低輻射鍍膜玻璃的節能優勢及設計方案

　　1 概述
　　能源短缺是全世界面臨的兩大危機之一，它已成為我國實現可持續發展戰略目標的一大瓶頸，一方面是能源緊缺，另一方面卻存在嚴重的能源浪費。我國是建筑業大國，建筑業已經成為國民經濟的重要支柱之一。目前，建筑能耗約占全國總能耗的三分之一以上，民用建筑和公共建筑單位能耗水平是歐洲的四倍，美國的三倍，不節能的建筑占到95％，這與國家倡導的和諧社會、節能政策是不相匹配的！按照國家節能目標和“十一五十大重點節能工程實施意見”的要求，新增建筑將實施50％的節能目標，北方嚴寒地區以及四大直轄市將實施65％的節能目標。《節能中長期專項規劃》、《政府機構節能工程》等政策法規的實施，必將極大的推動Low-E中空玻璃等節能玻璃的應用。中高檔次的建筑門窗及幕墻玻璃正向單銀Low-E中空玻璃以及更高層次的雙銀Low-E鍍膜中空玻璃方向發展。為響應國家法改委《中國節能技術政策大綱》的精神，實現國家節約能源和保護環境的戰略，實施建筑節能勢在必行。

　　低輻射玻璃，具有優異的隔熱、保溫性能，在目前全世界能源緊缺、節能和綠色環保呼聲日高的形勢下，是建筑節能中不可缺少的主要建筑材料之一。信義玻璃走在了時代的前列，深切領會了節能環保產品的生產和開發的重要性，加大了研發投入力度，每年拿出銷售額的1％投入研發新產品，信義玻璃開發的系列節能環保產品，如可鋼化的單銀Low－E玻璃、雙銀Low－E玻璃、陽光控制膜玻璃等各種品種，同時具備開發其它鍍膜玻璃產品的能力，如減反射膜玻璃、高反射膜玻璃、自清潔玻璃等。

　　2低輻射膜玻璃生產工藝及發展現狀
　　2.1低輻射膜玻璃的生產工藝[1]
　　低輻射鍍膜玻璃的生產方法從工藝上可分為“在線”和“離線”兩種。“在線”是指在浮法玻璃生產線上利用高溫熱解法生產鍍膜玻璃。高溫熱解法分為熱噴涂法和化學氣相沉積法（CVD），目前多采用CVD法。該方法生產的玻璃品種單一、熱反射性能較差，優點是制造成本低、可熱彎加工。而離線鍍膜是指鍍膜獨立于平板玻璃的生產過程之后，真空磁控濺射鍍膜法是一種比較成熟的大面積離線鍍膜方法。真空磁控濺射工藝制造的鍍膜玻璃，品種豐富多彩、熱反射性能優良、節能特性明顯。其缺點是膜層易被氧化，熱彎加工性能較差。表1列出了我國現有的主要Low－E玻璃生產線情況。

　　2.3低輻射鍍膜玻璃的主要品種和性能
　　信義玻璃工程（東莞）有限公司，擁有目前國內產量、品種、技術含量領先的低輻射鍍膜生產線，采用德國VACT公司先進的真空磁控濺射鍍膜工藝，生產的各種鍍膜產品在膜層物理性質、化學耐久性能均達到國際一流水平，產品符合國標GB/T18915.1-2002、英國BS6206:1981、美國ANSIZ97.1、澳洲AS/NIS 2208-1996等標準的要求。可根據不同地區節能的實際需要，為顧客提供不同型號的高透型LOW-E玻璃、遮陽型LOW-E玻璃和雙銀LOW-E玻璃，可生產厚度從3mm～19mm，最大尺寸為2400mm×3660mm的產品。

