本文主要分析了Low-E 玻璃鍍膜面放置位置不同時(shí)，對(duì)Low-E中空玻璃尤其三玻 Low-E 中空玻璃的U值、遮陽系數(shù)的影響，并對(duì) Low-E 玻璃e值、U值、遮陽系數(shù)的相應(yīng)關(guān)系，及中空玻璃充填惰性氣體后玻璃U值的變化進(jìn)行了探討，以期為節(jié)能門窗設(shè)計(jì)提供了 Low-E玻璃的使用方法。

　　隨著天津地區(qū)建筑節(jié)能向第四步節(jié)能目標(biāo)推進(jìn)， 對(duì)門窗的節(jié)能性能要求也越來越高， 今后的門窗U值要求在2.0 W/(m2·K)～1.8W/(m2·K)左右，要想提高門窗的節(jié)能性能， 玻璃的選用是很重要的一環(huán)。

　　目前使用的中空玻璃品種，多數(shù)為雙玻中空、三玻中空、 雙玻 Low-E 中空等產(chǎn)品。 隨著對(duì)門窗節(jié)能性能要求的提升， 門窗用中空玻璃的配置也向雙玻Low-E 中空(離線、雙銀)、 三玻 Low-E中空、三玻雙片Low-E 或采用暖邊、充氣等技術(shù)方向發(fā)展，玻璃的節(jié)能性能將得到顯著的提升。

　　Low-E 玻璃的選用越來越被人們所重視， 其產(chǎn)品系列、 規(guī)格、品種越來越細(xì)化，針對(duì)不同的節(jié)能性能要求，出現(xiàn)了更多的新產(chǎn)品。

　　Low-E 玻璃的特性

　　Low-E 玻璃 (又稱低輻射鍍膜玻璃) 是 Low Emissivity Glass 的簡(jiǎn)稱， 是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組 成的膜系產(chǎn)品。 該產(chǎn)品對(duì)可見光有較高的透射率，對(duì)紅外線(尤其是中遠(yuǎn)紅外)有很高的反射率，具有良好的隔熱性能。 可以起到控制陽光、節(jié)約能源、控制調(diào)節(jié)熱量及改善環(huán)境的 作用。 普通玻璃的表面輻射率 e 在 0.84 左右，在線 Low-E 玻 璃的表面輻射率一般在 0.25 以下。 這種厚度在 80nm～90nm的低輻射膜層對(duì)遠(yuǎn)紅外熱輻射的反射率很高，能將 80%以上 的遠(yuǎn)紅外輻射反射回去，所以 Low-E 玻璃具有良好的阻隔熱 輻射透過的作用。

　　太陽的輻射光線，能大部分通過中空玻璃透射到室內(nèi),給 我們的生活帶來了光明和溫暖。 室內(nèi)的物品會(huì)因自身溫暖的溫度而發(fā)生再輻射(長(zhǎng)波)，又將一定的熱量通過中空玻璃而 傳遞到室外。 使用低輻射鍍膜玻璃制作的中空玻璃，會(huì)將太陽光線中的大部分可見光和太陽能透射至室內(nèi)，并且有效地 阻止室內(nèi)的再輻射(長(zhǎng)波)通過玻璃傳到室外，達(dá)到了降低門 窗產(chǎn)品 U 值的目的。

　　冬季，我國(guó)北方城市的低輻射中空玻璃設(shè)計(jì)主要考慮的 是屏蔽紫外線、對(duì)可見光線的高透射(提高自然光的利用)、 對(duì)近紅外線的高透射(獲得太陽熱能)、對(duì)長(zhǎng)波(2.5μm～50μm 之間)的低透射(阻止室內(nèi)的熱能流失)。

　　夏季，我國(guó)南方城市的低輻射中空玻璃設(shè)計(jì)主要考慮的 是屏蔽紫外線、對(duì)可見光的高透射(提高自然光的利用)、對(duì) 近紅外線的低透射(屏蔽太陽熱能)、對(duì)長(zhǎng)波(2.5μm～50μm 之 間)的低透射[阻止室外物品(公路、建筑等)的熱能輻射、同時(shí) 也阻止室內(nèi)冷氣的流失。

