LOW-E玻璃的節(jié)能特性及其參數(shù)ai

1、低輻射LOW-E鍍膜玻璃的節(jié)能特性及其參數(shù)現(xiàn)代建筑，不管是商廈還是住宅，都趨向于大面積采光。但是， 普通透明玻璃對太陽能輻射和遠紅外熱輻射沒有控制，具面積越大， 夏季進入室內的熱量越多，冬季室內散失的熱量越多。為此，必須對 玻璃外表進行處理，于是產生了有節(jié)能功能的鍍膜玻璃。早期的鍍膜玻璃主要是熱反射鍍膜玻璃 或稱陽光控制膜玻璃， 其作用是限制太陽能輻射直接進入室內。 用于建筑幕墻玻璃時，除具 有亮麗的外觀裝飾效果外，還可降低冷氣設備的運行費用。但這種玻 璃與普通玻璃一樣，會吸收遠紅外熱輻射而使其自身的溫度升高，最終仍有相 當局部的熱能透過了玻璃，其隔熱性能也受到了極大的限 制。選用什么材料、采

2、用何種工藝鍍膜才能有效地阻擋遠紅外熱輻射 呢？研究的結果誕生了低輻射鍍膜玻璃簡稱Low-E玻璃。這種玻璃的最大特點是將遠紅外熱輻射反射出去，使其不能透過玻璃從而起 到節(jié)能隔熱的作用。因此，目前世界上公認Low-E玻璃是最理想的 窗玻璃材料。Low-E玻璃在國外已有近二十年的使用歷史， 我國因受到設備和 生產工藝技術方面限制，同時也因節(jié)能觀念的落后而起步較晚。 可喜 的是，自南玻集團于1997年推出Low-E玻璃并在全國范圍內大力推 介后，目前已為眾多設計師和用戶所認同并采用。 規(guī)?；捎肔ow-E玻璃時代已到來，這必將對我國的建筑節(jié)能材料應用產生影響并作出 奉獻。關于鍍膜玻璃，包括Low-E玻

3、璃的節(jié)能特性，已有許多文章或專著論述過，在大多數(shù)文章或企業(yè)的產品介紹中都列出了完整的參數(shù)， 但理解這些參數(shù)須具備一定的專業(yè)知識。對用戶來說更關心的是：哪些參數(shù)與節(jié)能性直接相關？怎樣才能區(qū)別不同玻璃之間節(jié)能性的優(yōu)劣？如何根據(jù)這些參數(shù)選擇適用的玻璃？本文擬深入淺出地答復 這些問題。二、熱能的形式及幕墻玻璃組件的傳熱1、自 然環(huán)境中的熱能自然環(huán)境中的熱能主要是太陽輻射能，其能量的98%分布0.3至3m波長之間。除了太陽直接輻射的能量外，還存在著大量的遠紅 外線熱輻射能，其能量分布在3至103 wm波長之間。在室外，這部 分熱能是由太陽照射到物體上被物體吸收后再輻射出來的，夏季成為來自室外的主要熱源之

4、一。在室內， 這局部熱能是由暖氣、家用電器、被陽光照射后的家具及人體所產生的，冬季成為來自室內的主要熱 源。需要說明的是，在通常情況下來自室內、室外的熱輻射可同時存在， 只不過夏季來自室外的熱輻射遠大于室內的熱輻射，而冬季來自室內的熱輻射又遠大于室外的熱輻射。因此， 選擇玻璃時必須考慮建筑物所處的地理環(huán)境，以便所選擇的玻璃能有效地阻擋來自主要熱源的熱能。2、熱 量的傳遞過程照射到玻璃上的太陽輻射能，一局部被玻璃所吸收或反射，另一局部透過玻璃成為直接透過的能量圖1 。吸收的能量通過與空氣對流及向外輻射遠紅外線即熱輻射而散失。因此，被吸收的能量最終仍有約50%透過了物體，這可歸結為對流傳導形式的傳

