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    浅谈半导体LOW-E镀膜在节能玻璃中的应用

    发布: 江苏省硅酸盐学会 人气:20 次 时间:2022/6/8 11:10:41 关闭
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                  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。

     

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    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。

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    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 。

     

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    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。

     

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    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。

     

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    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。

     

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    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。

     
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