　　Low-E玻璃的e值對(duì)區(qū)別在線Low-E玻璃、離 線Low-E玻璃的作用 由于Low-E玻璃是在玻璃表面涂鍍一層或幾層銀金屬薄膜或其他化合物組成的膜系列產(chǎn)品，其膜層具有極低的表 面輻射率， 將波長(zhǎng)在2.5μm～40μm的遠(yuǎn)紅外熱能輻射回去。Low-E玻璃的輻射率e值越小，玻璃的U值越低，其隔熱保溫效果越好。

　　按照加工工藝不同，Low-E 玻璃可分為在線 Low-E 玻璃 和離線 Low-E 玻璃。 兩種的主要區(qū)別是 Low-E 玻璃的 e 值 大小，一般在線 Low-E 玻璃的 e 值在 0.30～0.16 左右;離線 單銀 Low-E 玻璃的 e 值一般在 0.15～0.08 左右;雙銀 Low-E 玻璃的 e 值一般在 0.05～0.07 左右;三銀 Low-E 玻璃的 e 值 一般在 0.02 左右。 普通透明玻璃的輻射率 e 為 0.84，意味著 能將波長(zhǎng)在 2.5μm～40μm 之間的遠(yuǎn)紅外熱能的 16%輻射回 去。 如國(guó)家玻璃數(shù)據(jù)庫中的 253 號(hào)，是離線低輻射鍍膜玻璃， 其輻射率為 0.08，就意味著可將波長(zhǎng)在 2.5μm～40μm 遠(yuǎn)紅外 熱能的 92%輻射回去，使中空玻璃的節(jié)能效果更加明顯。

　　離線 Low-E 玻璃

　　一般膜系由幾到十幾層膜層構(gòu)成， 鍍膜材料（詞條“鍍膜材料”由行業(yè)大百科提供）為金屬銀， 其中僅僅是銀膜層起低輻射作用，其它膜層全部為保護(hù)和過 度膜層。 采用真空（詞條“真空”由行業(yè)大百科提供）磁控濺射工藝，在玻璃表面鍍上單層、雙層 或多層銀的功能膜，銀的兩側(cè)需加上多層介質(zhì)膜。

　　為了追求不同地區(qū)的更高節(jié)能要求， 相繼出現(xiàn)了雙銀、 三銀的低輻射鍍膜玻璃。其膜系結(jié)構(gòu)比普通 Low-E 膜層復(fù)雜 雙銀(三銀)Low-E 玻璃突出了玻璃對(duì)太陽熱輻射的遮蔽，它 最大限度地將太陽光過濾成為冷光源，解決了高可見光透過 率與低太陽能透過率不能兼顧的矛盾，從而獲得了同時(shí)具有 較高可見光透過率、較低太陽熱輻射透過率的效果。

　　在線 Low-E 玻璃

　　在線低輻射鍍膜玻璃硬度大，不容易劃傷，故稱為硬鍍 膜。 其生產(chǎn)是在一定溫度下進(jìn)行的，稱為化學(xué)氣相沉積法。 鍍膜材料為氧化錫，其膜層厚度是離線的 20 倍，但也是相 當(dāng)薄的。

　　離線 Low-E 玻璃的光譜呈現(xiàn)銀和氧化錫復(fù)合膜的特征， 而在線 Low-E 玻璃的光譜呈現(xiàn)氧化錫導(dǎo)電膜的特征，二者對(duì) 可見光都有良好的透射，而對(duì)近紅外光前者比后者具有高得 多的反射，對(duì)遠(yuǎn)紅外輻射前者比后者吸收少、反射高。 因此， 與離線 Low-E 玻璃相比， 在線 Low-E 玻璃具有較高的遮陽 系數(shù)和較高的傳熱系數(shù)（詞條“傳熱系數(shù)”由行業(yè)大百科提供）。

