浅谈Low-E玻璃的使用技巧

浅谈Low-E玻璃的使用技巧1绪论近年来，我国的建筑物对装饰性的要求愈来愈高，各种玻璃在建筑装饰行业中的应用也是不断增加。但是，现在我们在选择建筑物的门窗、幕墙时，除了考虑外观特征及美学以外，还更多地要考虑热量流失、制冷的经济成本和阳光照射入室内的舒适性等问题。这就让镀膜玻璃中的Low-E玻璃大有用武之地，成为我们非常关注的产品。欧州及美国的玻璃制造商在60年代至70年代末开始实验研究并在建筑物上使用Low-E玻璃。Low-E玻璃是目前在建筑物上使用范围最广的一种外围护的节能产品之一。然而要想真正发挥它的节能效率就需要对Low-E玻璃的关键特点进行详尽分析及了解，如果对玻璃特点了解不全面，在使用到建筑物上后，达不到节能效果，反而造成成本增加。我国Low-E玻璃的发展晚于国外发达国家，在90年代中期后才开始使用，现在我国的Low-E玻璃生产线包括离线和在线产品年产能已突破亿万平方米。我国民用及公共建筑节能设计标准及规范的相继出台，使Low-E玻璃的使用范围迅速扩大，尤其是在一些对节能要求比较高的城市，相继颁布了一些建筑节能条例，强制要求建筑物必须使用节能材料，因此更深层次地了解玻璃的节能特性及在建筑物上如何选择玻璃种类，消除玻璃在使用上的误区就尤为关键。为了能够更好地发挥Low-E玻璃的重要作用，本文对其使用中的常见问题进行简单的阐述。2Low-E节能玻璃在技术上的发展目前的玻璃产品在平板浮法玻璃上使用的镀膜技术可分为两类：真空工艺方法和化学工艺方法。真空工艺就是我们常说的物理气相沉积（PVD），也叫离线镀膜。在真空技术中又以溅射镀为主，蒸发镀为辅；而化学工艺则主要是化学沉积（CD），也就是热解技术，常用的有化学气相沉积、液态热喷涂和粉末热喷涂等，大都是在线镀膜法生产，溶胶凝胶镀膜技术也属于化学法，现在已经很少使用此技术。3正确认识Low-E玻璃的作用目前Low-E玻璃得到广大用户的青睐是由于其独特的红外反射作用和较高的可见光透过率，但是只有正确认识和使用才能达到预期的目的。我们常常会听到有的企业在推销其产品时强调其Low-E玻璃即使单片使用也能起到节能作用的误导，在一些报道宣传中我们也常见这样的论调。这里我们有必要利用一些热辐射的基本原理来加以澄清，只有懂得了热辐射的基本原理和概念我们才会正确理解低辐射的作用，才不会在使用中用错Low-E玻璃。4Low-E玻璃使用中的常见问题4.1关于Low-E中空玻璃膜面放置位置的问题对于Low-E镀膜中空玻璃的镀膜膜面在2号面还是3号面可以提高节能效果的讨论我们经常能听到。只从标准中的热传导辐射分量的计算公式来看，Low-E玻璃镀膜面在2号面或3号面的任何一个面几乎不影响其传热系数的计算，但是在建筑物实际使用中还是有所区别。我们知道，Low-E镀膜玻璃非常关键的特点就是能够向热源方向反射热辐射，故此在安装玻璃时就要考虑镀膜面的朝向。假如我们以室内保温考虑为主，例如在北方的寒冷气候下，那么Low-E镀膜面用在3号镀膜面上的节能性能要好于用在2号镀膜面上，这是由于钠钙硅系统的玻璃本身对于3200nm以上波长的红外线就是一个黑体。中空玻璃的内片玻璃对于室内任何高于环境温度的物体辐射出的长波红外线几乎能吸收100%，那么只有当玻璃吸收了室内热量并使自身的温度升高后才会有二次辐射热放出。在3号镀膜面上的Low-E膜由于辐射率非常低，故此不会对室外进行半球辐射，玻璃的辐射几乎100%向室内二次辐射回去，看起来是“反射”回去的，实际上并不是直接反射回去，而是在吸收了热能后自身温度升高向室内二次辐射。如果在2号面上镀有Low-E镀膜层，就能看到此时内片玻璃是向室内外各有50%的二次辐射，其中向室外的辐射部分在穿透空气层后被2号面反射回来，再被内侧玻璃吸收，再次50%向内外平均辐射，反复循环则会造成热量损失，所以功效就会大大减弱。假如我们主要针对防止外部热辐射进入室内的考虑，例如在南方的夏天太阳的直接辐射能和周边建筑、地面等的二次辐射热，此时在2号面的上Low-E镀膜就能更有效的达到节能效果。