Low-E中空玻璃热工性能影响因素研究

L o w-E玻璃的热工性能评价指标引言随着全球能源供应危机的日益加剧，能源将成为制约各国经济的主要因素。

我国提出了社会经济和能源可持续发展战略，建设节约型社会，在实现国民经济快速发展的同时努力降低单位GDP的能源消耗。

而建筑行业的节能潜力巨大，在不断提高人们居住环境舒适度的同时，降低建筑耗能总量，有效缓解能源的供需矛盾，既具有实际经济意义，又具有重要的社会意义和环保价值。

建筑物中通过门窗散失的热量约占整个建筑物采暖或制冷能耗的50%，而通过玻璃流失的热量约占整个窗户流失热量的80%。

因此，如何降低经玻璃流失的热量损失对整个建筑物的节能至关重要。

Low-E玻璃由于其对长波红外辐射具有良好的阻挡作用，而紫外及可见光基本通过，具有优异的隔热、保温性能。

是降低建筑物能耗的有效途径。

1Low-E玻璃节能原理1.1 太阳辐射光谱如图1所示，太阳辐射主要集中在可见光部分(380~780nm)，波长大于可见光的红外线(>780nm)和小于可见光的紫外线(<380nm)的部分较少。

在全部辐射能中，波长在150~4000nm的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7%。

图1中NIR是近红外波段，近红外辐射照射到物体(如建筑物、室内家具)上时，将会转换成远红外线再次辐射出来。

IR是远红外区，是22℃黑体的远红外辐射强度，暖气、人体、炎热路面等所发出的热辐射主要集中在此波段上。

1.2 各种Low-E玻璃的透过光谱分析分析图2、图3可知，与普通玻璃相比，镀膜玻璃在近红外波段内的透过相应减少，且从单银到双银再到三银明显减少，从而阻挡热辐射。

尤其是三银Low-E玻璃，具有高的可见光透过率，从而保证了高的采光性，同时具有最低的近红外透过率，从而有效地阻挡了热辐射。

2Low-E中空玻璃的传热原理由于离线Low-E玻璃极易氧化，故不会单片使用。

Low-E中空玻璃性能与市场研究温艳芳;宁连旺【摘要】结合山西太原多地尔花园住宅工程,介绍了6 mm+12A+6 mm的Low-E中空节能玻璃及其节能原理,阐述了新型建筑材料Low-E玻璃的综合性能与优势,展望了其市场前景.【期刊名称】《建材技术与应用》【年(卷),期】2010(000)010【总页数】3页(P10-12)【关键词】Low-E中空玻璃;建筑节能;市场需求【作者】温艳芳;宁连旺【作者单位】山西工程职业技术学院,山西,太原,030009;太原理工大学,阳泉学院,山西,阳泉,045001【正文语种】中文【中图分类】TQ171.72引言随着社会经济发达程度的提高，建筑能耗在社会总能耗中所占比例也越来越大，据有关资料，目前西方发达国家已接近40 %，而我国也即将突破30 %。

在影响建筑能耗的门窗、墙体、屋面、地面四大围护结构中，门窗的绝热性能最差，是影响室内热环境质量和建筑节能的主要因素。

门窗的能耗约占建筑围护结构总能耗的40 %～50 %；在采暖或空调条件下，冬季单玻窗户所损失的热量，约占供热负荷的30 %～50 %；夏季因太阳辐射热量透过单玻窗户入射室内而消耗的冷量约占空调负荷的20 %～30 %，城市夏季空调已成为电力高峰负荷的主要组成部分。

建筑节能迫在眉睫，珍惜资源、节约能源已成为人类共同的社会责任。

1 工程概况山西太原市多地尔花园住宅工程，建筑面积为60 000 m2，地上29层，地下2层，框架-剪力墙结构，建筑外窗采用6 mm+12A+6 mm的Low-E中空节能玻璃，依据GB/T 11944—2002《中空玻璃》，GB/T 2680—1994《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》，ISO 10292：1994《建筑玻璃多层玻璃窗稳态u-值(传热系数)的计算》，经抽样检测，该玻璃符合国家标准的规定，见表1。