　　在應(yīng)用中要根據(jù)對(duì)門窗性能的設(shè)計(jì)要求， 選擇玻璃品 種，同時(shí)還應(yīng)考慮 Low-E 玻璃的 U 值、遮陽系數(shù) S C、 Low-E 玻璃的 e 值，應(yīng)在玻璃數(shù)據(jù)庫中選擇既符合門窗用玻璃 U 值 要求， 又符合對(duì)遮陽系數(shù) S C 設(shè) 計(jì)要求的玻璃品種。 不同 Low-E 玻璃的 e 值，其玻璃 U 值和遮陽系數(shù)有很大影響， 正 確認(rèn)識(shí) Low-E 玻璃的 e 值，對(duì)選用玻璃品種時(shí)會(huì)有很大的參 考價(jià)值。

　　Low-E 鍍膜面位置對(duì)中空玻璃的影響

　　如上圖中所示兩片中空玻璃的室外側(cè)表面為第1面， 室內(nèi)側(cè)內(nèi)表面為第4面， 第 2、3 面分別位于中空玻璃的內(nèi) 部中間。

　　低輻射鍍膜位于第 2 面或第 3 面，對(duì)于兩片中空玻璃的U值影響甚微，但卻有著不同的遮陽系數(shù)(表 1 第 6～7 號(hào))。

　　當(dāng) Low-E 玻璃處于第三面時(shí)(5mm+12Ar+6mm)：

　　U=1.728，SC=0.819，g=0.712;

　　當(dāng) Low-E 玻璃處于第二面時(shí)(5mm+12Ar+6mm)：

　　U=1.729，SC=0.593，g=0.618。

　　在我國(guó)的北方低輻射鍍膜位于第 3 面時(shí)，在冬季會(huì)獲得大量的太陽能，而夏季會(huì)加大制冷的費(fèi)用。 天津處于寒冷(B) 地區(qū)氣候區(qū)，氣候特征屬于冬寒夏熱，所以確定 Low-E 玻璃 面的位置既要考慮冬季獲得太陽能的熱量，又要考慮夏季空 調(diào)制冷所耗費(fèi)的能源，遮陽系數(shù)(S C)不 能過大。 綜合考慮，建 議天津地區(qū)窗用玻璃，低輻射鍍膜應(yīng)位于第2面，在阻止太陽能熱量進(jìn)入室內(nèi)的同時(shí)，又有良好的隔熱保溫效果。

　　兩腔三玻中空 Low-E 玻璃面的配置對(duì)玻璃性 能的影響

　　我們采用粵建科 MQMC 熱工軟件， 對(duì)兩腔三玻中空Low-E 玻璃的鍍膜面處于不同位置的節(jié)能效果進(jìn)行了計(jì)算， 匯總成表 1。

　　玻璃面確定

　　雙玻中空玻璃的玻璃面，室外側(cè)為第 1 面，由室外向室 內(nèi)依次為 2 面、3 面，第 4 面為室內(nèi)側(cè)，三玻時(shí)依然為室外側(cè) 為第 1 面，以此類推為 2、3、4、5，第 6 面為室內(nèi)側(cè)。

　　三玻中空單片 Low-E 玻璃鍍膜面位置確定

　　三玻中空單片 Low-E 玻璃鍍膜面位置不同， 其參數(shù)結(jié)果 見表 2。 從表 2 中可以看出，膜面所處位置不同，玻璃 U 值卻 沒有太大變化，U 都在 1.471～1.452 之間。 位置不同保溫節(jié)能效果一樣，但遮陽系數(shù) Sc 從 0.481～0.715 卻有很大變化。 從U 值的角度考慮，四種選擇(第 2 面、第 3 面、第 4 面和第 5 面)都有著相同的數(shù)值。 而從 Sc 角度考慮，第 2 面最小，第 5 面最大。 Sc 越大，表示獲得的太陽能越多，反之越少。 如果選 擇 Sc(0.715)放在第 5 面的情況，冬季可以獲得更多熱量，但

　　夏季又會(huì)付出更多空調(diào)費(fèi)用，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求來確定相應(yīng)的 膜面位置，因天津處于寒冷(B)區(qū)，我們建議應(yīng)放在第 2、第 4 面更好一些，冬季可以獲得足夠熱量，夏季又會(huì)付出相對(duì)較 少的空調(diào)費(fèi)用。

