您对Low-E玻璃到底了解多少

　　本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布：

　　引言

　　建筑是社会三大高耗能产业之一，其中建筑门窗（词条“建筑门窗”由行业大百科提供）的能耗约占建筑物全部热损失的50%，而建筑门窗中玻璃面积所占的比例越来越大，各种门窗中玻璃占总面积的65%～70%。因此合理使用节能型玻璃对建筑节能起着越来越重要的作用。Low-E玻璃就是一种很好的节能玻璃，它是在普通玻璃表面镀上1层或多层金属（词条“金属”由行业大百科提供）、合金或化合物的膜系产品，其膜层具有高的可见光透过率及对远红外线高反射的特性。应用Low-E玻璃合成中空玻璃、真空玻璃等，可显著降低玻璃之间的辐射传热，从而降低玻璃组件的传热系数(K)，提高建筑的保温性能。同时，Low-E玻璃具有可选择的遮阳系数。目前，这些节能玻璃已进入普通住宅窗玻璃市场，成为建筑玻璃的佼佼者。

　　1 Low-E玻璃单片使用时性能如何?

　　一些厂家和文章在宣传Low-E玻璃时，片面强调其Low-E膜的高红外反射特性，使人误认为使用单片Low-E玻璃就能起到很好的节能效果。下面分别从热传导方式和玻璃窗节能原理两个方面加以分析。

　　1.1　热传导方式

　　通过窗玻璃的传热有3种方式，气体对流传热、空气导热和辐射传热。气体对流传热是指各部分气体因温差而产生自然对流而传递热能。空气导热是指气体分子无规则运动时互相“碰撞”而传递热能。辐射传热的机理则与前二者有本质不同，是物体之间通过电磁波辐射、反射、吸收、透射等物理过程交换热量，其结果是将热量由表面温度高的物体传向温度低的物体。

　　在室内外温差较大情况下，起主导作用的是对流传热，对流传热远大于空气导热，整个空气传热(对流加导热)又远大于辐射传热。因此，使用单片Low-E玻璃时，即使处于室内侧的Low-E膜对室内取暖辐射、人体、照明辐射的红外线有反射，但热量仍是由高温物体传向低温物体，或是由物体的高温部分传向低温部分，比如冬天从室内传向温度低的窗玻璃。Low-E膜的高红外反射可以减少室内侧的辐射传热，对降低传热量有一定的作用，对两侧占主导地位的气体传热基本无影响，热量最终由温度高处传向低处。所以不能说使用单片Low-E玻璃就能起到很好的节能效果，而不必再用中空玻璃和真空玻璃了。

　　1.2　玻璃窗节能原理

　　玻璃窗节能的两个关键因素是传热系数K值和遮阳系数Se。K值表征围护结构的“保温”性能，Se表征其“隔热”性能。在不考虑空气渗漏的前提下，通过建筑物门窗的传热途径有二：一是由内外温差引起的传热Qt，二是太阳辐射引入的热量Qe。二者之和称为相对增热，用RHG表示：

　　RHG=Qt+Qe=K×(T0-Ti)+Se×SHGF (1)

　　式中K为传热系数，其定义为：当室内外空气温差为1 K时，通过单位面积窗玻璃室内空气和室外空-气之间传递的热功率，我国法定单位为W·m-2·K-1 。T0为室外空气温度，Ti为室内空气温度，从公式(1)可知，K值越小，通过窗玻璃传递的热量越少，玻璃窗保温性能越好。

　　Se为遮阳系数，其含义是透过玻璃的太阳辐射总透射比与3mm厚普通平板玻璃的太阳辐射总透射比的比值。Se越大说明透过的太阳辐射比例越高。SHGF为太阳辐射得热因子，代表透过3mm普通玻璃的太阳辐射能量。Se和SHGF两者的乘积则代表透过玻璃入射室内的太阳辐射能量。

　　那么使用Low-E膜对玻璃的节能效果有多大改善呢?表1是南玻和新立基给出的各种玻璃的K值和遮阳系数Se。

　　从表1可以看出，使用发射率（词条“发射率”由行业大百科提供）为0.11的单片Low-E玻璃，当膜面在室内侧时，其K值为3.23 W·m^-2·K-1，远远达不到北京地区对节能窗传热系数1.5～2.0 W·m^-2·K-1的要求。由Low-E玻璃合成中空或真空玻璃后，K值大幅降低，真空玻璃可降到0.6 W·m^-2·K-1。从保温性能看，Low-E单片远不如中空玻璃，更不如真空玻璃，所以Low-E中空玻璃和真空玻璃才是更佳的节能玻璃产品。

　　虽然使用单片Low-E玻璃不能起到很好的保温作用，但从隔热性能方面看，Low-E玻璃有高透型和遮阳型之分。在南方夏天室内外温差不大的情况下，选择遮阳系数低的遮阳型Low-E玻璃，可减少太阳辐射的进入，也能起到一定的隔热作用，从而降低空调制冷费用。

