣呈現不同的視覺效果。
3、性能參數
在線Low—E玻璃的光譜呈現氧化錫導電膜的特征,而離線Low—E玻璃的光譜呈現銀和氧化錫復合膜的特征,二者對可見光都有良好的透射,而對近紅外光后者比前者具有高得多的反射,對遠紅外輻射后者比前者吸收少、反射高。因此,與在線Low—E玻璃相比,離線Low—E玻璃具有極低的遮陽系數和極低的傳熱系數。
在節能方面,冬季在線玻璃明顯比離線增加44%的熱量損失;而在炎熱的夏季在線比離線增加25%的熱量獲得。根據統計,建筑的70%能量是通過窗戶流失的。
建筑保溫節能重要性。
離線膜的光學性能和隔熱性能遠遠好于在線膜,在線膜的輻射系數約為0.21,長波反射率為80%,單層銀膜的輻射率約為0.10,雙層銀膜的輻射率達到0.5,長波反射率為9%。而且所有在線膜的性能基本一樣,而離線膜的性能可以靈活改變。
技術含量和成本
在線Low—E玻璃的制作技術屬于化學鍍膜,設備和工藝相對簡單,產品的技術含量和生產成本都較低;離線Low—E玻璃的制作技術屬于真空磁控濺射鍍膜,設備和工藝都包含很大的技術含量,產品屬于高科技結晶,生產成本很高。
5、產品適應性
在國外,在線Low—E玻璃主要用于民用建筑。原因是民居較為低矮,可單片使用、價格便宜;而功能優異、價格較貴的離線Low—E玻璃則主要做成鋼化中空玻璃,用在商業樓宇等高檔建筑上。
6、產品穩定性
現時一些人士擔心離線Low—E玻璃產品有膜層氧化問題,不夠穩定。事實上,研究和實驗結果表明,中空(夾層)玻璃中受干燥氣體保護(或與外界隔絕)的Low—E膜完全不會氧化。國外20多年的使用經驗告訴我們,離線Low—E玻璃中空玻璃是長期穩定的產品。
單片離線Low—E玻璃膜面較軟(國外有“軟膜”之稱),在受到潮氣和某些氧化劑的侵襲時會緩慢氧化。因此,離線Low—E玻璃對中空玻璃或夾層玻璃的加工條件要求很高。我們知道,如果Low—E玻璃不做成中空玻璃使用,則其節能作用將受到極大的削弱甚至完全喪失,所以Low玻璃(無論在、離線)一般是中空玻璃。值得指出的是,既然是中空玻璃,在“離線Low—E玻璃中空(夾層)玻璃是長期穩定的產品”的前提下,在線Low—E玻璃膜面穩定的優點則只對中空玻璃(夾層)加工單位有利。作為鍍膜玻璃產品的最終用戶,接受的是穩定的中空(夾層)玻璃產品,理應著眼于玻璃的功能,而不是加工過程的難易。故對于Low—E玻璃最終用戶而言,在線Low—E玻璃所謂“膜面穩定”的優點并無實際意義。