Low-E 中空玻璃鍍膜面處于不同位置時(shí)玻璃 U 值、遮陽 Sc 變化表

　　注：雙玻時(shí)兩片玻璃的玻璃面分別為室外側(cè)為 1 面、2 面、3 面、第四面為室內(nèi)側(cè);三玻時(shí)依舊為室外側(cè)為 1 面，以此類推為 2、 3、4、5，6 為室內(nèi)側(cè)。 e 為 Low-E 玻璃的輻射率，幅射率越低玻璃的節(jié)能性能越好，一般在線在 0.25 左右，離線小于等于 0.15， 好的離線在 0.1 左右，雙銀在 0.05～0.07，三銀在 0.02 左右。

三玻中空單片 Low-E 玻璃鍍膜面處于不同位置時(shí) 玻璃U 值、遮陽系數(shù) Sc 對(duì)比表

三玻中空雙片 Low-E 玻璃鍍膜面處于不同位置時(shí) 玻璃 U 值、遮陽系數(shù) Sc 對(duì)比表

　　從表 3 中可以看出，采用兩片 Low-E 玻璃，主要是提高 玻璃配置的節(jié)能性能，獲得更好的節(jié)能效果，從所處不同的 膜面位置分析 3\5、2\4 組位置較好(即第 3、第 5 面和第 2、第 4 面)，玻璃 U 值一樣為 1.183，采用雙片 Low-E 玻璃，其節(jié)能 性能提高的比較顯著，Sc 卻大不一樣 (Sc 分別為 0.603 和 0.401)相差很大，選用哪種組合要根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，我們建 議選用 2\4 組合即膜面放在第 2 面和第 4 面， 會(huì)取得更大的 節(jié)能效果。 具體可參考表 1 提供的數(shù)據(jù)。

　　Low-E 中空玻璃充氣后對(duì)節(jié)能性能的影響

　　從下表中可以看出，同一種玻璃品種(Low-E 玻璃的e值為0.30 或0.24 或0.16 或0.09)，對(duì)比充氣后變化相差很大，如：

　　第1、2 組普通中空玻璃其U 值相差2.66-2.502=0.158;

　　第3、4 組e 值0.30，其U 值相差2.079-1.837=0.242;

　　第5、6 組e 值0.24，其U 值相差1.983-1.728=0.255;

　　第7、8 組e 值0.16，其U 值相差1.854-1.576=0.278;

　　第9、10 組e 值0.09，其U 值相差1.740-1.445=0.295。

　　隨著Low-E 中空玻璃e 值不斷地降低，其充氣后玻璃U 值的對(duì)比差也會(huì)從0.242 提升到0.295，提升幅度達(dá)到21.9%。隨著玻璃的e值降低，充氣后其節(jié)能效果愈加明顯，如普通中空玻璃第1、2 組充氣后差值(0.158)，和玻璃e值最好的第9、10組充氣后差值(0.295)相比(0.295-0.158=0.137)，提升了86.7%。所以玻璃的e值越低，節(jié)能性能越好，充氣后其玻璃的U值降低幅度越大。

　　如果在中空玻璃中增加Low-E 玻璃后又充填惰性氣體，其玻璃的U 值可大幅度降低。表4 第17 組是三玻中空，U值1.776;第21 組是三玻中空增加了Low-E 玻璃其U 值1.263，提升幅度40.6%;第22 組是三玻中空Low-E充填氣體，其U值是1.043，與17 組比值相比，提升幅度達(dá)到70.2%。所以要想大幅度降低玻璃的U 值，就必須既采用Low-E玻璃又要充填氣體，才能獲得更好的節(jié)能效果。

　　建議

　　在選用Low-E 玻璃制作中空玻璃時(shí)應(yīng)注意考慮以下問題：

　　Low-E 玻璃e 值的變化，對(duì)Low-E中空玻璃整體性能的影響;

　　在使用三玻中空時(shí)，玻璃Sc 與Low-E 面放置位置的關(guān)系;

　　在使用三玻中空時(shí)，玻璃U 值與Low-E 面放置位置的關(guān)系;

　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定中空玻璃Low-E 鍍膜面應(yīng)放置的合理位置;

　　采用Low-E玻璃，要考慮充填惰性氣體，才能獲得更佳的節(jié)能效果。