　　Low-E膜表面发射率越小，其K值越低，越适于单片使用。但是发射率在0.15以下的一般为离线Low-E玻璃，其膜层较软，耐磨性和牢固性不理想，在空气中容易受潮氧化，表面辐射率（词条“辐射率”由行业大百科提供）会迅速增加，因而不适于单片使用。在线Low-E玻璃的膜层与玻璃结合的牢固度好，耐磨，抗划伤性能好，但发射率较高一般为0.16～0.20，从而K值较高，表面受灰尘等污染也会使膜层性能变坏，最好也不要单片使用。

　　2 Low-E玻璃有双面高红外反射特性吗?

　　一些广告中把Low-E中空玻璃的保温性能归因于Low-E玻璃的双面高红外反射特性。认为其节能原理是“夏季Low-E玻璃将太阳辐射中的红外线阻挡在室外，降低建筑的空调费用;冬季将室内取暖辐射、人体、照明辐射的红外线强烈反射回室内，阻止热量损失，同样降低室内取暖费用。”上述观点中一是错误地认为Low-E玻璃两面都具有高红外射特性，都能将红外辐射反射回去;二是没有从原理上了解Low-E玻璃在中空或真空玻璃中的作用。

　　2.1 Low-E玻璃两表面的红外反射特性

　　Low-E玻璃是在普通玻璃表面镀膜的产品，其膜层具有高的可见光透过率及对远红外线高反射的特性。从实用性和经济性方面考虑，Low-E玻璃一般都是单面镀膜，即一面为镀膜面，一面为普通玻璃面。图1是利用日本岛津UV3101PC和TJ270-30红外分光光度计测试的南玻superⅤ系列的Low-E玻璃玻面和膜面的反射图谱。

　　从图中可以看出，Low-E玻璃玻面和膜面具有截然不同的红外反射特性。在2.5～25μm红外波长范围，膜面的反射率远远大于玻面的。根据基尔霍夫辐射定律，在一定温度和波长下，物体的吸收率等于发射率，即：

　　a=e=1-R-T (2)

　　对于波长大于3μm红外线而言，玻璃可以认为是一个黑体，T=0，公式(2)简化为：

　　a=e=1-R (3)

　　可见，反射率越大，吸收率和发射率就小。Low-E玻璃膜面具有高红外反射率，因此具有较低的发射率。而玻面的红外反射率较低，吸收率和发射率就高。

　　制作中空或真空玻璃时，Low-E玻璃膜面合在内部，室内外侧均是普通玻璃面。当太阳辐射或室内的红外辐射到普通玻璃面上时，大部分被玻面吸收，表现为玻璃温度升高。红外辐射不可能直接到达Low-E膜并被反射回去。上述广告对中空玻璃具有双面红外反射的说法是错误的。

　　2.2　中空和真空玻璃K值低，保温性能好的原因——Low-E玻璃的主要作用

　　中空和真空玻璃传热包括气体对流、空气传导和辐射传热。其K值由公式(4)计算：

　　式中：R内——内表面换热阻;

　　R外——外表面换热阻;

　　R——中空或真空玻璃热阻;

　　R内、R外——国家标准中的规定值。

　　从公式 ( 4 ) 可知, 要使K值减小, 就要增大R值。中空玻璃利用选择两片玻璃的间距使气体对流传热降到最小，真空玻璃则是完全消除了气体传热。对于辐射传热，中空玻璃和真空玻璃则不约而同地选择了低辐射Low-E玻璃，减小辐射传热，形成高辐射热阻，使R值大大提高。用发射率为0.11的Low-E玻璃代替普通玻璃时，中空玻璃辐射热阻由0.301增大到1.972，相应K值也从2.23 W·m-2·K-1减小到1.69W·m-2·K-1。比Low-E玻璃单片使用时3.23 W·m-2·K-1降低了将近1倍，明显提高了保温性能。Low-E玻璃用于真空玻璃的效果则更加显著。

　　由此可见，正是使用了Low-E玻璃，降低了玻璃间的辐射传热，从而大幅度降低了玻璃构件的传热系数K值，减少了室内外的传热，使窗玻璃内侧的温度更接近室温，起到了保温作用。Low-E玻璃对中空和真空玻璃都起着至关重要的作用，是不可或缺的。

　　3　结论

　　Low-E玻璃作为一种高效的节能材料，只有合理利用才能达到较好的节能效果。在建筑物上推广使用Low-E中空玻璃或真空玻璃，可有效节省能源。从以上分析可得到如下结论：

　　(1)Low-E玻璃单片使用时，K值较高，保温性能差，但有一定的遮阳效果，要注意大多数Low-E膜受潮易氧化，寿命短，不适于单片使用。

　　(2)Low-E玻璃用于中空或真空玻璃，既降低了其传热系数K值，而且Low-E膜得到良好的保护，又可选择不同的遮阳系数，所以是最有效的选择。【完】