5、遞。對流傳崢通過太陽直接幅射透過圖L太陽能量通過玻璃示怠圖遠紅外熱輻射也能透過物體或被物體所吸收。一般工程材料，例如普通平板玻璃，不能透過遠紅外熱輻射，只能反射它或吸收它，反 射和吸收能力因材料而不同。 吸收率 =輻射率E低的物體， 那么必 然反射率高 反射率+吸收率=1 ,這種物體不易吸收外來的熱輻射能 量，其隔熱性能就好。輻射率E高的物體吸收的熱輻射多，它再次向 外輻射出的熱多，相當于透過該物體的熱量多。因此，遠紅外熱輻射 透過物體的傳熱，是通過對流傳導表達的。低輻射玻璃正是限制了這福射.對流傳年理工圖.2遠紅外熱輻射透過玻謫示您局部的傳熱。通過對兩類熱源傳熱過程的分析，可將熱量的傳遞可歸

6、結為兩種 方式：輻射直接透過傳熱、對流傳導傳熱。3、窗玻璃傳熱的定量表達對流傳導所傳遞的熱量為Q1,這其中還包括玻璃吸收各波段的輻射 后再放出的熱量。太陽能直接輻射透過的熱能為Q2,這局部熱能僅指可見光、近紅外輻射直接透過的能量。透過玻璃傳遞的總熱能Q可由正式表水：Q=UX T內-T外+太陽輻射系數(shù)x Sc式一Q1對/傳導局部Q2太陽接輻射局部U玻璃的傳熱系數(shù)，單位為W/m2co在相同的室內外溫差下，U值越低那么通過對流傳導傳遞的熱能越少。玻璃的U值與玻璃的輻射率E有關，輻射率E越低U值也越低。降低U值的兩種有效方法是： 在玻璃外表上鍍低輻射膜，或將窗玻璃合成中空玻璃結構。Sc玻璃的遮陽系數(shù)，

7、反映玻璃對陽光的遮蔽效果。Sc高那么意味 著透過玻璃的太陽能多，反之那么少?？刂撇Ａc的有效方法是：在 玻璃外表上鍍膜，或在制造玻璃的過程中參加色劑形成著色玻璃。 但 著色玻璃屬于吸熱玻璃，其吸收率偏高因而U值也高，所以它是以 增大對流傳導傳熱為代價來降低太陽能直接透過的。太陽輻射系數(shù)一一為一常數(shù)630 W/m2,可理解為太陽照射到地面的 能量強度注：實際強度為783 W/m2,透過3mm普通白玻璃后為630 W/m2, Sc的定義如此。T內-T玻璃兩側的溫度差，即室內、室外的溫度差。從上式可看出，玻璃節(jié)能性的優(yōu)劣由U和Sc這兩個參數(shù)就完全可以判定，但實際上考慮到玻璃的透光率，Sc不可能選的

8、太低，否那么室 內采光極差。U和Sc是玻璃的重要參數(shù)，在產品說明書中一般是給 出的。特殊結構的產品如中空玻璃、夾層玻璃等需個別測量并計算得 出。根據(jù)提供的U、Sc值，及設定室內外的溫度條件后，可由上式 計算出玻璃的傳熱量，從而比擬各種玻璃的節(jié)能特性。三、不同玻璃的傳熱特性及參數(shù)幾種中空玻璃的參數(shù)比照以以下出幾種中空玻璃的傳熱系數(shù)U、遮陽系數(shù)Sc,隨后比照說 明各自的傳熱特性及其優(yōu)劣。其它參數(shù)暫不管及。表一、幾種玻璃的主要光熱參數(shù)玻璃名稱玻璃種類透光率 (%)遮陽系數(shù)SC傳熱系數(shù)U夏(W/mc)傳熱系數(shù)U(W/n2ic)單片6mm白玻6890.995.746.17白玻中空12+12A+10800

