全国性建材科技期刊——《玻璃》 ２０１ Ｏ年 第８期 总第２２７期 最大效率发挥Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的节能作用 ——剖析Ｌｏｗ－Ｅ玻璃应用中的一些谬误 杨建军 蔡法清 （１．信义玻璃集团技术中心；２．信义玻璃工程（东莞）公司东莞市５２３９３５） 摘要就我国Ｌｏｗ—Ｅ玻璃技术发展与优劣进行了比对，对Ｌｏｗ—Ｅ玻璃在应用中出现的一些谬误引用热辐射基本原理进行 了剖析、阐述，提出了如何更好地正确选用Ｌｏｗ—Ｅ中空玻璃，充分发挥其优良隔热性能的思路。 关键词Ｌｏｗ—Ｅ玻璃低辐射率中空玻璃 中图分类号：ＴＱ１７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—１９８７（２０１０）０８—００３０—０７ １ 引 言 ２ Ｌｏｗ—Ｅ节能玻璃的技术发展¨ 随着世界国际原油价格不断攀升，能源危机 目前在平板玻璃上采用镀膜技术可以分为两大 的威胁正在步步逼近我们日常生活，从而可能影 类：真空工艺和化学工艺。真空工艺就是平常所说的 响我们今后的生活方式。ＣＯ，温室气体排放的失 物理气相沉积（ＰＶＤ），也就是离线镀膜。在真空技 控，使得地球越来越热，两极冰盖的不断融化使 术中又以溅射镀为主，蒸发镀为辅；而化学工艺则主 得海平面不断上升，未来可能有不少岛屿国家会 要是化学沉积（ＣＤ），也叫热解技术，常有化学气 从地球上永远消失……。如果我们这一代还不做些 相沉积、液态热喷涂和粉末热喷涂等，往往是在线法 什么，这些听起来耸人听闻的事今后可能完全会 生产；溶胶一凝胶镀膜技术也是化学法，但已经不成 变成事实！ 为主流了，在大型镀膜上很少用及此技术。 目前能耗的主要来源是建筑能耗、工业能耗和 ２．１磁控溅射技术 交通能耗。建筑能耗占总能耗的３０％左右，我国目 在我国绝大多数Ｌｏｗ—Ｅ玻璃生产都采用的是磁 前每年竣工建筑面积据不完全统计约为２０＂ｆＹ，ｍ ，世 控溅射技术，其基本原理是： 界各国房屋能源使用中所排放的ＣＯ，，大约占到全 在真空条件下，阴极接通负高压（一５００～ 一球ＣＯ，排放总量的１／３，其中住宅大体占２／３，公共建 ８００ Ｖ），阳极接通正压（０～１００ Ｖ），并向真空 室充入工作气体（氩气），当真空室达到工作压力 筑占１／３。玻璃作为建筑的主要采光材料，大量的热 ０．１～１ Ｐａ时，在阴阳极前面产生辉光放电，形成明 能通过此进行了交换。据国家权威部门测算门窗能 亮辉光区，氩气电离，产生氩离子和电子，形成等 耗占建筑能耗的３０％～４０％，因此要做好建筑节 离子区。阴极通电后产生的电场和永久磁铁产生的 能，首先就要做好玻璃的节能，由此催生了一个新 磁场正交，带正电的氩离子在正交电磁场的作用下 兴产品的诞生——Ｌｏｗ—Ｅ镀膜节能玻璃。Ｌｏｗ—Ｅ玻 飞向阴极，轰击靶材，根据动能传递作用，将能量 璃在中国的发展始于９０年代中期后，如今我国在线 传递给靶材的中性原子（或分子），使其从靶材中 和离线法生产Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的年产能已突破亿万平方 蚀刻出来，这些原子或分子在基片上沉积而形成膜 米。