2 Low-E玻璃简介2.1 Low-E玻璃简介表1 6 mm+12A+6 mm的Low-E玻璃抽样实测表检验项目试验结果备注露点无结露、结霜试验温度-40 ℃,接触时间5 min可见光透射比/%(380～780nm)75.3可见光反射比/%(380～780nm)12.2室外侧遮蔽系数0.66u值(传热系数)/[W/(m2·K)]1.7Low-E玻璃即低辐射镀膜玻璃简称低辐射玻璃，是一种对波长范围4.5～25 μm 的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃，其原理是在普通浮法玻璃的表面采用真空溅射法或者气相沉积法镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。

摘要：本文主要对Low-E中空玻璃，尤其三玻Low-E中空玻璃，Low-E玻璃膜面放置位置不同，对玻璃U值、遮阳系数的影响进行了分析，并对Low-E玻璃e值的变化与玻璃U值、遮阳系数的相对关系，中空玻璃充填惰性气体后，玻璃U值的变化曲线进行了探讨。

为节能门窗设计提供了Low-E玻璃的使用方法。

关键词：Low-E玻璃；镀膜面；Low-E玻璃u值；Low-E玻璃e值；遮阳系数；惰性气体。

1、前言随着天津地区建筑节能向四步节能推进，对门窗的节能性能要求越来越高，今后的门窗K值要求在2.0-1.8W/m2.k左右，要想提高门窗的节能性能，其窗用玻璃的选用，是很重要的一环。

目前使用的中空玻璃品种，多数为双玻中空、三玻中空、双玻Low-E中空等产品，随着对门窗节能性能要求的提升，门窗用中空玻璃的配置也向双玻Low-E中空（离线、双银）、三玻Low-E中空、三玻双片Low-E或采用暖边、充气等技术方向发展，玻璃的节能性能将得到显著的提升。

Low-E玻璃的选用越来越被人们所重视，其产品系列、规格、品种越来越细化，针对不同的节能性能要求，出现了更多的新产品。

更好地认识和了解Low-E玻璃的性能是门窗设计人员的首要任务。

2、Low-E玻璃的特性Low-E玻璃（又称低辐射镀膜玻璃）是Low Emissivity Glass的简称，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。

该产品对可见光有较高的透射率，对红外线（尤其是中远红外）有很高的反射率，具有良好的隔热性能。

可以起到控制阳光、节约能源、热量控制调节及改善环境的作用。

普通玻璃的表面辐射率e在0.84左右，在线Low-E玻璃的表面辐射率一般在0.25以下。

这种厚度在80-90nm的低辐射膜层对远红外热辐射的反射率很高，能将80％以上的远红外辐射反射回去，所以Low-E玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的作用。

太阳的辐射光线，能大部分通过中空玻璃透射到室内，给我们的生活带来了光明和温暖。

浅析双Low-E中空玻璃张飒飒;郭明【摘要】本文通过对比双 Low-E与单Low-E中空玻璃的光学和热工学参数,提出在双腔中空玻璃中使用双Low-E中空玻璃,具有明显节能优势.【期刊名称】《门窗》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】8页(P49-56)【关键词】Low-E;中空玻璃;U值;双腔【作者】张飒飒;郭明【作者单位】洛阳新晶润工程玻璃有限公司;洛阳新晶润工程玻璃有限公司【正文语种】中文1 前言Low-E一般是由一片Low-E玻璃和一片白玻组成，随着国家建筑节能政策的强力推行，中空玻璃在建筑物上的使用越来越广泛。

有些客户提出，既然Low-E玻璃节能效果非常明显，用两片Low-E玻璃组成中空玻璃，效果如何？本文对此问题进行简要阐述。

2 不同配置Low-E中空玻璃参数的差别不同配置的中空玻璃，其传热系数U值和遮阳系数Sc值各不相同，其在不同倾斜角度下使用时的冬季U值和夏季U值，变化趋势各不相同，下面对由6mm玻璃组成的几种常见中空玻璃参数，进行简要分析。

