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鍍膜玻璃的性能分析及應用

來源:建筑門窗幕墻與設備資訊網  作者:楊沐芳  日期:2010-9-1
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摘要:介紹了鍍膜玻璃的性能參數,對鍍膜玻璃品種有個科學的選擇和使用。
關鍵詞:熱學性能、顏色均勻性、耐久性

  1.前言
  隨著國家對節能降耗的大力推廣以及人們環保意識的不斷增強,鍍膜玻璃作為一種高性能的節能建筑材料,越來越受人們的歡迎,廣泛應用到大型建筑和民用住宅上,市場前景看好。本文重點介紹鍍膜玻璃的關鍵性能參數,供參考。

  2.技術參數
  對于陽光控制膜或Low-e膜玻璃,主要考慮三個要素:

  (1)、使用這些產品,無論是為了控制陽光獲得量還是隔熱,它的熱學性能是至關重要的。

  (2)、建筑物的外觀設計主要體現在其所能提供的色彩、均勻性和再現性上,鍍膜玻璃作為裝飾材料安裝在建筑上,其外觀顏色一定是一致的。

  (3)、鍍膜玻璃作為裝飾材料必須考慮其耐久性,包括耐磨性耐酸性和耐堿性。

  2.1熱學性能
熱學性能是指鍍膜玻璃的過濾能力或控制入射太陽光能量的能力,鍍膜玻璃的熱屬性,即熱總帶取量,可用下式表示:

  熱總獲取量(THG)=A(陽光熱獲取量)+B(傳導對流) (1)

  “A”(陽光熱獲取量)=Sc×SHGF×陽光輻射
  Sc—遮陽系數,是指透過玻璃的陽光熱獲取量與相同條件下透過3mm白玻陽光熱獲取量的比值,數值范圍0~1之間。

  SGGF—陽光熱獲取因子,按美國標準,通過3mm白玻的陽光熱獲取量與陽光輻射量之比為0.87,即SHGF=0.87。

  “B”表示玻璃安裝后在溫差下傳遞的熱量,可用U×(To-Ti)表示。

  To為室外溫度,Ti為室內溫度
  U值——熱傳導性用來衡量玻璃安裝傳導熱的能力。

所以
  THG=A+B=Sc×0.87×陽光輻射量+U(To-Ti) (2)
  可見,玻璃節能性能優劣由Sc值和U值這兩個參數就完全可以確定。

  陽光控制膜玻璃,由于U值變化較小因此SC值的大小對玻璃的節能效果影響較大,在不同的環境,如在南方炎熱地區,為了使熱量盡量少進入室內,維持環境舒適,降低空調費用,可選用SC低的品種;在北方寒冷地區,為了減少室內熱量傳出室外,保持室內溫暖,降低取曖費用,可選用SC高的品種。

  Low-e鍍膜玻璃具有較高的可見光透過率,較低的Sc值和U值,使用LOW-E玻璃制成的中空玻璃,對輻射、傳導、對流這三種方式的熱傳遞具有很強的阻隔作用,是性能良好的節能玻璃,普通透明玻璃6mm+12A+6mm中空玻璃 U值為2.7 W/m2.K 。而LOW-E鍍膜中空玻璃的U值為1.3~1.8W/m2.K,節能保溫效果明顯。

  在北方嚴寒地區,如選用陽光膜玻璃,節能效果并不明顯,U值對熱學性能影響較大,適宜采用高透型的Low-e中空玻璃。高透型Low-E玻璃,遮陽系數Sc≥0.5,對透過的太陽能衰減較少。這對以采暖為主的北方地區極為適用,冬季太陽能波段的輻射可透過這種Low-E玻璃進入室內,經室內物體吸收后變為Low-E玻璃不能透過的遠紅外熱輻射,并與室內暖氣發出的熱輻射共同被限制在室內,從而節省暖氣的費用。

  在南方炎熱地區和夏熱冬冷地區,為達到最佳的節能要求,可選用有遮陽效果的遮陽型Low-e中空玻璃。遮陽型Low-E玻璃,遮陽系數Sc<0.5,對透過的太陽能衰減較多。這對以空調致冷的南方地區極為適用,夏季可最大限度地限制太陽能進入室內,并阻擋來自室外的遠紅外熱輻射,從而節省空調的使用費用。

  表1 為幾種中空玻璃的熱學性能參數

  說明:6C表示6mm透明玻璃,SSG-30 、GEAB180、GEAB150分別是格蘭特公司熱反射玻璃和Low-E玻璃型號。傳熱系數是美國ASHRAE標準條件下的數值。


  分析表明:在同等透光率下,遮陽型Low-E玻璃具有更低的遮陽系數Sc,這意味著它在限制太陽熱輻射的同時,并不會過多阻擋可見光的透過,通俗地說,它將陽光中的熱量過濾掉了。熱反射鍍膜玻璃獲得低遮陽系數Sc的代價是,損失可見光的透過,這會極大地影響室內的自然采光