但对Ｌ０ｗ—Ｅ玻璃的使用本人却也常常看到和听 层，而其中的二次电子进入等离子区参与电离碰 到一些应用误区。为此，本文就想通过对Ｌｏｗ—Ｅ玻 撞，不断地补充大量的正离子，二次电子在其能量 璃的应用进行一些剖析，澄清一些应用中的谬误， 将耗尽时，被阳极吸引而导出真空室。图ｌ是溅射原 与大家一起共享结果。 理的示意图。 ３０ 玻璃深加工 图１溅射原理图 过去把离线法镀膜称之为“软膜”，意为膜层 软，不抗划伤，不可再进行后加工处理，因此往往 ２．３热喷涂技术 这是一种很老的工艺，早在２０世纪４０年代后 需要在Ｌｏｗ—Ｅ镀膜后尽可能快地合成中空玻璃。但 随着现代技术不断进步，现在已经突破了此项技术 瓶颈，目前的溅射技术也可以在玻璃基板上镀上致 密的保护膜，可以防止内部的金属膜层被进一步氧 化，可以进行钢化或热弯等后加工。信义集团引进 的德国ＶＯＶ ＡＤＥＮＮＥ磁控溅射镀膜设备，通过科研 人员的努力，已经开发出不同膜系的可异地加工 Ｌｏｗ—Ｅ膜，在干燥包装条件下保护至少可以保存半 年以上，完全满足广大客户的需要。 ２．２化学气相沉积技术（ＧＶＤ） 期，美国ＰＰＧ公司第一个把有机金属盐类物质通过 喷枪喷淋到热平板玻璃带上，经过热解形成金属氧 化物膜层。 这类有机金属化合物在高温下会发生分解反 应，反应式如下： （Ｉ＼ ｅＲ） ＋ｘ（Ｏ９ 体— Ｍｅ０）目体＋ｙ（ＣＯ２） 镕Ｔ＋ｚ（Ｈ ０）气体Ｔ（１） 这里Ｍｅ是二价金属离子；Ｒ是有机根，比如乙 酰丙酮类有机根；ｘ，Ｙ，ｚ是参与反应的分子数；这 个反应过程从上述反应式中可以看出有二氧化碳和 水释放出来。 现代技术可以通过特殊喷枪喷出纳米级超细液 化学气相沉积的原理是在低压的均匀载体气流 的引导下，让气体或蒸汽的镀膜材料在热的玻璃基 板上滑过，并与基片发生化学反应，从而沉积出氧 化物膜层。载体气流的气压压强一般在１～１００ Ｐａ之 滴，在热玻璃带上形成均匀的膜层，溶液的利用率 也大大提高，是一个新的发展方向。这类喷涂装置 一般装在浮法退火段，比如温度在５００～７００ ｏＣ的退 间，属于层流范畴。不过这种技术的沉积速率比较 火段，对锡槽几乎没有影响，但控制不好有时会引 低，需要有较长的反应区，有时需要几个镀膜区才 能满足膜层厚度要求。目前国内有的公司就是采用 此技术生产在线Ｌｏｗ—Ｅ玻璃，通常把ＣＶＤ装置安装 起喷火等问题。 业内把热解形成的薄膜通常称之为“硬膜”， ＣＶＤ和热喷涂都属于这类膜，主要是因为它是通过 化学反应在玻璃带上形成氧化物类膜系，因此比较 耐磨、牢固。由于玻璃带速度决定了膜层的厚度， 因此此项技术对于速度过快的薄玻璃生产来讲， ３１ 在浮法玻璃的锡槽尾段，需要严格的工艺控制才能 保护好锡槽部位的气氛，而且需要经常性地清理镀 膜设备，对连续生产会造成一些影响。 全国性建材科技期刊——《玻璃》 ２０１ ０年第８期总第２２７期 Ｌｏｗ—Ｅ膜层沉积有困难。 ２．４磁控溅射与在线镀膜对比 目前在市场上应该说是离线磁控溅射镀膜占绝 对的主导地位，而在线Ｌｏｗ—Ｅ镀膜只有耀华集团、 山东蓝星玻璃集团和大连旭硝子等几家公司建有规 模化在线Ｌｏｗ—Ｅ镀膜生产线，那么这两者在性能和 其它方面有什么主要区别呢？ （１）磁控溅射的特点是： ①可进行多层复合镀膜，膜层的性能非常优 越，可实现双银甚至三银镀膜； ②可在不同厚度的基板玻璃上镀膜； ③很多物质均可以进行溅射，尤其是高熔点， 低蒸汽压的元素和化合物； ④既可镀金属膜，也可镀氧化物或其它化合物 膜； ⑤溅射膜与基板之间的附着性好，薄膜密度 高、均匀； ⑥膜厚容易控制、重复性好。 缺点是设备比较复杂，投资大，耗材靶材比较 昂贵，对玻璃质量要求高，膜层比在线法脆弱，对 后续加工时限要求严格。 （２）化学蒸发镀和热喷涂的特点是： ①膜层与玻璃结合的牢固度好，耐酸、耐碱； ②抗划伤性能好、耐磨； ③可再进行热处理，钢化、热弯等； ④大规模生产，成本低。 主要的劣势是膜层单一，种类少，无法对薄玻 璃实现Ｌｏｗ—Ｅ镀膜和生产高性能Ｌｏｗ—Ｅ膜，隔热性 能无法与磁控相比，一般Ｌｏｗ—Ｅ膜的低辐射率在 ０．２０～０．３５之间。 由此可以得出结论：在高端的高性能Ｌｏｗ—Ｅ节 能玻璃中，离线磁控溅射技术是其性能的根本保 证，而在线ＣＶＤ或热喷涂生产的Ｌｏｗ—Ｅ玻璃只是在 一些低端节能产品上，而在高端节能玻璃产品上仍 需进一步提高。 ３热辐射基本原理 我们由热辐射基本定律可以知道，任何物体只 要高于绝对温度就会对周围形成辐射，当热射线投 ３２ 射到物件上时，遵循可见光的规律，其中部分被物 体吸收，部分被反射，其余则透过物体，如图２所 示。其中反射存在漫反射和镜反射两种情况。 图２热辐射透射、反射、吸收示意图 在物体表面对辐射线的吸收、反射和透射的过 程中，能量平衡关系为： Ｑ＝Ｑ ＋ ＋Ｑ （２） 由此可定义吸收率、反射率和透射率： 物体吸收率ａ： ＝ Ｑｏ （３） 物体反射率： ｐ＝ Ｑ （４） 物体透射率： 仁 （５） 物体的吸收率、反射率和透射率总和为１，即： ＋ｐ＋ ＝１ （６） 对于波长大于３ ｇｍ红外线而言，玻璃实际上可 以认为是一个黑体，也就是不透明体， ＝０，那么 热辐射分布公式就可以简化为 ＋ｐ＝１。 一个物体单位时间内单位表面积向半球空间发 射的所有波长的能量总和我们称之为辐射力Ｅ；黑 体的辐射力 根据Ｓｔｅｆａｎ—Ｂｏｈｚｍａｎ定律可以得到： Ｅ ＝ＴｏＥｎｄ２＝ａＴ （Ｗ／ｍ ） （７） 这里：Ｅｂｂ＝ （Ｐｌａｎｋ定律） 在相同温度下，我们把实际物体的半球总辐射 力与黑体半球总辐射力之比称之为辐射率（也称为 玻璃深）ｊｒ，－ｒ＂ 黑度）￡，用公式表示如下： ￡＝ ＝ ￡＝——＝—— 外（０．７８～２．５ ｇｍ）区，Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的反射率也是不 （８）６ 可忽略的。但在近红外区域，由于有部分近红外是 会透过玻璃的（见图４），所以其热辐射分布公式 Ｅ ｈ ￣ｘＴ 固体、液体对辐射的吸收和反射都是发生在物 体表面，而不涉及其内部，故表面的状况对辐射的 不能忽略透过率，即 ＋Ｐ＋ｆ：１。双银系列的 Ｌｏｗ—Ｅ比单银系列反射曲线更接近可见光，双银在 波长大于１ ｌａｍ后透过就几乎为零了，这些数据说明 低辐射玻璃，只要有足够低的辐射率，在近红外有 影响是至关重要的，只要改变一个物体表面状态， 就可以达到改变其表面辐射力的目的。对于玻璃来 说，镀膜就是其方法之一。 由基尔霍夫定律得知：当一个物体达到热平衡 条件时，物体的辐射率就等于吸收率，也就是说此 时物体的吸收与辐射达到平衡状态，用数学式表示 为： ￡＝ａ＝ｌ－ｐ （９） 可见吸收率越小，辐射率就越低。通常我们把 辐射率低于０．