LOW-E玻璃

優異的熱性能

外門窗玻璃的熱損失是建築物能耗的主要部分，占建築物能耗的50%以上。有關研究資料表明，玻璃內表面的傳熱以輻射為主，佔58%，這意味著要從改變玻璃的性能來減少熱能的損失，最有效的方法是抑制其內表面的輻射。普通浮法玻璃的輻射率高達0.84，當鍍上一層以銀為基礎的低輻射薄膜后，其輻射率可降至0.15以下。因此，用Low-E玻璃製造建築物門窗，可大大降低因輻射而造成的室內熱能向室外的傳遞，達到理想的節能效果。

室內熱量損失的降低所帶來的另一個顯著效益是環保。寒冷季節，因建築物採暖所造成的CO2、SO2等有害氣體的排放是重要的污染源。如果使用Low-E玻璃，由於熱損失的降低，可大幅減少因採暖所消耗的燃料，從而減少有害氣體的排放。

透過玻璃的熱量是雙向的，熱量即能由室內傳遞到室外，反之亦然，並且是同時進行的，只是傳遞熱量差的問題。在冬天的時候，室內的溫度比室外高，要求保溫。夏天室內溫度比室外的低，要求玻璃能隔熱，就是室外熱量盡量少的傳遞到室內。Low-E玻璃能夠實現冬天和夏天的要求，既能保溫又能隔熱，起到環保低碳的效果。

良好的光學性能

Low-E玻璃的可見光透過率從理論上的0%-95%（6mm白玻很難做到）不等，可見光透過率代表室內的採光性。室外反射率從10%-30%左右，室外反射率就是可見光反射率，代表反光強度或者耀眼程度，目前，中國要求幕牆的可見光反射率不大於30%。

Low-E玻璃的上述特性使得其在發達國家獲得了日益廣泛的應用。我國是一個能源相對匱乏的國度，能源的人均佔有量很低，而建築能耗已經佔全國總能耗的27.5%左右。因此，大力開發Low-E玻璃的生產技術並推廣其應用領域，必將帶來顯著的社會效益和經濟效益。Low-E玻璃在生產中，因材質特殊性，在經過清洗機時，對清洗毛刷有較高的要求。刷絲必須是高檔的尼龍刷絲如PA1010、PA612等，絲直徑在0.1-0.15mm為佳。因刷絲柔軟性好，彈性強，耐酸鹼，耐溫，能夠輕易的清除玻璃表面上的塵埃，且不會對錶面造成刮痕。

在美國及歐洲，低輻射(Low-E)(譯稱婁義)鍍膜玻璃由於其優越的性能，得到了極大的關注。特別是德國的Wschvo法規，使Low-E玻璃有迅猛的發展。

歐洲的製造商是在60年代末開始實驗室研究"Low-E"的。1978年，美國的英特佩(interqane)成功地將"Low-E"玻璃應用到建築物上。

"Low-E"的優越性是無可質疑的。從1990年開始，"Low-E"的用量在美國以年5%的速度遞增。將來，"Low-E"是否成為窗玻璃的主導地位還不得知，但是業主和門窗公司都非常重視節能型的門窗。目前，建築物絕大多數是用它的節能效果來評定優劣的。

目前的兩種Low-E玻璃生產方法

在線高溫熱解沉積法：

在線高溫熱解沉積法"Low-E"玻璃在美國有多家公司的產品。如PPG公司的 Surgate200，福特公司的Sunglas H．R"P"。這些產品是在浮法玻璃冷卻工藝過程中完成的。液體金屬或金屬粉沫直接噴射到熱玻璃表面上，隨著玻璃的冷卻，金屬膜層成為玻璃的一部分。因此，該膜層堅硬耐用。這種方法生產的"Low-E"玻璃具有許多優點：它可以熱彎，鋼化，不必在中空狀態下使用，可以長期儲存。它的缺點是熱學性能比較差。除非膜層非常厚，否則其"u"值只是濺射法"Low-E"鍍膜玻璃的一半。如果想通過增加膜厚來改善其熱學性能，那麼其透明性就非常差。

離線真空濺射法

離線法生產Low-E玻璃，是目前國際上普遍採用真空磁控濺射鍍膜技術。和高溫熱解沉積法不同，濺射法是離線的。且據玻璃傳輸位置的不同有水平及垂直之分。

濺射法工藝生產"Low-E"玻璃，需一層純銀薄膜作為功能膜。純銀膜在二層金屬氧化物膜之間。金屬氧化物膜對純銀膜提供保護，且作為膜層之間的中間層增加顏色的純度及光透射度。

垂直式生產工藝中，玻璃垂直放置在架子上，送入10-1帕數量級的真空環境中，通入適量的工藝氣體（惰性氣體Ar或反應氣體O2、N2），並保持真空度穩定。將靶材Ag、Si等嵌入陰極，並在與陰極垂直的水平方向置入磁場從而構成磁控靶。以磁控靶為陰極，加上直流或交流電源，在高電壓的作用下，工藝氣體發生電離，形成等離子體。其中，電子在電場和磁場的共同作用下，進行高速螺旋運動，碰撞氣體分子，產生更多的正離子和電子；正離子在電場的作用下，達到一定的能量后撞擊陰極靶材，被濺射出的靶材沉積在玻璃基片上形成薄膜。為了形成均勻一致的膜層，陰極靶靠近玻璃表面來回移動。為了取得多層膜，必須使用多個陰極，每一個陰極均是在玻璃表面來回移動，形成一定的膜厚。

水平法在很大程度上是和垂直法相似的。主要區別在玻璃的放置，玻璃由水平排列的輪子傳輸，通過陰極，玻璃通過一系列銷定閥門之後，真空度也隨之變化。當玻璃到達主要濺射室時，鍍膜壓力達到，金屬陰極靶固定，玻璃移動。在玻璃通過陰極過程中，膜層形成。

目前，國產和絕大部分進口磁控濺射鍍膜生產線的目標產品均是以鍍制單質膜和金屬膜為主的陽光控制膜玻璃。這類產品工藝相對簡單，對設備的要求較低。因此，這些生產線不能滿足鍍制LOW-E玻璃的要求。

濺射法生產"Low-E"玻璃，具有如下特點：

由於有多種金屬靶材選擇，及多種金屬靶材組合，因此，濺射法生產"Low-E"玻璃可有多種配置。在顏色及純度方面，濺射鍍也優於熱噴鍍，而且，由於是離線法，在新產品開發方面也較靈活。最主要的優點還在於濺射生產的"Low-E"中空玻璃其"u"值優於熱解法產品的"u"值，但是它的缺點是氧化銀膜層非常脆弱，所以它不可能象普通玻璃一樣使用。它必須要做成中空玻璃，且在未做成中空產品以前，也不適宜長途運輸。

太陽輻射能量的97%集中在波長為0.3-2.5um範圍內，這部分能量來自室外；100℃以下物體的輻射能量集中在2.5um以上的長波段，這部分能量主要來自室內。

若以室窗為界的話，冬季或在高緯度地區我們希望室外的輻射能量進來，而室內的輻射能量不要外泄。若以輻射的波長為界的話，室內、室外輻射能的分界點就在2.5um這個波長處。因此，選擇具有一定功能的室窗就成為關鍵。

3mm厚的普通透明玻璃對太陽輻射能具有87%的透過率，白天來自室外的輻射能量可大部分透過；但夜晚或陰雨天氣，來自室內物體熱輻射能量的89%被其吸收，使玻璃溫度升高，然後再通過向室內、外輻射和對流交換散發其熱量，故無法有效地阻擋室內熱量泄向室外。

Low-E中空玻璃對0.3-2.5um的太陽能輻射具有60%以上的透過率，白天來自室外輻射能量可大部分透過，但夜晚和陰雨天氣，來自室內物體的熱輻射約有50%以上被其反射回室內，僅有少於15%的熱輻射被其吸收后通過再輻射和對流交換散失，故可有效地阻止室內的熱量泄向室外。Low-E玻璃的這一特性，使其具有控制熱能單向流向室外的作用。

太陽光短波透過窗玻璃后，照射到室內的物品上。這些物品被加熱后，將以長波的形式再次輻射。這些長波被"Low-E"窗玻璃阻擋，返回到室內。事實上通過窗玻璃再次輻射被減少到85%，極大地改善了窗玻璃絕熱性能。

窗玻璃的絕熱性能一般是用"u"值來表示的，而"u"值 和玻璃的輻射率 有直接的關係。

"u"值的定義為：ASHRAE標準條件下，由於玻璃熱傳導和室內外的溫差，所形成的空氣到空氣的傳熱量。其英制單位為：英熱量單位每小時每平方英尺每華氏溫度，公制單位為：瓦每平方米每攝氏溫度、"u"值越低，通過玻璃的傳熱量也越低，窗玻璃的絕熱性能越好。輻射率是某物體的單位面積輻射的熱量同單位面積黑體在相同溫度，相同條件下輻射熱量之比。輻射率定義是某物體吸收或反射熱量的能力。理論上完全黑體對所有波長具有100%的吸收。即反射率為零。因此，黑體輻射率為1.0。

通常，浮法白玻璃的輻射率為0.84。而大多數在線熱聚合"Low-E"鍍膜玻璃的輻射率在0.35到0.5 之間。磁控真空濺射"Low-E"鍍膜玻璃的輻射率在0.08到0.15之間。值得注意的是低的輻射率直接對應著低的"u"值。玻璃的輻射率越接近於零，其絕熱性能就越好。

一個"節能採光系統"的優越性必須體現在儘可能高的太陽總能量的透過，而同時具有最低的"u"值。通過同時考慮能量的獲得和熱的損失，建立了能量平衡方程式，Ueg=UF-RFg。最好的能量平衡特性的採光系統是真空磁控濺射"Low-E"鍍膜中空玻璃。儘管單層玻璃其太陽能的透射為最大，但它的"u"值及"Ueg"值卻最差。因此，不能滿足好的能量平衡的需求。

單純高的太陽能透射，如果不能有效地保持這些能量，就不能認為它是節能材料。"Low-E" 鍍膜中空玻璃是一種較好的節能採光材料。它具有較高的太陽能透射，非常低的"u"值，並且，由於鍍膜的效果，"Low-E"玻璃反射的熱量回到室內，使得窗玻璃附近的溫度較高，人在窗玻璃附近也不會感到太大的不適。而應用"Low-E"窗玻璃的建築其室內溫度相對較高，因此在冬季可以保持相對高的室內溫度，而不結霜，這樣在室內的人也會倍感舒適。"Low-E"玻璃可以阻擋少量的紫外線透射，對防止室內的物品褪色略有幫助。

low-E從工藝上來說，可以分為在線沉積鍍膜法和離線真空磁濺法。從顏色上來劃分，有藍、綠、灰三個基本色調，可以根據不同厚度和材料的組合，可以做出不同的工藝。比如說中性色，金色（玫瑰金），銀色等相對有特色的顏色。

Low-E玻璃目前分兩種：在線Low-E玻璃，離線Low-E玻璃，在線LOW-E玻璃品種單一。Low-E玻璃受浮法玻璃規模生產的限制，目前只有6mm厚一種品種。

離線Low-E玻璃品種多樣，根據不同氣候特點可以製作高、中、低多種透過率產品，並且顏色上有銀灰、淺灰、淺藍和無色透明等，用著色玻璃還可製作綠色等其他多種顏色。厚度從3～12mm都可製做。需要注意的是：

1. 在線Low-E玻璃在鋼化過程中將承受接近玻璃軟化點的高溫，此時膜的顏色可能會有一些變化，導致色差。另外，在線Low-E玻璃的鋼化是帶膜鋼化，膜的存在使得玻璃兩面加熱不對稱，鋼化過程難以控制，可能產生鋼化變形大等一系列問題。而離線Low-E玻璃是先鋼化后鍍膜，不存在問題。為了避免在線Low-E玻璃的上述鋼化問題，有人將不鋼化的在線Low—E玻璃用作中空玻璃的內片，而把鋼化透明玻璃放在外側。這種用法在南方不僅會對Low-E玻璃效果產生一定影響，而且還可能使外側鋼化白玻的應力斑被內側Low-E玻璃放大而加重。相比之下，把鋼化離線Low-E玻璃放在室外一側則無此問題。

2. Low-E玻單片離線Low—E玻璃膜面較軟，在受到潮氣和某些氧化劑的侵襲時會緩慢氧化。

3. 在線Low-E玻璃為“硬鍍膜”，膜層保質期為30年。離線Low-E玻璃為“軟鍍膜”，膜層牢固性差，幾乎不能裸露保存。

4. 離線Low-E玻璃必須在很短的時間內加工成中空玻璃，而且，在組成中空玻璃時必須去掉邊部鍍層。由於中空玻璃的弱呼吸作用，水蒸氣、硫化物、氧化物進入空腔后，會導致離線Low-E玻璃隔熱性能逐漸喪失，外觀發烏、變色、逐漸出現大量霉點。

Low-E玻璃又稱低輻射鍍膜玻璃，就世界範圍而言，Low-E玻璃的生產和應用正處於高速增長時期。從國家建設部的要求來看，今後綠色節能建築要成為國內建築的主流，建設部將推行節能標誌認證及相應的稅收優惠政策來推廣節能建築。因此，新建建築和原有存量建築是否節能，不僅關係到能否緩解我國能源供求的緊張狀況，而且還關係到“十一五”節能降耗目標的實現。作為三大用能領域的建築業，節能形勢十分嚴峻，節能降耗刻不容緩。

據市場分析預測，到2015年，Low-E玻璃國際市場需求量將突破10億平方米，今後十年，全世界Low-E玻璃市場需求量將以平均每年18%以上的速度增長。

單銀Low-E玻璃

單銀Low-E鍍膜玻璃通常只含有一層功能層（銀層），加上其他的金屬及化合物層，膜層總數達到5層。

雙銀Low-E玻璃

雙銀Low-E鍍膜玻璃具有兩層功能層（銀層），加上其他的金屬及化合物層，膜層總數達到9層。然而，雙銀Low-E玻璃的技術工藝控制難度比單銀大的多。

單銀LOW-E玻璃與雙銀LOW-E玻璃的比較

任何鍍膜玻璃在限制太陽熱輻射透過的同時都會不同程度地限制可見光的透過。雙銀Low-E玻璃比單銀Low－E玻璃能夠阻擋更多的太陽熱輻射熱能。換句話說，在透光率相同情況下，雙銀Low-E具有更低的遮陽係數Sc，能更大 限度地將太陽光過濾成冷光源。

雙銀Low-E 玻璃傳熱係數較單銀Low-E更低，能進一步提高外窗的保溫性能，真正達到冬暖夏涼。簡單來說，由於雙銀Low-E玻璃大大減少了室內外環境透過玻璃進行的熱量交換，因此當空調進行制暖或者製冷時，在室內溫度達到了設定溫度后，空調就能夠更長時間的處於待機狀態，從而節省耗電量。

雙銀Low-E玻璃的優勢可簡單總結如下：

1. 在相同玻璃組合下，雙銀Low-E玻璃比單銀LOW-E具有更低的輻射率 和更低的傳熱係數（U值）。

2. 雙銀Low-E玻璃具有更低的遮陽係數即Sc值。

3. 在遮陽係數（Sc值）相同的情況下，可見光透過率比單銀Low-E更高。總之，雙銀Low-E玻璃突出地強調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，成功地解決了高透光與低U值、Sc值的雙重優勢並存的難題，因此具有更好的節能效果，這是其它任何玻璃無法具備的優勢。