本文中对玻璃配置的描述，按照外片玻璃、间隔框（铝框）、内片玻璃的顺序进行。

描述双腔中空玻璃时提到的第一面，指的是中空玻璃的室外面，室内面为第六面，其他各面以次类推。

玻璃倾斜90°表示其垂直地面，0°表示与地面平行。

文中选用的Low-E玻璃，为笔者公司产品6mmJTEC-0760，基片为白玻，成品为银蓝色，可见光透过率为61.0%，膜面辐射率为0.081；遮阳型Low-E玻璃，为笔者公司产品6mmJTEC-0740，基片为白玻，成品为银灰色，可见光透过率为41.7%，膜面辐射率为0.058；阳光控制膜玻璃为笔者公司产品6mmJBV-0960，基片为白玻，成品为浅蓝色，可见光透过率为60.9%，膜面辐射率为0.57；绿色浮法玻璃厚度为6mm，可见光透过率为59.9%，辐射率为0.84；灰色玻璃厚度为 6mm，可见光透过率为61.3%，辐射率为0.84；白玻厚度为6mm，可见光透过率为88.1%，辐射率为0.84。

Low-E玻璃概述一、电磁波谱概述在光谱家族中，除了可见光之外，还有其他家族成员。

他们统称为电磁波。

从科学的角度来说，电磁波是能量的一种，凡是高于绝对零度的物体，都会释放出电磁波。

正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，除光波外，人们也看不见无处不在的电磁波。

电磁波谱可以按照波长或频率的顺序进行排列，如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。

以无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。

无线电波3000m-0.3mm，微波0.1-100cm，红外线0.3mm-0.75μm（其中：近红外为0.76-3μm，中红外为3-6μm，远红外为6-15μm，超远红外为15-300μm），可见光0.7-0.4μm，紫外线0.4μm-10nm，X射线10-0.1nm，γ射线0.1-0.001nm。

高能射线小于0.001nm，传真（电视）用的波长是3～6m，雷达用的波长更短，3米到几毫米。

电磁波波谱分布图如图1所示。

图1 电磁波波谱分布图图2为太阳辐射能量分布图，从图中可以明显看出，太阳辐射主要集中在可见光部分（380-780nm），波长大于可见光的红外线（>780nm）和小于可见光的紫外线（<380nm）的部分较少。

在全部的太阳辐射中，波长在150-4000nm的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者约占太阳辐射总能量的50%，后者约占43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的7%。

图2 太阳辐射能量分布图二、Low-E玻璃1. Low-E玻璃的概念Low-E玻璃——在玻璃表面镀上低辐射材料及金属氧化物膜，使玻璃呈现出不同的颜色。

其主要作用是降低玻璃的U值，同时有选择地降低Sc，全面改善玻璃的节能特性。

Low-E玻璃也叫低温辐射镀膜玻璃，是我国目前推荐的新型节能产品。

镀膜玻璃的节能性是通过改变玻璃表面的热反射特性而实现的，由于选择了不同的镀膜材料和膜结构而形成了两大系列产品，即热反射镀膜玻璃和低温辐射镀膜玻璃。

Low-E玻璃工程案例实际能耗分析玻璃作为幕墙的主要围护材料之一，直接决定了建筑节能性能。

据统计，建筑物中通过门窗散失的热量约占整个建筑采暖或制冷能耗的50%,而通过玻璃流失的热量就占整个窗户的80%左右。

建筑玻璃越来越大量的使用，使得玻璃节能成为了建筑节能的最难点。

因此，不断提高建筑玻璃的热工性能至关重要。

建筑玻璃热工性用K值和SC两个指标衡量，K值即保温性能，主要由玻璃结构决定;SC即隔热能力，主要由玻璃材料表面性能（是否有Low-E膜、是何种LoW-E膜）决定。

经过多年升级换代，LoW-E膜性能已有很大提升，SC已不能准确衡量玻璃节能性能，更甚至在一定程度上限制了建筑节能玻璃的选用，造成了制冷/采暖成本浪费。

本文以实际项目案例，就玻璃“透热量”与建筑节能展开讨论，通过数据对比，阐述在建筑节能设计中用gIR取代SC的合理性和必要性。

1关于遮阳系数SC的定义及节能设计说明遮阳系数SC是在给定条件下，玻璃、门窗或玻璃幕墙的太阳光总透射比，与相同条件下相同面积的标准玻璃（3mm厚透明玻璃）的太阳光总透射比的比值。

