摘要：随着我国现代化建设的不断发展，城乡居民对居住环境舒适度提出了越来越高的要求，如何在提高建筑应用性能的基础上强化节能效应已经成为相关单位十分重要的研究课题之一。三银Low-E镀膜玻璃具有“低透热、高透光”等方面的优点，能够有针对性地筛选太阳光谱。在夏季环境下能够对太阳辐射热起到良好的控制作用，进而实现空调冷负荷的降低，进而减少建筑能耗。三银Low-E镀膜玻璃作为一种新的建筑材料在未来一段时间内有较大的发展空间。
关键词：建筑节能；红外线屏蔽；三银Low-E镀膜玻璃
现代建筑的舒适性与节能性是最为主要的要素与特性。将玻璃材料应用于建筑建设中，一方面能够起到采光、挡雨、遮风等方面的基本功能。对于建筑外围护体系来说，玻璃构件的应用率占总体的50%以上。然而，玻璃材料的应用也给建筑节能性的提升造成了一定的阻碍，这就需要用新型节能材料替代传统玻璃材料。三银Low-E镀膜玻璃具有光热特性优良、工艺复杂以及技术难度高等方面的特点，即“保温好、透热低、透光高”，由于具有较强的应用性能，因此在建筑材料市场上长期受到广泛关注。
1.三银Low-E镀膜概述
最初的Low-E玻璃材料最早出现于上世纪80年代，最初形式为银基低辐射膜层，产自美国Guardian公司，该公司于1983年为Anderson Windows公司设计了一款低辐射镀膜玻璃，该材料得到认可后，Anderson公司在低辐射镀膜玻璃的基础上开始规模化生产三银Low-E玻璃。在美国优级窗配置设计领域，三银Low-E玻璃成为了广受欢迎的材料之一。1987年美国Airco公司开发了最新的双银Low-E镀膜材料，该材料于1989年由Cardinal公司正式以规模化的形式首次推向市场。Cardinal公司又于2004年生产了应用性能更强的三银Low-E镀膜产品。在国内市场，南玻集团于1997年规模化生产单银Low-E镀膜材料、于1998年规模化生产双银Low-E镀膜材料，于2007规模化生产三银Low-E镀膜材料。
三银Low-E镀膜玻璃指的是通过真空磁控溅射镀膜工艺对玻璃表面设置多层镀膜，进而使玻璃表面形成功能层、保护层以及介质层等多种结构。玻璃表面在单质银物质的作用下能够进一步实现对辐射率的控制。以往所采用的单质银技术所很生产的低辐射玻璃，得益于该技术条件下所生成的红外反射膜层，即电介质层与银层的混合层，电介质层能够直接遮挡辐射，而银层则能够对太阳光起到一定的分散作用，在适当提升银层厚度的情况下能够对玻璃光热比起到进一步的提升作用。应用该技术也不会压缩材料颜色调整空间，同时也不会对玻璃透过率造成影响。
三银Low-E膜层通常包含以下几种物质，即AZO、Nb2O5、Al2O3、Ta2O5、ZnO，SnO2、TiO2等。新材料的应用进一步推动了电介质层材料的发展，产品生产成本进一步降低，三银Low-E膜层材料的性能发挥得更加充分。
2.三银Low-E镀膜中空玻璃的节能原理
太阳辐射是自然界热能的根本来源，其中8.7%为λ<380nm的紫外线，43.0%为可见光能量，48.3%为红外线能力。玻璃的遮阳能力为：在固定环境下，通过相同条件下太阳光总透射比与标准玻璃的太阳光总透射比，即SC=g/τs。
为了确定玻璃遮阳系数，需要对红外线、可见光、紫外线三个波段的能量进行测量。远红外热辐射能也是另一种自然界热能存在形式，4μm～50μm波长是汇聚能量的主要部分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这部分能量在室外条件下作用于物体表面，在一部分能量被吸收的同时，也有一部分能力被辐射出来，这种被辐射出来的能量构成了来自室外的主要能量。在室内环境下，这相当一部分热量由人体、阳光照射以及暖气等产生，暖气是冬季气候下室内热量的主要来源，每平方米玻璃所透过的总热功率Q表示如下：Q=（T内－T外）U+Sc×630。
其中，3mm玻璃条件下太阳能强度为630，玻璃内、外空气温度差为（T内－T外）。减少玻璃的传热系数U值与遮阳系数Sc值是最为主要的夏季节能途径。设U=2.5W/（m2•K），Sc=0.5，T内=25℃、T外=32℃，来源于太阳辐射所透过的玻璃热能透过玻璃的比例为94.7%。由此可知，降低空调冷负荷和夏季节能的关键方法在于减少玻璃Sc值。
做好自然采光工作对于建筑建设有着十分重要的意义，在可见光透过比较高的情况下，能够使玻璃设计方案进一步实现光透强度的灵活调整。在提高玻璃材料节能性与采光性的基础上，同时也能够实现玻璃红外热能的总透过比的降低。对太阳辐射环境下玻璃材料的阻隔能力进行分析，可以通过光热比的方式进行计算。可见光透射比与太阳能总透射比的比值即光热比，记为LSG。能够将同等条件下的玻璃材料隔热性能直观地反映出来，公式为LSG=τv/g。
在夏季高温环境下，来自太阳光的红外波段对地面、周边建筑进行加热后，结合光谱热辐射，室内空调负荷要应对由二次远红外辐射所产生的热量。三银Low-E镀膜具有一定的反射作用，在多层膜作用下也具备一定的光学增透性。光波段透过水平达到380nm~780nm，红外线透率得到进一步的降低。有针对性地“筛选”太阳光光谱，经过三银Low-E镀膜材料的作用后能够以“冷光源”替代高能阳光，空调制冷能耗方面的压力得到有效的缓解。三银Low-E镀膜即维持了传统玻璃在实际应用方面的优势，同时也对传统材料所存在的不足起到了一定的优化作用，隔热保温方面的性能得到了大幅度的提升，在各种不同的气候区域均有着比较广阔的应用场景，具有明亮舒适、冬暖夏凉等方面的特点。
通过单银、双银、三银三种不同的Low-E镀膜材料的隔热性能与透光性能可知。在透光率相同的情况下，在屏蔽太阳红外热能的性能对比中，三银Low-E镀膜材料的性能最为突出，三银产品在光热比方面的优势也十分明显，具体对比结果如下：
单银Low-E材料gir指标为0.05，LSG指标为2.04；单银Low-E材料gir指标为0.13，LSG指标为1.75；单银Low-E材料gir指标为0.32，LSG指标为1.39。
三银Low-E镀膜玻璃是一种典型的低辐射膜结构材料，具有多层复发特点，在隔热方面具有比较凸出的优势，表面辐射率相对较高，一方面能够实现门窗保温系数的提升，另一方面也能够避免远红外线波段热量出现严重消耗。在结构相同的情况下，相比于单银、双银Low-E玻璃材料来说，三银Low-E传热系统明显较低，调查结果如下：
单银Low-E玻璃U值为1.8W/（m2•K）；双银Low-E玻璃U值为1.7W/（m2•K）；三银Low-E玻璃U值为1.6W/（m2•K）。
结束语：
根据以往的应用经验可知，三银Low-E镀膜玻璃材料具有传热系数低、红外线总透过比低以及可见光透过比高等方面的优势，是一种可以广泛投入应用的高性能材料。
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论文作者:黄颖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
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