２５９ 的镀膜玻璃称之为低辐射玻璃，∞ ∞ 这在国家标准ＧＢ ｌ８９１５．２—２ｏ（）２中第５．９条中有明确 规定，而欧洲一般把辐射率低于０．２的玻璃才称为低 辐射玻璃。 ４正确认识Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的作用 ４．１ 误区之一：Ｌｏｗ—Ｅ玻璃近红外无作用 我们知道Ｌｏｗ—Ｅ玻璃在远红外段有很高的反射 率，这是因为我们的低辐射膜都是导电膜，存在着 一些自南电子，在可见光范围内（０．３８～０．７８ ｇｍ） 的辐射频率对于它们实在是太高了，无法跟上电磁 场频率的变化而震动来消耗能量，透过率就很高， 所以反射率很低，这也是为什么导电膜在可见光波 段表现为透明的根本原因之一。随着向红外波段延 伸，其频率逐渐变慢，全部自由电子就会随入射的 电磁波的碰撞开始震荡，产生共振，透过率降低， 反射率随之升高。当波长大于３ ｇｍ，也就是说频率 在１０“ＭＨｚ数量级范围时，远小于自由电子碰撞频 率，电子在一个振荡周期内无法把所接受的所有辐 射能量都传递给晶格，因此在远红外段吸收率就很 低，透过率几乎为零，反射率则很大。当然反射率 高低还取决于自由电子浓度，也就是膜层导电性或 膜层方块阻值。导电性高、阻值低，则红外反射率 就高。 以图３几种Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的光谱曲线为例，在近红 很好的遮阳隔热功能。 ４ ３ 如 ｍ ０ ５００ １０００ １５００ ２０００ ２５ｏｏ 波长／ｎｍ 图３不同玻璃的反射曲线 ．；Ｉ｛Ｌ 捌 蝴 波长／ｎｍ ～一６ ｍｍ浮法玻璃………高透单银Ｌｏｗ—Ｅ……一高透双银Ｌｏｗ—Ｅ 一遮阳单银Ｌｏｗ—Ｅ一一热反射玻璃 图４不同玻璃的透射曲线 ４．２误区之二：Ｌｏｗ—Ｅ玻璃可单片使用 我们常常会听到有的企业在其广告宣传中推销 其产品时强调其Ｌｏｗ—Ｅ玻璃能单片使用等宣传上的 误导。这里我们有必要利用一些热辐射的基本原理 来加以澄清。 热辐射基本原理告诉我们，物体的辐射只发生 在物体表面，且其辐射强度与显现的表面温度４次 方成正比，而与内部状态无关，也就是说不管内部 ３３ 爵擦 ∞ 全国性建材科技期刊——《玻璃》 ２０１ ０年 第８期 总第２２７期 温度有多高、辐射率是多少，其辐射强度也只是与 表面状态和温度有关。这一点我们也很容易举例理 解：地球核心内的熔岩温度可高达几千度，可我们 的地表并没有因为地心的温度而感到其热辐射；但 室内任何高于环境温度物体辐射出的长波红外线会 几乎１００％地吸收。只有当玻璃吸收了热量并使其自 身温度也升高后才会有再次辐射热放 。在３ 面上 的Ｌｏｗ—Ｅ涂层由于辐射率极低，因此不对室外进行 半球辐射，玻璃的辐射自然是几乎１００％向室内再次 ２次辐射回去，看起来像是“反射”回去的。实际 上并不是直接反射回去，而是在吸收了热线使其温 是一旦火山熔岩喷发，则会感到其强烈的热辐射。 置于真空环境中的物体就只有通过表面辐射这种能 量传递形式来降低自身温度，达到与环境温度平 衡。 如果我们使用单片Ｌｏｗ—Ｅ玻璃，理论上是可以 起到反射红外线的隔热作用的，但是一旦表面覆盖 了其它物质，ｌ：Ｌ］ｍ水气、冷凝水、灰层等，尤其是 现场的有机挥发物在其表面的沉积，会使其表面的 辐射率大大升高，也就是说其原有所具备的低辐射 率完全丧失了，取而代之却是高辐射率了，比如水 的辐射率接近１，几乎不反射红外线，相反是吸收 红外线。