　　2.3.1高透型Low-E玻璃
　　1）具有較高的可見光透射率，采光自然、效果通透，有效避免“光污染”危害；

　　2）具有較高的太陽能透過率，冬季太陽熱輻射透過玻璃進入室內增加室內的熱能；

　　3）具有極高的中遠紅外線反射率，優良的隔熱性能，較低U值（傳熱系數）。

　　適用范圍：寒冷的北方地區。制作成中空玻璃（膜面在第3面）使用節能效果更加優良。

　　2.3.2遮陽型Low-E玻璃
　　1）具有適宜的可見光透過率和較低的遮陽系數，對室外的強光具有一定的遮蔽性；

　　2）具有較低的太陽能透過率，有效阻止太陽熱輻射進入室內；

　　3）具有極高的中遠紅外線反射率，限制室外的二次熱輻射進入室內。

　　適用范圍：南方地區。它所具有的豐富裝飾性能起到一定的室外實現的遮蔽作用，適用于各類型建筑物。從節能效果看，遮陽型不低于高透型，制作成中空玻璃節能效果更加明顯。

　　2.3.3雙銀Low-E玻璃
　　雙銀Low-E玻璃，因其膜層中有雙層銀層面而得名，膜系結構比較復雜。它突出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，與普通LOW-E玻璃相比，在可見光透射率相同的情況下具有更低太陽能透過率。適用范圍不受地區限制，適合于不同氣候特點的廣大地區。

　　2.3.4可異地加工LOW-E玻璃
　　普通LOW-E玻璃的膜系結構中，金屬膜層是其主功能膜層，質地較軟，與其他膜層結合力較弱，因此要求在成膜后短時間內必須合成中空玻璃使用。信義玻璃通過改良Low-E玻璃的膜層結構，增強膜層的附著力與膜層結構的穩定性，從而制造出可異地加工的Low-E玻璃與可鋼化的Low-E玻璃。 

　　3 Low－E玻璃隔熱節能原理
　　3.1 Low-E玻璃與普通玻璃性能對比
　　傳導和對流的熱流失一經由雙重玻璃窗控制后，其最重要的熱量流失就是輻射，在低溫和寒冷的氣候中，熱量從室內流失時，它就變得特別重要。低輻射鍍膜玻璃對長波紅外的反射率較高，能將熱輻射反射返回原空間。

　　我國GB/T18915.2-2002鍍膜玻璃標準中所規定的輻射率（E）低于0.15的要求，這是普通鍍膜玻璃是無法達到的，而雙銀Low-E鍍膜玻璃具有很低的遮陽系數和很高的可見光透過率，具有很低的K值和U值，可以滿足該要求。測試表明，采用普通雙層中空玻璃，室內能量的80％通過玻璃傳輸到室外；如果在雙層中空玻璃內側表面鍍上一層無色的低輻射膜，則傳輸到室外的能量可降低到40％，如圖2所示。低輻射鍍膜玻璃窗隔熱性能幾乎可提高一倍，但重量和尺寸并不增加，也不明顯減少陽光的透過。表2反映了不同結構的玻璃制品對于熱量傳遞的阻隔對比情況，可以看出雙銀Low-E鍍膜玻璃的隔熱性能最優異。

　　3.2 雙銀Low-E中空玻璃的節能優勢
　　雙銀Low-E玻璃主要在玻璃表面上利用磁控濺射法沉積多層膜材,在多層膜層材料中沉積兩層以上的純銀基材而成的高性能玻璃制品。該膜是一種熱反射原理膜，具有高可見光透射率、極高的遠紅外線反射率，該種覆蓋雙銀層的雙銀Low-E低輻射鍍膜玻璃可將98%以上的遠紅外熱輻射反射回去，可使玻璃的輻射率E值由0.84以上降低到0.15以下，其遮陽系數SC可根據工程需要在0.2～0.7之間調動。

　　3.3 中空玻璃暖邊技術的采用
　　中空玻璃的間隔條在導熱系數上也是至關重要，槽鋁式間隔條的應用非常廣泛，而暖邊技術在國內的應用還較少,它的性能與雙銀Low-E中空玻璃相結合，更體現出節能的優勢,在相同的環境下對比使用,隔熱效果存在明顯提高。表3是木窗、塑窗、鋁窗分別采用鋁間隔條、TGI 暖邊間隔條時，根據現有條件進行計算得出以下數據[4]：

　　4 針對我國不同地區的節能玻璃設計方案[5]
　　我國氣候的顯著特點是夏熱冬冷，國家對室內熱環境的基本要求是：城鎮建筑冬季室內溫度達到18℃，夏季室溫低于30℃。因此，不同氣候區域對于建筑外窗的熱功及遮陽性能要求各有側重，南方側重于隔熱，北方側重保溫，中原地區則要兩者兼顧。