9、.873.092.75灰色鍍膜中空玻璃6+12A+6480.693.132.75白色LOW-4空玻璃12+9A+10350.301.311.331、單片透明玻璃單片透明玻璃的遮陽系數(shù)Sc=0.99,這意味著它對陽光輻射阻擋能力很差，絕大局部的太陽輻射熱能透過玻璃進入了室內，夏季白天進入室內的太陽輻射熱能遠大于玻璃向外輻射散發(fā)的熱能，因此使室內溫度升高。單片透明玻璃的傳熱系數(shù)U冬6.17 W/m2， 假設室內外溫差為25 ，那么因對流傳導而透過每平方米玻璃的熱能就達154瓦。冬季夜間和陰雨天氣， 由于沒有陽光輻射，玻璃吸收室內熱輻射后向外散熱成為主流，因此使室內溫度降低。即使在冬季的陽光天氣，雖

10、然陽光輻射的透過率相當高，但由于室內外溫差大，對流傳導散熱仍是主流，室內大量的熱輻射會透過玻璃泄向室外。2、 透 明中空玻璃白玻中空與單片透明玻璃相比，透明中空玻璃僅改善了對流傳導局部的傳熱， 即通過降低U值而使對流傳導熱Q1減少， 但對輻射直接透過和吸收局部沒有明顯的改善。由于玻璃外表沒有鍍膜，故U值的降低也是有限的。 因此， 采用中空玻璃的結構來增加隔熱性能只能隔絕一局部的傳熱，其效果是有限的。需要說明的是，中空玻璃的U值與其空氣層的厚度關系密切，且隨厚度的變化比擬明顯。在空氣層小于13mm時，空氣層越厚U值越低，在13mm左右到達最低極限，此后U值隨厚度增加。這是由于由于在13mm以上的

11、厚度下，內部空氣會形成閉環(huán)對流，增大了熱量的傳遞。假設在中空玻璃中充入Ar氣等惰性氣體還會更進一步地降低U值。3、熱反射中空玻璃將熱反射鍍膜玻璃合成中空玻璃后，不但對太陽直接輻射有所控制， 同時也限制了對流傳導傳熱。這種玻璃結構是一種比擬理想的搭配，根本上可適用于我國的絕大局部地區(qū)。需要說明的是，這種玻璃U值的降低是通過中空玻璃結構實現(xiàn)的，因而也是有限的。4、Low-E中空玻璃Low-E玻璃的外表輻射率低EW0.15、紅外線熱輻射反射率 高，這意味著它同室內外空氣接觸后吸熱少、升溫低、再放出的熱量 少，即隔熱性能好；僅單片Low-E玻璃的U值就低于熱反射玻璃，合成Low-E中空玻璃后這一優(yōu)勢更

12、加突出，因此這是最理想的玻璃 結構搭配。Low-E玻璃的另一特點是透光率較高33%72%,而遮陽系數(shù)Sc選擇范圍大0.250.68。與熱反射玻璃相比，在同樣的透光率下Low-E玻璃具有更低的Sc,這解決了熱反射玻璃所遇到的矛盾，即 在保證室內高透光的前提下不損失隔熱性見表-1。冬季，Low-E玻璃可有效地阻止室內暖氣和人體發(fā)出的熱輻射泄 向室外，夏季，Low-E玻璃可有效地阻擋室外道路及建筑物發(fā)出的熱 輻射進入室內。Low-E玻璃的這種阻擋熱輻射透過的作用不受季節(jié)限 制，因而，Low-E玻璃是一種良好的隔熱材料。7、傳熱量比照在以下條件下對上述幾種玻璃的傳熱量按式-1進行計算，計算結 果列入表-2中：夏季白天室外35、室內20C,冬季夜晚室外一10、室內溫度15co表-2透過玻璃傳遞的熱能功率玻璃種類、結構夏季傳入室內的熱量冬季傳出室內的熱量單片6mm白玻710w/m154 w/m白玻中空594w/m69 w/m熱反射中空玻璃323w/m65 w/mLow-E中空玻璃221w/m40 w/m從表中數(shù)據(jù)可以看出，在夏季白天，采用Low-E中空玻璃比采用同樣透光率的熱反射中空玻璃，可使透過