大家可能都会有这么一个经历：新买的镜 子如果表面干净则镜面影子很清晰；如果表面有污 渍则看自己的镜象也不清楚；如果表面积了水汽则 无法看清自己面目，那你还能够声称此时的镜子如 果不清洁还是和新买来时的效果一样吗？同答自然 是否定的。因此，只有在完全干净、不会对玻璃表 面产生任何污染的前提条件下，才可以单片使用 Ｌｏｗ—Ｅ玻璃，才能够保证其初始性能，而现实中不 可能有如此理想的使用环境，这就是我们为什么说 Ｌｏｗ—Ｅ玻璃必须在中空条件下使用的道理。对于空 腔实际上就是人为地创造了一个干净的使用环境， 任何有可能在Ｌｏｗ—Ｅ膜层形成表面冷凝水的条件都 会使Ｌｏｗ—Ｅ玻璃失去原有的低辐射功能。 ４．３误区之三：Ｌｏｗ—Ｅ玻璃应用在３ 面优于２ 面 对于在中空的２ 面好还是３ 面好的争论我们也 常有听到。单纯看标准巾的热传导辐射分量的计算 公式，似乎Ｌｏｗ—Ｅ膜在２ 或３ 任何一个而都不影响 其传热系数计算，但实际情况还是有区别的。大家 知道Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的最大特点是能够向热源方向反射 热辐射，因此安装时就要考虑朝向。 如果我们考虑的是以室内保温为主，比如寒冷 的北方气候，Ｌｏｗ—Ｅ用在３ 面上的性能要优于２ 面， 这是因为钠钙硅系玻璃本身对于３ ２００ ｎｍ以上波长 的红外线来说就是一个黑体。中空的内片玻璃对于 ３４ 度升高后自身向室内二次辐射回的道理。如果在 ２ 面上镀有Ｌｏｗ—Ｅ膜层，很容易看到此时内片玻璃 是向室内外各５０％地再次二次辐射，穿透空气层后 被２ 面反射回来，再被内侧玻璃重复吸收，再次 ５０％内外平均辐射。循环反复则热量必然损失，所 以功效就会削减。 如果我们主要考虑的是防止外部热辐射进入， 比如南方夏天炙热的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 面上镀Ｌｏｗ—Ｅ膜 就更为有效。所以我们不能一概而论，要根据实际 需要来综合考虑，合理选择Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的应用面问题 才是明智之举。北方冬天应选择高透型Ｌｏｗ—Ｅ玻璃， 日 Ｌｏｗ—Ｅ面应在３ 而；而南方夏天应选择遮阳Ｌｏｗ—Ｅ 或高透双银Ｌｏｗ—Ｅ，膜面在２ 面更佳。还要说明的是 Ｌｏｗ—Ｅ玻璃除了保温作用之外，还有隔热作用（所谓 隔热就是遮阳性能），膜面第２ 和第３ 最大的区别在 于遮阳系数的差别。第３ 面的遮阳系数要大于第２ 面 的遮阳系数。因此北方冬季使用第３ 是为了更多的阳 光进入室内，南方地区是为了遮挡阳光，所以放在 ２ 面更多见 从颜色上来讲，放在第２ 面和第３ 面所反射出 来的颜色是不一样的，第２ 面呈现的是玻璃面颜 色，而３ 面则是膜面颜色。目前大部分低辐射镀膜 玻璃的膜面都会有不同程度的红色、紫色或蓝色， 这有时不符合设计师或人们一般审美观。所以建筑 设计师出于对颜色和外观的要求出发，追求外观效 果，牺牲一些性能，追求外观效果又放到了第一 位。 