　　南方，夏熱冬暖，全年平均日照高，平均氣溫高。我國的夏熱冬暖的南方地區，不考慮冬季取暖，如海南、三亞、廣州、深圳、香港、澳門等城市。我們需要：低的遮陽系數、低的U值、可供選擇的可見光透過率，優先選用遮陽型Low-E玻璃，雙銀型Low-E玻璃。

　　對于北方，冬冷夏暖，全年平均氣溫低。我國的東北地區，日照充足，全年寒冷時間長達50天以上，夏季暖和，晝夜溫差大。典型城市：哈爾濱、沈陽。我們需要：相對高的遮陽系數、低的U值、可供選擇的可見光透過率，優先選擇高透型Low-E玻璃。

　　 而長江中下游地區，冬季寒冷，夏季炎熱，冬天和夏天持續時間較長。典型城市：上海、南京、武漢、杭州等。我們需要：相對低的遮陽系數、低的U值、可供選擇的可見光透過率，優先考慮選用遮陽型Low-E玻璃和雙銀Low-E玻璃。

　　6展望
　　21世紀的前20年是我國建筑業發展的黃金時期，人口紅利的到來使得人民對住房的需求強烈，舒適性和環保人性化的建筑是人們看重的根本。目前，我國每年建成的住房面積達16～20億平方米，約占世界年總建筑面積總量的一半，預計到2010年底，我國房屋建筑面積為519億平方米，其中城市171億平方米，到2020年底，我國房屋建筑面積為686億平方米，其中城市261億平方米，建筑規模極其巨大[6]。然而，既有的近400億平方米的建筑中99％以上的為高能耗建筑，新建的也大部分屬于高能耗建筑，單位建筑面積的采暖費用約為發達國家的3倍以上，按照目前的發展水平，到2020年，我國的建筑能耗將達到10.89億噸標準煤，空調的高峰負荷相當于10座三峽電站的滿負荷運行。在公共建筑的全年能耗中，大約50%～60%消耗于空調制冷與采暖系統，而在這部分能耗中，大約20%～50%是由外圍護結構傳熱所消耗。在整個圍護結構中，通過玻璃傳遞的熱量遠高于其他圍護結構。在現代化公共建筑中，大面積采用玻璃已成為趨勢，在玻璃幕墻和門窗中，玻璃面積與框材相比占控制地位，是玻璃幕墻和門窗傳熱的主要部位。而目前，很多業主和發展商都沒有考慮到今后整棟樓長期的采暖、制冷所需的費用，而對工程的一次性高投資產生疑惑。我們需要建筑設計師根據工程的實際地理位置和氣候變化進行合理的計算，得出所使用的節能材料，這樣才能夠降低整棟大廈終身的驚人耗電費用。

　　我國是一個能源匱乏的國家，建筑節能勢在必行。作為建材中使用最為廣泛的材料之一，玻璃也是建筑幕墻結構中最為核心的一部分。在建筑美學設計上,不僅要要達到建筑采光要求、讓人獲得空間美感，更要滿足《公共建筑節能設計標準》GB50189、《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113-2003等規定的要求。2008年北京的綠色奧運、環保奧運，奧運配套設施建設大量采用最新的節能環保材料，再到上海世博園的規劃與設計，無不體現了國家的節能政策和導向。隨著社會經濟的發展，為實現國家“十一五”的節能目標，具有“綠色”、“環保節能”特性的單銀Low－E中空玻璃、雙銀Low-E鍍膜中空玻璃等將成為公共建筑和民用建筑的首選產品和主流產品，未來整個建筑業的強力需求必將推動我國整個建筑玻璃行業的迅猛發展。

　　參考文獻
　　[1]漢斯·瓊徹·格雷瑟,大面積玻璃鍍膜,上海交通大學出版社,2006.
　　[2]戴法震 中國建筑材料科學研究院 《鍍膜玻璃生產現狀與發展》
　　[3]艾博理,《我國建筑鍍膜玻璃的生產發展和市場》，建筑玻璃與工業玻璃，2006,4:22－30.
　　[4]張健,彭春雷,泰諾風TGI 暖邊間隔條[R], 2006.
　　[5]董鏞,張浙軍,Low-E玻璃推廣應用及離線鍍膜技術的新進展,2006年中國玻璃行業年會論文集.
　　[6]王政，Low-E玻璃符合中國建筑節能戰略要求，建筑玻璃與工業玻璃，2007,2:5.

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