故此我们要根据建筑物的所在位置及实际需要来综合考虑、选择Low-E玻璃的镀膜面，才能达到最好的节能效果。因此，我们在选择镀膜玻璃时，在北方应选择高透型Low-E玻璃，而且Low-E镀膜面应在3号面；在南方应选择遮阳Low-E或高透双银Low-E，而且Low-E镀膜面应在2号面。还要说明的是Low-E玻璃除了保温作用之外，还有遮阳性能，Low-E镀膜玻璃在2号面和3号面最大的区别在于遮阳系数上的差异。3号面的遮阳系数要大于2号面的遮阳系数。因此北方冬季使用3号面是为了让更多的阳光进入室内，南方地区是为了遮挡阳光，所以放在2号面更多见。Low-E镀膜玻璃从颜色上来说，镀膜面放在2号面和3号面所反射出来的颜色也不一样，镀膜面放在2号面则是玻璃本身的颜色，然而镀膜面放在3号面就是镀膜面的颜色。目前大部分低辐射镀膜玻璃的镀膜面都会有程度不同的红色、紫色或者蓝色，这样的话，就会造成不符合建筑设计师或者是多数人的审美观。所以建筑设计师一般会出于对建筑物颜色和整体外观角度考虑，为追求外观的视觉效果，牺牲一些节能性能，把追求建筑物的外观视觉效果放到了首位。当然在实际使用中的一些高档建筑，在提高经济成本的情况下，可以在2、3号面上都镀上Low-E低辐射膜层，那样的话Low-E玻璃的节能性能就更好，在近红外部分反射率双面镀银比单面镀银要高22%，遮阳效果也就更好！4.2应根据气候条件科学、合理选择适合的Low-E节能玻璃我国地域广阔，地域之间的温差一年四季的变化非常大，故此对太阳辐射能的需求也不能一概而论。在东北地区，冬天非常寒冷，室内室外的温差非常大，有时能有30°以上的温差，在白天我们希望太阳辐射能更多的进入室内，在晚上又希望室内积聚的热量尽可能少地扩散到室外；而到了夏季则更希望红外辐射能不要进入室内而被挡在室外；对于炎热的南方地区，只希望红外辐射能不要进入室内而被阻挡在室外。故此，在选择和使用节能玻璃时，不考虑地域气候条件而按照自身经验做出不科学的选择，就可能达不到理想的节能保温效果。众所周知，波长为300nm~380nm辐射能量占太阳总辐射能的13%，波长为380nm~780nm辐射能量占太阳总辐射能的43%，而占太阳总辐射能的41%的是波长（近红外）为780nm~2500nm辐射能量，其余3%左右的辐射能量是中、远红外，即在300nm~2500nm波长之间的能量占太阳总辐射能的97%，如图1所示。我们把100nm~100,000nm之间的辐射称做热辐射，物体吸收了这个波段的能量后就会造成自身温度升高而产生热效应。我们所要做的是让尽可能多的可见光进入室内，减少使用人工照明所造成的能源消耗，将尽可能多的红外辐射阻挡在室外，减少室内使用空调的用电负荷，降低能源消耗。现在的高透双银Low-E镀膜玻璃就有这样的优点。我们看一下各种玻璃的太阳能光谱图，见图2所示。从双银Low-E玻璃的光谱透过曲线来看在近红外的发射率非常高，而单银Low-E玻璃或遮阳Low-E玻璃相对来讲就差了。根据此特点，我们在建筑物上选择玻璃时，对于在北方的寒冷气候下，就应该选择高透型Low-E节能中空玻璃非常适合，在白天透入室内的是太阳中的近红外部分，同时将可见光引进室内；夜晚被Low-E玻璃“反射”回来的是室内物体的长波红外辐射能；在南方温暖炎热地区则应该选择高透双银Low-E镀膜玻璃或者是具有遮阳功能的Low-E镀膜节能玻璃，让阳光中的近红外辐射反射或者通过具有遮阳功能的玻璃吸收热能后辐射出的二次红外辐射被Low-E镀层反射回去，同时将建筑物周边热环境产生的大量的长波红外阻隔在室外侧，从而减少室内空调的用电负荷，减少能源消耗，达到节能目的。5结论Low-E玻璃的优良特性使其获得了日益广泛的应用，在政府及有关法规的推动下，Low-E玻璃已成为节能门窗及幕墙用玻璃的必选产品和重要环保产品。建筑节能作为节能产业的四大领域之一，未来必将得到财政、税收与金融等方面的政策扶持。目前越来越多的高档住宅楼盘已开始采用Low-E玻璃，但要正确合理地选择使用Low-E玻璃，才能达到最佳的节能效果。随着政策落实及消费不断升级，住宅市场必将成为继写字楼后Low-E玻璃的又一大市场。