当然最理想的状态是住２ 、３ 面上都镀有Ｌｏｗ—Ｅ 低辐射膜层，则不管米自哪方面的热线都会“原 路”返回。我们从图５中曲线也可以证明，在２ 、 玻璃深加工 ∞∞舳 ∞∞∞∞∞ｍ ０ ３ 面上都有Ｌｏｗ—Ｅ玻璃其性能更优，在近红外部分反 射率双面镀银比单面镀银要高２２％，遮阳效果更 好。 褂 捌 ５００ ｌ０ＯＯ ｌ ＵＵ ２０ＯＯ Ｚ）Ｕｕ 波长／ｎｍ 图５单片、双片、夹层Ｌｏｗ—Ｅ镀膜玻璃的透 过／反射曲线 ４．４误区之四：温暖的南方不需要中空Ｌｏｗ—Ｅ， 只用单片遮阳就可以了 有时也会听到一些学者说，在温暖的南方室内 外温差较小，因此可以不使用中空玻璃，用单层遮 阳型玻璃就可以了。我们再来说说这个问题，考察 一下各种玻璃的基本传热情况，见表１。 表１ 几种玻璃的Ｕ值对比 ／ｗ・ｍ・Ｋ 性能 单层玻璃 普通中空玻璃 中空线Ｌｏｗ—Ｅ 高性能中空 玻璃 双银玻璃 Ｕ值 ５．８ ３ ２．１ １．６ 由表１可以看出，单层玻璃与中空相比，在传 热性能上差异很大，如果是在室内外温差不大的南 方，似乎单层使用也是合情合理的，因为中空玻璃 的目的就是为了减少室内外由于温差引起的热交 换。但是我们从表１中还可以发现，双银Ｌｏｗ—Ｅ的传 热系数与普通中空玻璃的传热相差近一倍，其实那 些学者忘了在我们考虑传热系数时，不仅有传导、 对流因素，还有热辐射引起的辐射分量的影响因 素。在南方地区，辐射分量引起的传热热交换是绝 不能忽略的。 那么单层使用遮阳型玻璃，比如吸热玻璃，只 是考虑了这种遮阳吸热玻璃对太阳辐射的近红外的 直接阻挡，没有考虑到由于吸热以后玻璃自身会升 温而向室内外产生二次热辐射削弱了隔热效率。如 果不做成中空玻璃使用，其对室内外的辐射应该是 各５０％，当然实际情况也会因为室外有更大的对流 而更多地会传向室外。如果我们使用了镀有 Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的遮阳型中空玻璃，则使来自外片玻璃 的辐射热可以很有效地反射回去，从而更节能。即 使室内外温差再小，中空对节能也会有贡献。所以 我们说即使是在炎热的南方，采用中空玻璃也是很 必要的，Ｌｏｗ—Ｅ玻璃是需要中空使用有才能更大地 发挥效率。实际上中空对降低遮阳系数也有积极意 义，特别是对于吸光强烈的玻璃。 ４．５误区之五：Ｌｏｗ—Ｅ玻璃能否夹层使用 这个问题其实比较容易回答。如果Ｌｏｗ—Ｅ膜层 与ＰＶＢ结合，则相当于在膜层上又覆盖了一层高辐 射率的物质，自然其低辐射性能就丧失了，取而代 之的是高辐射率（０．８４）。因此，期望其具有远红 外保温功能已经不现实，但如果我们考虑其遮阳功 能，情况就不同了。我们从图５中曲线可以明显看 出把Ｌｏｗ—Ｅ膜面夹在ＰＶＢ中间的夹层玻璃，其近红 外的反射功能仍然保留没变，可见有较好的遮阳功 能。但看远红外部分，则毫无疑问其反射率就消失 了，取而代之的是高吸收率。 因此在南方既要遮阳功能，又要考虑其安全性 的场合，夹层使用Ｌｏｗ—Ｅ玻璃也是一个不错的选 择，比如美国的ｓ０ｕＴＨｗＡＬＬ公司生产的ＸＩＲ膜， 必须夹层才能使用，但它并不是为了远红外的反射 保温作用，而是近红外的反射遮阳作用。其实把 Ｌｏｗ—Ｅ膜夹层使用，功能就相当于阳光控制膜，它 们的区别就在于阳光控制膜在可见光范围也有较高 的反射率，近红外部分反而反射率不高，靠的是吸 收率。