
玻璃是当今最受欢迎、用途最广泛的建筑材料之一,部分原因在于其不断提高的太阳能和热性能。实现这一性能的方法之一是使用被动式和太阳能控制低e涂层。那么,什么是low-e玻璃?在本节中,我们将为您深入介绍涂料。
为了了解涂层,了解太阳能光谱或来自太阳的能量是很重要的。紫外线、可见光和红外光占据太阳光谱的不同部分,三者之间的差异是由它们的波长决定的。
- 紫外线是导致室内材料(如织物和墙面覆盖物)褪色的原因,报道玻璃性能时,紫外线的波长为310-380纳米。
- 可见光占据了波长在380-780纳米之间的部分光谱。
- 红外光(或热能)以热量的形式传输到建筑物中,其波长为780纳米。太阳红外通常被称为短波红外能量,而热辐射的物体具有比太阳更高的波长,被称为长波红外。
Low-E涂层已经被开发出来,可以在不影响可见光透射量的情况下,最大限度地减少通过玻璃的紫外线和红外光的量。
当热或光能被玻璃吸收时,它要么被移动的空气移走,要么被玻璃表面重新辐射。物质辐射能量的能力被称为辐射率。一般来说,高反射材料的发射率较低,而颜色较暗的材料的发射率较高。所有的材料,包括窗户,辐射热量的形式长波,红外能量取决于发射率和表面的温度。辐射能是窗户换热的重要途径之一。降低一个或多个窗户玻璃表面的发射率可以改善窗户的绝缘性能。例如,未镀膜玻璃的辐射率为0.84,而体外建筑玻璃(前身为PPG玻璃)的太阳能控制Solarban®70XL玻璃的发射率为0.02。
这就是低辐射(或low-e玻璃)涂层发挥作用的地方。Low-E玻璃有一层极薄的透明涂层——比人的头发薄得多——反射长波红外能量(或热量)。一些low-e也能反射大量的短波太阳红外能量。当室内的热能在冬天试图逃逸到更冷的室外时,low-e涂层将热量反射回室内,减少通过玻璃的辐射热损失。相反的情况发生在夏天。打个简单的比方,low-e玻璃的工作原理和保温杯一样。保温杯有一层银色的衬里,可以反映它所含饮料的温度。由于不断发生的反射,以及保温杯内外壳之间的空气空间提供的绝缘优势,温度得以保持,这类似于一个绝缘玻璃单元。由于low-e玻璃是由极薄的银层或其他低发射率材料组成的,同样的理论也适用。银色low-e涂层将室内温度反射回室内,使房间保持温暖或寒冷。
Low-e涂层类型和制造工艺
实际上有两种不同类型的低辐射涂层:被动式低辐射涂层和太阳能控制型低辐射涂层。被动式低辐射涂料的设计目的是最大限度地增加家庭或建筑的太阳热量,创造“被动式”供暖的效果,减少对人工供暖的依赖。太阳能控制低e涂料的设计目的是限制进入住宅或建筑的太阳热量,以保持建筑温度较低,并减少与空调有关的能源消耗。
这两种类型的low-e玻璃,被动式和太阳能控制,是由两种主要的生产方法-热解,或“硬涂层”,和磁控溅射真空沉积(MSVD),或“软涂层”。在20世纪70年代早期开始普遍使用的热解法中,当玻璃带在浮法生产线上生产时,涂层被应用到玻璃带上。涂层然后“熔合”到热玻璃表面,在制造过程中形成一个非常耐用的玻璃加工牢固的粘合剂。最后,玻璃被切割成各种尺寸的库存板,然后运往制造商。在MSVD工艺中,涂层在室温下离线应用于真空室中的预切割玻璃。MSVD工艺于20世纪80年代推出,近几十年来不断改进。
由于这些涂层技术的历史发展,被动式low-e涂层有时与热解过程和太阳能控制的MSVD low-e涂层相关联,然而,这不再是完全准确的。此外,不同产品、不同制造商的性能差异很大(见下表),但性能数据表是现成的,一些在线工具可以用来比较市场上所有低e涂料。
涂层的位置
在一个标准的双层IG板中,有四个潜在的表面可以涂覆涂料:第一个(#1)表面在室外,第二个(#2)和第三个(#3)表面在中空玻璃单元内部相互面对,由外围隔板隔开,形成一个隔离空气空间,而第四个(#4)表面直接面对室内。被动式low-e涂层在第三或第四表面(离太阳最远的)上发挥最佳作用,而太阳能控制low-e涂层在离太阳最近的lite表面(通常是第二表面)上发挥最佳作用。
低e涂层性能指标
Low-e涂层应用于中空玻璃的各种表面。无论低e涂层被认为是被动或太阳能控制,他们提供了性能值的改进。以下是用low-e涂层来测量玻璃的有效性的方法:
- u的值对窗户的评级是基于它允许的热量损失多少。
- 可见光透过率是光穿过窗户的量。
- 太阳热增益系数是透过窗户的入射太阳辐射的百分率,它既直接传输,又向内吸收和再辐射。窗户的太阳热获得系数越低,它传递的太阳热量就越少。
- 光到太阳能增益为窗户的太阳热增益系数(SHGC)与其可见光透过率(VLT)的比值。
以下是这种涂层如何通过在不影响可见光透射量的情况下,最小化可以穿过玻璃的紫外线和红外光(能量)的数量来达到标准。
当想到窗户设计时,尺寸、色调和其他美学特征就会浮现在脑海中。然而,低辐射涂料发挥着同样重要的作用,显著影响窗户的整体性能以及建筑的总供暖、照明和制冷成本。
关于使用low-e玻璃进行设计的完整技术信息,请阅读体外建筑玻璃技术文件TD-131.其他关于玻璃的问题,请接触玻璃试管或拨打1-855-VTRO-GLS(1-855-887-6457)。
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