  通過評估不同玻璃的熱學性能,就能為你選擇最合適的品種。我公司擁有一套軟件,使用Window4.1程序,可根據不同的氣候條件以及客戶的需求,模擬分析計算相應的熱學性能參數,為用戶提供最佳配置的產品。

  2.2顏色均勻性
  顏色外觀和反射強度有關,可用HunterL,a,b標準表示。

  “L”表示光強度,“a”和“b”數值是與之正交的一個顏色平面。“a”

  為紅—綠顏色當量,“b”為黃—蘭顏色當量,如圖1所示。

  其中L1、a1、b1為玻璃顏色的中心參照值,L2、a2、b2為同一批玻璃的顏色參數。

  對于陽光膜玻璃,玻璃表面的反射色差ΔE不應大于3CIELAB色差單位,對于Low-e膜玻璃,玻璃表面的反射色差ΔE不應大于2.5CIELAB色差單位,這也是鍍膜玻璃的顏色控制標準。我公司采用國外先進的設備磁控濺射工藝,顏色控制標準陽光膜可達到ΔE≤2CIELAB,Low-e膜可達到ΔE≤1.5CIEAB,顏色豐富,均勻性好。通過測量系統得到相應的數值來表示顏色和強度,可以使不同的產品在外觀上可以定量地進行比較。

  陽光膜玻璃的反射率越高,即L值越高,說明其對太陽能的控制越強,但玻璃的透過率會隨著反射率的升高而降低,影響采光效果,太高的反射率也可能出現光污染問題。一些大城市如上海、廣州等已明確規定限制使用反射率高的陽光膜玻璃。

  Low-E玻璃對太陽光中可見光有較高的透過率,可達到80%以上,反射率則很低,一般在10%以下,即使是遮陽型Low-E玻璃,可見光的透過率也達到36%以上,這使其與陽光膜相比,光學性能大為改觀,從室外看,外觀更透明、清晰,既保證了建筑的良好采光,又避免了以往大面積幕墻反射造成的光污染現象,營造出更為柔和、舒適的環境。

  因Low-E玻璃具有綠色、環保的特點,其節能優點正得到大家的認可,未來幾年在我國一定會得到日益廣泛的應用。

  2.3耐久性
對于用戶來說,鍍膜玻璃的耐久性也是項重要的技術參數,耐久性包括耐磨性、耐酸性和耐堿性。

  2.3.1耐磨性
對陽光膜一般采用Taber研磨測試法來判斷玻璃耐磨性好壞。以鍍膜面為磨損面,將玻璃樣片在研磨機上研磨200轉,通過比較研磨前后透光率的變化來度量膜層的磨損程度,可見光透射比平均值差值的絕對值小于4%為合格。Taber研磨測試是一種很好的日常質量控制手段,它能很快發現鍍膜玻璃的缺陷。如果玻璃是過期、沾染的或者清洗不干凈的,膜層的附著力就會降低,Taber研磨測試就會發現耐磨不合格。

  對LOW—E膜,最簡單有效的方法就是測試玻璃的抗沖洗能力,如果Low-e玻璃經中空玻璃清洗機反復沖洗后,不出現刮痕,說明其后續加工能力強,玻璃的耐磨性也是可以接受的。由于Low-e膜層較軟,膜層結合力較差,其中有一層銀膜暴露在空氣中,容易被氧化而失效,因此不能作單片使用,必須合成中空玻璃才能使用。

  2.3.2耐酸性
  耐酸性一般用浸漬方法測試,將玻璃樣品浸漬在23±20C1 mol/L濃度的鹽酸溶液中,浸泡24小時后取出樣品,通過比較浸漬前后可見光透射比差值的絕對值來判定耐酸性的好壞,絕對值小于4%為合格。

  2.3.3耐堿性
  耐堿性一般用浸漬方法測試,將玻璃樣品浸漬在23±20C1 mol/L濃度的氫氧化鈉溶液中,浸泡24小時后取出樣品,通過比較浸漬前后可見光透射比差值的絕對值來判定耐堿性的好壞,絕對值小于4%為合格。

  根據這些測試結果,跟一些已使用了10~20年的鍍膜玻璃的歷史數據作比較,也可以得到鍍膜玻璃現場壽命的有關結論。

  3、結語
  通過了解鍍膜玻璃的性能參數,根據不同的氣候環境,不同的使用場合,人們都可以選用不同的鍍膜玻璃的品種來滿足建筑裝飾的需求。我國是一個能源匱乏的國家,建筑節能勢在必行,隨著社會經濟發展,為實現國家“十一五”的節能目標,具有環保節能的Low-e中空玻璃將成為公共建筑和民用住宅的首選產品和主流產品。





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