而Ｌｏｗ～Ｅ夹层则是可见光仍保持较高的透过 率，反射率很低，而近红外却有较高的反射率。 ５根据气候条件选择合适的Ｌｏｗ－Ｅ节能玻璃 我国幅员辽阔，地域温差一年四季变化很大， 因此对太阳辐射能的需求不能一概而论。在冬季寒 冷的东北地区，室内外温差很大，有时能有３０ ｃＣｌ的 温差，白天我们希望有更多的太阳辐射能进入室 内，到了晚上又希望室内的热量不能散到户外，而 到了夏季则更希望此时红外辐射也被挡在室外。那 ３５ 全国性建材科技期刊——《玻璃》 ２０１ ０年 第８期 总第２２７期 么对于温暖的南方地区，比如广东省地区，却只希 望把红外辐射阻挡在室外，因此，在选择使用节能 玻璃时，如果不考虑地域气候条件而盲目地选择， 可能就不能达到预想的效果。 太阳光辐射能量中波长３００～３８０ Ｄ＿ｍ占太阳总辐 射能的１３％，波长３８０～７８０ ｎｍ占太阳总辐射能的 ４３％，波长（近红外）７８０～２ ５００ ｎｍ占太阳总辐射 能的４１％，其余中、远红外只占３％左右，即９７％的 能量集中在３００～２ ５００ ｎｍ波长之间。传热学上一般 把１００～１００ ０００ ｎｍ之间的辐射称之为热辐射，物体 吸收了这个波段的能量后会使得自身温度升高产生 热效应。 最理想的状态是让尽可能多的可见光能够引入 室内，以减少人工照明的能源消耗，让尽可能多的 红外辐射阻挡在室外，减少室内空调负荷。现在答 案有了，高透双银Ｌｏｗ—Ｅ镀膜玻璃就具备了这种功 效。图４中双银Ｌｏｗ—Ｅ玻璃的光谱透过曲线很明显在 近红外具有极高的反射率，而单银Ｌｏｗ—Ｅ或遮阳 Ｌｏｗ—Ｅ次之。依据此特性，我们有理由说对于北方 气候，应该选择高透型Ｌｏｗ—Ｅ节能中空玻璃比较合 理，白天可以让太阳中的近红外部分透入室内，同 时引进可见光，到了夜晚，来自室内物体的长波红 外辐射能够被Ｌｏｗ—Ｅ玻璃“反射”回来。而南方温 热地区则应该选择具有高透双银Ｌｏｗ—Ｅ或者具有遮 阳功能的Ｌｏｗ—Ｅ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玻璃吸热后辐射出的二 次红外辐射被Ｌｏｗ—Ｅ层反射回去，同时建筑物周边 灼热的环境所产生的大量长波红外也同时被阻隔在 室外，从而减少室内空调负荷，达到节能目的。 因此我们建议对于寒冷的北方，最佳的组合是 外片采用透明的玻璃与内片采用离线磁控溅射法镀 Ｌｏｗ—Ｅ涂层的玻璃组合成的中空玻璃，能够保证冬 季阳光中的近红外尽可能透入，而室内的物体吸热 后发出的二次热辐射能够再次被玻璃“反射”回 来；对于在夏季需要玻璃阻挡一定近红外的考虑， 双银Ｌｏｗ—Ｅ中空玻璃是更好的选择；对于炎热的南 方气候，外片选择高透型双银Ｌｏｗ—Ｅ或者具有遮阳 功能的吸热玻璃并镀有Ｌｏｗ—Ｅ涂层，内片可以是简 单的透明玻璃组合而成的中空玻璃是较好的选择； ３６ 如果追求更高的性能，则２ 和３ 面都有Ｌｏｗ—Ｅ膜层隔 热性能更好，遮阳效果也最好。 总的来说我们在合理选择和使用节￣，Ｌｏｗ—Ｅ中 空玻璃时，有时也是会顾此失彼的，在此借用一句 广告词：没有最好，只有更好。 ６结论 （１）单片使用在线Ｌｏｗ—Ｅ玻璃由于其表面暴露 于大气中，容易受到污染或凝结水汽从而丧失低辐 射功能，所以不能单层使用。 （２）Ｌｏｗ—Ｅ玻璃具有向热源“反射”热线的特 性，因此考虑寒冷的北方保温为主，Ｌｏｗ—Ｅ应在 ３ 面；炎热的南方反热为主，Ｌｏｗ—Ｅ应在２ 面；冬冷 夏热地区可考虑Ｌｏｗ—Ｅ在２ 和３ 面，所谓Ｌｏｗ—Ｅ双面 应用，会有更好的效果。 （３）在炎热的南方，即使室内外温差较小， 安装中空玻璃应用也是很有必要的，结合遮阳型 Ｌｏｗ—Ｅ玻璃则效果最佳。 （４）Ｌｏｗ—Ｅ玻璃夹在ＰＶＢ中间层会失去其低辐 射功能，但其近红外的遮阳功能仍然存在，在一些既 要考虑遮阳、又要考虑安全的场合是不错的选择。 参考资料 ［１］Ｈａｎｓ Ｊｏａｃｈｉｍ Ｇｌａｓｅｒ．大面积玻璃镀膜【Ｍ】．上海交通出版 社，２００６年出版，德国冯阿登纳真空技术有限公司翻 译． ［２］Ｆｒａｎｋ Ｉｎｃｒｏｐｅｒａ，Ｄａｖｉｄ ＤｅＷｉｔｔ，等．传热和传质基本原理 【Ｍ】．化学工业出版社２００７年出版． ［３］镀膜玻璃第二部分低辐射玻璃【ｓ】．ＧＢ１８９１５．２—２００２，国 家标准． Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ Ｅｎｅｒｇｙ－Ｓａｖｉｎｇ Ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ＬＯＷ—Ｅ Ｇｌａｓｓ ——ＦａＵａｃｉｅｓ ｉｎ ｕｓｅ ｏｆ ｌＯＷ．Ｅ ｇｌａｓｓ Ｙａｎｇ Ｊｉａｎｊｕｎ Ｃａｉ Ｆａｑｉｎｇ‘ （１．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｅｎｔｅｒ．Ｘｉｎ－ｙｉ ｇｌａｓｓ ｇｒｏｕｐ；２．Ｘｉｎ－ｙｉ ｇｌａｓｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｄｏｎｇ－ｇｕａｎ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．５２３９３５） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔａｌｋｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｏｗ—Ｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｆａｌｌａｃｉｅｓ ｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｗ－Ｅ ｇｌａｓｓ ｐｅｒ ｓｅ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒ ｕｓｅ ｏｆ ｌＯＷ—Ｅ ｇｌａｓｓ ｗａｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｗ—Ｅ ｃｏａｔｅｄ ｇｌａｓｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ＩＧ ｕｎｉｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｏｗ—Ｅ ｇｌａｓｓ Ｌｏｗ ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｇｌａｓｓ
