浅谈半导体LOW-E镀膜在节能玻璃中的应用
随着工程市场对门窗节能要求的不断提高，家装市场的中空玻璃使用面积越来越大，大家对于玻璃的关注度在不断提升，老泰邀请了行业内大咖一起为大家准备了中空玻璃节能，中空玻璃遮阳以及大板块玻璃应用等等，近期会陆续奉上，今天我们先聊聊中空玻璃节能。
谈到中空玻璃节能，离不开单银，双银，在线，离线，膜层镀哪面更合适等等这些问题，在之前的文章泰叔多少已有普及，大家可以在公众号首页右上角的搜索按钮输入关键字即可。这一期，我们分享一篇天津南玻崔玉明崔工的文章，关于一款超级保温玻璃，一种半导体Low-e膜技术。这并不是一个新产品，但无论是工程还是家装目前应用并不广泛，欢迎探讨。
超级保温玻璃又名无银Low-E镀膜玻璃
典型代表就是南玻集团研发的产品BW88(N)，采用硬质半导体材料替代金属银，利用真空磁控溅射大面积镀膜技术制造而成，是一款高性能低辐射镀膜玻璃产品。
无银Low-E膜顾名思义，其膜层结构中不含原Low-E特征材料--金属银，采用一种硬质半导体材料膜，仍然保持了很低的表面辐射率E值，在具有优异的保温特性的同时，膜层所具有的高硬度、耐磨性、抗氧化特性，完全适合暴露在空气中使用也不会有剥落及变色发生，可单独使用或直接用于室内侧。
无银Low-e玻璃特点
较高的可见光透过率------ 室内采光性能优良；
较低的表面辐射率 ------ 超强的远红外辐射能力；
清淡的外观颜色 ------可单片以及和其他玻璃组合使用；
超强的可加工性 ------可实现镀膜后热弯、钢化、夹层等热处理。
我们来看看具体的数据参数。
无银Low-e膜在中空玻璃节能上的设计使用
对于中空玻璃因两侧温度差异导致热量交换的热功表征参数K值来说，理论可以按下式进行分析 。
式中：
ho、hi ——分别是玻璃室外侧、室内侧表面的换热系数；
hg——第n间隔层气体的传热系数（包括对流和传导）；
hr——第n间隔层两侧玻璃表面的辐射传热系数；
dm、rm——分别是第m层玻璃的厚度和热阻；
E1、 E2 ——第n间隔层两侧玻璃表面的辐射率。
分析可见，影响中空玻璃K值的主要因素为玻璃室内、外侧换热系数；间隔层气体的传热系数；玻璃的厚度和热阻。同时，我们看到玻璃两侧的表面辐射率E值对玻璃表面的辐射换热系数hr影响很大。
普通使用的两玻单腔体中空玻璃和三玻两腔体中空玻璃，其往往是在中空玻璃的一片玻璃的腔体内层使用低辐射镀膜Low-E膜层，从而降低玻璃的表面辐射率E值。而其他的玻璃面仍然保持了高辐射特性（E=0.837）。在进一步提升K值的要求下，增加使用低辐射膜层的玻璃面数量理论上是可行的。
以单腔体中空，E值0.13的Low-E膜不同放置面为例，分析增加玻璃面低辐射膜层后的K值改善情况。（表3）对于单腔体Low-E中空玻璃来说，增加一层Low-E膜层在3#面,其K值改善幅度5.9%，如改为4#面放置，其K值改善却达到了22%。说明在中空玻璃室内面层使用Low-E表面降低辐射率是行之有效的方法。
在表三的计算基础上，我们加入南玻无银Low-E产品BW88，无银Low-E与普通Low-E结合使用，计算单腔体和双腔体中空玻璃K值情况，见表4。
以单中空为例，室外数2#面普通Low-E，4#面为无银Low-E。即无银Low-E位于面向室内的空气面。双中空如是，室外数2#面为普通Low-E，面向室内的空气面的6#面为无银Low-e,测算数据表明，玻璃保温性能得到了提升，降低了玻璃的传热系数K值。
无银Low-E与普通Low-E结合使用后，我们发现单中空双Low-E膜结构，无惰性填充时，玻璃传热系数K值约为1.37W/m2.k，填充惰性气体氩气后，传热系数K值为1.15~1.25W/m2.k，其保温性能与单Low-E三玻两腔体结构K值基本相同，（三玻数据戳这里回顾）。结合使用后的双Low-E单腔体中空配置与单Low-E双腔体中空玻璃相比，减少了一片玻璃、一个腔体，即在重量减少约1/3，厚度减少约1/3的情况下，获得了相同的节能效果。
在双碳背景下，使用双膜技术可有效降低玻璃制造及运输交通过程中的能源消耗、减少碳排放。
备注：1、玻璃性能数据，为标准样板玻璃中心点测量，依据美国ASHRAE标准以及中国JGJ151标准，利用Window 软件计算得出， 实际产品略有差异。2、表达式中：LI-超白，C-白玻，A-空气间隔，Ar-氩气填充，+-中空，/-夹层，#-涂层面。
