0、引言
Low-E玻璃，即為低輻射鍍膜玻璃。通過(guò)在普通玻璃表面鍍上低輻射材料,來(lái)降低玻璃表面的輻射率，并且保持良好的透光性，滿(mǎn)足自然采光的要求。同時(shí)，Low-E玻璃擁有較低的表面輻射率，表面輻射率越低，其限制紅外熱輻射的穿透能力就更強(qiáng)，隔熱保溫性能更好。
近年來(lái)，隨著低碳環(huán)保節(jié)約性社會(huì)的概念深入人心，Low-E鍍膜玻璃正作為一種環(huán)保節(jié)能的高性能建筑材料，被廣泛應(yīng)用于建筑、汽車(chē)等領(lǐng)域。現(xiàn)代建筑中，對(duì)幕墻玻璃節(jié)能性和觀(guān)賞性的要求越來(lái)越高，外觀(guān)既要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，性能又要滿(mǎn)足節(jié)能環(huán)保的要求。對(duì)于不同氣候條件的地區(qū)，選擇適合的幕墻玻璃尤為重要。有時(shí)為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，會(huì)選擇著色玻璃與鍍Low-E膜相結(jié)合的方式。有時(shí)我們?cè)谶x擇鍍膜基片時(shí)，為了追求特有的外觀(guān)效果而淡化了節(jié)能效果。然而，Low-E玻璃作為環(huán)保節(jié)能建筑材料，其節(jié)能特性應(yīng)當(dāng)放在首位，其次在于其外觀(guān)。本文將以單銀、雙銀和三銀鍍制在不同玻璃基底后的性能為基礎(chǔ)，探討不同玻璃基底鍍制哪一種膜系，能夠獲得更好的節(jié)能效果，為幕墻玻璃的設(shè)計(jì)和選擇提供參考。
衡量透過(guò)玻璃傳遞的熱量由兩部分組成，一是太陽(yáng)能照射透過(guò)的熱能，二是玻璃兩側(cè)存在環(huán)境溫度差和長(zhǎng)波紅外輻射而傳遞的熱能。根據(jù)計(jì)算模型，透過(guò)玻璃傳遞的熱量值由下式計(jì)算：
從式中可以看出，衡量玻璃傳熱性能的參數(shù)是U值和Sc值。其中，Sc為遮陽(yáng)系數(shù)，直接反應(yīng)玻璃對(duì)太陽(yáng)能的遮蔽效果，Sc越小，說(shuō)明玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)能越小，即玻璃的隔熱性能越好。U為傳熱系數(shù)，反映玻璃的傳熱特性，體現(xiàn)的是玻璃的保溫性能，在相同的環(huán)境條件下，U值越低說(shuō)明透過(guò)玻璃傳遞的熱能越少，玻璃的保溫性能越好。
在鍍膜玻璃行業(yè)中，鍍膜玻璃產(chǎn)品性能的優(yōu)越性，通過(guò)選擇系數(shù)來(lái)體現(xiàn)。選擇系數(shù)是指可見(jiàn)光透過(guò)率與遮陽(yáng)系數(shù)的比值。選擇系數(shù)<1，說(shuō)明透過(guò)的光少，透過(guò)的熱多;選擇系數(shù)>1，說(shuō)明透過(guò)的光多，透過(guò)的熱少。在相同透光率的前提下，選擇系數(shù)越大說(shuō)明透過(guò)的光越多，透過(guò)的熱越少，性能越優(yōu)異。
為統(tǒng)一計(jì)算結(jié)果，本文所有計(jì)算均以美國(guó)ASHRAE Summer為標(biāo)準(zhǔn)。
1、單片玻璃基底的光熱特性
這里選擇了建筑常用的單片玻璃基底進(jìn)行比較。表1所示為不同浮法玻璃性能參數(shù)，從中可以看出，5種玻璃的U值都是相同的，說(shuō)明5種玻璃的傳熱性能差異不大。其中，透光率最高的是超白玻璃，透光率達(dá)到0.91，透光率越高，透過(guò)玻璃的太陽(yáng)能就越高，所以超白玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)也是最高的。另外，F(xiàn)綠玻璃的可見(jiàn)光透過(guò)率高于歐洲灰原片，但是兩者的遮陽(yáng)系數(shù)卻幾乎一致。綜合該5種原片的光熱數(shù)據(jù)可以看出，不司原片的性能差異較大，因此不同原片搭配不同的Low-E膜系，其光熱性能也將存在差異。
表1 不同單片玻璃性能比較
2、不同膜系鍍?cè)诓煌缀笾锌盏男阅?/strong>
為了達(dá)到更好的節(jié)能效果，需要在單片玻璃上鍍制合適的Low-E膜層，然后合成中空玻璃使用。本文計(jì)算采用6mm浮法玻璃基底上鍍制Low-E膜，中空玻璃的空氣間隔為12mm，中空玻璃配片采用6mm普通浮法白玻璃。
2.1 單銀中空
表2 低透單銀鍍制在不同玻璃基底的性能參數(shù)
表2所示為四川南玻一款低透單銀鍍制在不同玻璃基底上，合成中空后的性能參數(shù)。從中可以看出，低透單銀鍍制在不同基底上，傳熱系數(shù)U值基本不隨基底變化發(fā)生改變，為1.74W·m-2·℃-1。F綠玻的選擇系數(shù)最高，達(dá)到1.4，其次是白玻和超白玻璃，且三者相差不大。另外，綠玻與白玻和超白玻璃相比，其透過(guò)率低了近18%。由此可見(jiàn)，雖然綠玻選擇系數(shù)高，但是可見(jiàn)光透過(guò)率卻不是最高。福特茶和歐洲灰的色玻鍍制低透單銀膜系后，其選擇系數(shù)較低，不到1.0，并且該類(lèi)玻璃可見(jiàn)光透過(guò)率較低，并不適合作為大面積幕墻使用。
表3 中透單銀鍍制在不同玻璃基底的性能參數(shù)
表3所示為四川南玻一款中透單銀鍍制在不同玻璃基底，其中空產(chǎn)品的性能比較。可以看出，在不同玻璃基底上鍍制中透單銀膜系時(shí)，傳熱系數(shù)U值不隨基底發(fā)生改變，為1.84W·m-2·℃-1。表3反應(yīng)出看出雖然綠玻上鍍膜選擇系數(shù)最高，達(dá)到1.32，比在超白上鍍膜高出近15%。但綠玻上鍍膜的可見(jiàn)光透過(guò)較超白玻璃低了近20%。采用茶色玻璃和灰色玻璃鍍膜后，產(chǎn)品性能不如在白玻上面性能好，而且成本投入比較大。
表4 高透單銀鍍制在不同玻璃基底的性能參數(shù)
表4所示為四川南玻一款高透單銀鍍制在不同玻璃基底上，其中空產(chǎn)品的性能參數(shù)比較。從中可以看出，高透單銀鍍制在不同玻璃基底上，其中空產(chǎn)品的傳熱系數(shù)U值不隨基底發(fā)生改變，為 1.79W·m-2·℃-1。表中同樣反映出綠玻上鍍膜的選擇系數(shù)較高，達(dá)到1.51，比超白鍍膜的選擇系數(shù)高了近30%；福特茶和歐洲灰的色玻的選擇系數(shù)低于1.0，不適合鍍制高透單銀產(chǎn)品。圖1所示為不同透過(guò)率單銀鍍制在不同玻璃基底上的選擇系數(shù)。從圖1中可以看出，對(duì)于不同透過(guò)率的單銀鍍制在不同的玻璃基底上時(shí)，其中空玻璃的選擇系數(shù)各不相同。其中，鍍制在福特茶和歐洲灰上面的選擇系數(shù)都比較低，在1.0以下，鍍制在綠玻上的透過(guò)率最高，鍍制在白玻和超白玻璃上的選擇系數(shù)較為接近。結(jié)合表1-3 可以看到，雖然綠玻鍍膜的選擇系數(shù)高，但是其可見(jiàn)光透過(guò)率較超白和白玻更低。
圖1 不同透過(guò)率單銀鍍制在不同玻璃基底的選擇系數(shù)
2.2 雙銀中空
表5為四川南玻一款低透雙銀產(chǎn)品鍍制在不同玻璃基底上，其中空玻璃的性能參數(shù)。從中可以看出，傳熱系數(shù)U值不隨玻璃基底的變化而改變，為 1.63W·m-2·℃-1。低透雙銀鍍制在超白玻璃上的透過(guò)率最高，其選擇系數(shù)也最高:達(dá)到1.72，說(shuō)明低透雙銀鍍制在超白玻璃上能獲得最大的選擇系數(shù)，最高的可見(jiàn)光透過(guò)率。結(jié)合表1-3可以發(fā)現(xiàn)，相比單銀來(lái)講，鍍制在福特茶和歐洲灰的雙銀選擇系數(shù)較單銀有很大改善，可見(jiàn)光透過(guò)率相同的時(shí)候，能夠得到更高的選擇系數(shù)。這一點(diǎn)也說(shuō)明雙銀節(jié)能性比單銀更加優(yōu)越。
表5 低透雙銀鍍制在不同玻璃基底的性能參數(shù)
表6所示為四川南玻一款中透雙銀產(chǎn)品鍍制在不同玻璃基底上，其中空產(chǎn)品的性能比較。從表6中可以看出，在不同基底上鍍制同一雙銀膜系時(shí)，傳熱系數(shù)U值不隨基底改變而改變，為1.63W·m-2·℃-1。中透雙銀鍍制在超白玻璃上能獲得最高的可見(jiàn)光透過(guò)率，其選擇系數(shù)最高達(dá)到1.75，說(shuō)明中透雙銀玻璃鍍制在超白玻璃上能夠最大限度地發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。
表6 中透雙銀鍍制在不同玻璃基底的性能參數(shù)
表7所示為四川南玻一款高透雙銀鍍制在不同玻璃基底上，其中空產(chǎn)品性能參數(shù)比較。從表7中可以看出，傳熱系數(shù)U值也不隨玻璃基底的變化而改變，且高透膜系鍍制在6mmF綠玻璃上的遮陽(yáng)系數(shù)最大，為1.61，高于普通白玻和超白，遠(yuǎn)高于其它有色玻璃。自玻和超白玻璃的選擇系數(shù)比較接近，其中超白的可見(jiàn)光透過(guò)率最高。
表7 高透雙銀鍍制在不同玻璃基底的性能參數(shù)
圖2所示為不同透過(guò)率雙銀鍍制在不同玻璃基底上，其選擇系數(shù)隨玻璃基底改變后的變化情況。
圖2 不同透過(guò)率雙銀鍍制在不同玻璃基底的選擇系數(shù)
從圖2中可以看出，對(duì)于高透雙銀來(lái)說(shuō)，鍍制在綠玻上面的選擇系數(shù)最大，對(duì)于中透和低透雙銀來(lái)講,鍍制在超白玻璃上不僅能夠獲得最高的可見(jiàn)光透過(guò)率，同時(shí)其遮陽(yáng)系數(shù)也是最大的。
2.3 三銀中空
從上面的對(duì)比看出，同一種膜系、不同透過(guò)率在不同基底上的表現(xiàn)趨勢(shì)基本一致。因此，這里就以中透三銀為例，其余不再贅述。
表8 中透三銀鍍制在不同玻璃基底的性能參數(shù)
表8為一款中透三銀鍍制在不同玻璃基底的光熱性能。列出的選擇系數(shù)表明，三銀鍍制在超白玻璃上才能將性能發(fā)揮到極致，擁有最高的選擇系數(shù)，達(dá)1.86，同時(shí)還可以獲得最高的可見(jiàn)光透過(guò)率。通過(guò)對(duì)比表1-8可以看出，對(duì)同樣的基底來(lái)講，透過(guò)率相近的膜系，三銀膜系能夠獲得相同的可見(jiàn)光透過(guò)率和更低的遮陽(yáng)系數(shù)，所以三銀產(chǎn)品的選擇系數(shù)最高，節(jié)能性更加優(yōu)異。
3、結(jié)論
綜上所述，不難看出不同的玻璃基底對(duì)同一膜系性能的影響比較大。相同透過(guò)率的膜系，鍍制在不同玻璃基底上表現(xiàn)出各不相同的光熱特性。其中，超白玻璃在雙銀和三銀膜系都呈現(xiàn)較高的透過(guò)率和選擇系數(shù)，表現(xiàn)出優(yōu)異的節(jié)能特性。而綠玻雖然在部分膜系中表現(xiàn)出較高的選擇系數(shù)，但是其可見(jiàn)光透過(guò)率較低。而茶玻和歐洲灰由于其透過(guò)率過(guò)低，并不適合應(yīng)用于大面積幕墻。在實(shí)際應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)采用超白玻璃的幕墻不僅節(jié)能特性?xún)?yōu)異，同時(shí)還具有良好外觀(guān)效果,使用超白玻璃的幕墻其整體質(zhì)感優(yōu)于普通白玻。因此，除對(duì)幕墻外觀(guān)顏色有極端特殊要求外，采用超白玻璃作為L(zhǎng)ow-E玻璃的負(fù)載，將是幕墻玻璃一個(gè)不錯(cuò)的選擇。尤其是，將超白玻璃與雙銀、三銀相結(jié)合，更加能體現(xiàn)出幕墻的質(zhì)感和Low-E膜的節(jié)能特性。
來(lái)源：四川南玻節(jié)能玻璃有限公司 李建根 徐伯永
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