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    真空知識
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    真空知識

    瀏覽:180    日期:2019-06-09

      國及歐州,低輻射(Low-E)(譯稱婁義)鍍膜玻璃由于其優越的性能,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。
     
      歐州的制造商是在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"玻璃應用到建筑物上。
     
      "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,但是業主和鋁窗公司都非常重視節能型的門窗。而且,今年的建筑物絕大多數是用它的節能效果來評定優劣的。 "Low-E"玻璃的二種生產方法是:
     
      一、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。固此,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,那么其透明性就非常差。
     
      二、離線真空濺射法:
     
      用濺射法可以生產"Low-E"玻璃的廠家及產品有北美的英特佩公司的"LnplusNetetralR",PPG公司的Sungatel00,福特公司的SunglasHRS等 。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,送入大的真空室內 。真空室內的壓力將隨之減小。垂直安裝的陰極靶濺射出金屬原子,沉積到玻璃基片上,形成膜層。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后,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。
     
      濺射法生產"Low-E"玻璃,具有如下特點:
     
      由于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,濺射鍍也優于熱噴鍍,而且,由于是離線法,在新產品開發方面也較靈活。最主要的優點還在于濺射生產的"Low-E"中空玻璃其"u"值優于熱解法產品的"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。
     
      對于住宅用中空玻璃, 總是希望采光性能好, 同時能阻擋全部紫外線及部分紅外線 。所幸的是 "Low-E"玻璃具有這樣的功能:
     
      太陽輻射能量的97%集中在波長為0.3-2.5um范圍內,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,然后再通過向室內、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,僅有少于15%的熱幅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一E玻璃的這一特性,使其控制熱能單向流向室內的作用。
     
      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系。
     
      "u"值的定義為:ASHRAE標準條件下,由于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于零,其絕熱性能就越好,"Ueg"值同窗組件結構和面向關系見下
     
      窗組件結構 UF G Ueg
     
      面北 面南 面西 面東
     
      單片 0.76 87 0.57 0.39 0.48 0.48
     
      中空12mm 0.46 75 0.30 0.14 0.22 0.22
     
      雙層中空充氣 0.32 66 0.18 0.04 0.11 0.11
     
      “Low-E”中空 0.26 62 0.13 0.002 0.07 0.07
     
      一個 " 節能采光系統 "的優越性必須體現在盡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-RF g 上表表示了各種不同采光系統的" UF "及" Ueg "值,從表中可知 , 最好的能量平衡特性的采光系統是真空磁控濺射"Low-E"鍍膜中空玻璃。盡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,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采光材料。它具有較高的太陽能透射 ,非常低的" u "值,并且,由于鍍膜的效果,"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"窗玻璃的建筑其室內溫度相對較高,因些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"玻璃也能夠阻擋大量的紫外線透射,防止室內的物品退色。
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