根据JGJ/T151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》中对遮阳系数SC的定义可知，遮阳系数包涵了全部太阳光能量，即2%的紫外光、47%的可见光和51%的近红外光，如图1所不O 图1.中空玻璃可见光反射比示意图事实上，太阳光能量即太阳辐射能，但不同于太阳辐射热能。

太阳光能中的热能绝大多数是波长大于780nm的红外辐射热能。

380nm波长内紫外线不直接产生热量，380~780nm波长的可见光能只有极少量能够转变为人体可感知的“热能”，相关研究给出的可见光能量转化为热能的比例约5%,最多不超过10%,也就是说多达47%的可见光能基本不产生热能，不需要制冷消耗，而遮阳系数SC包含了太多“非热量”。

对于整个建筑，透过玻璃窗进入的太阳辐射得热形成的逐时冷负荷(CLC)按式⑴计算：CLc=CcIC*CZ*DJmax*FC(1)式中：CLc——透过玻璃窗进入的太阳辐射形成的逐时冷负荷，W；CcIC——透过无遮阳标准太阳辐射冷负荷系数；CZ——外窗综合遮阳系数，CZ=Cw*Cn*Cs;Cw——外遮阳修正系数；Cn——内遮阳修正系数；Cs——玻璃修正系数；DJmax——夏季日射得热因数最大值；FC——窗玻璃净面积，m2o式⑴外窗综合遮阳系数系Z),即GB50189-2015《公共建筑节能设计标准》外窗综合遮阳系数(SD)。

中空玻璃节能特性的影响因素分析[摘要] 本文通过对各种类型中空玻璃的传热系数和太阳得热系数进行大量模拟计算，分析了原片组合、间隔类型、使用环境等各方面的相关因素对中空玻璃节能指标的影响趋势及程度。

在此基础上，探讨了建筑和生产设计中，应正确选用的、能达到最佳节能效果的中空玻璃组合方式及使用条件。

[关键词] 中空玻璃传热系数太阳得热系数建筑节能一、建筑节能对玻璃性能的要求随着社会经济发达程度的提高，建筑能耗在社会总能耗中的所占比例越来越大，目前西方发达国家约为30%~45%，尽管我国经济发展水平和生活水平都还不高，但这一比例已达到20%~25%，正逐步上升到30%。

在一些大城市，夏季空调已成为电力高峰负荷的主要组成部分。

不论西方发达国家，还是我国，建筑能耗状况都是牵动社会经济发展全局的大问题。

按照1986年制定的我国建筑节能分三步走的计划，当前政府各级节能管理部门正在积极启动实现第三步节能65%目标的标准编制工作。

而在影响建筑能耗的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中，门窗的绝热性能最差，是影响室内热环境质量和建筑节能的主要因素之一。

就我国目前典型的围护部件而言，门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗的40%~50%。

据统计，在采暖或空调的条件下，冬季单玻窗所损失的热量约占供热负荷的30%~50%，夏季因太阳辐射热透过单玻窗射入室内而消耗的冷量约占空调负荷的20%~30%。

因此，增强门窗的保温隔热性能，减少门窗的能耗，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。

中空玻璃具有突出的保温隔热性能，是提高门窗节能水平的重要材料，近些年已经在建筑上得到了极其广泛的使用。

但随着节能标准的不断提高，普通的中空玻璃已不能完全满足节能设计的技术要求。

例如在夏热冬冷地区的节能设计标准中，对大窗墙比的外窗传热系数限制指标到了2.5 W/m2K，夏热冬暖地区这一指标在部分条件下到了2.0 W/m2K。

所以我们应该一方面大力推广Low-E中空玻璃这种具有优良节能特性的新产品，另一方面要深入分析和掌握中空玻璃节能性能的各个影响因素，从玻璃原片、间隔组成和使用环境等方面保证中空玻璃能够发挥它最佳的节能性能。

建筑玻璃常用的光学热工性能指标早期人们对玻璃的要求仅是透光、平整和外观质量好。

随着能源及环境政策的不断深入落实，节能建筑、绿色建筑、环境友好性建筑等概念日益得到了人们的认可，并迅速发展起来。

这些类型的建筑都对玻璃提出了越来越多的光学热工性能指标要求，由此也诞生了更多的新型玻璃品种。

在实际选购玻璃时，一方面建筑设计师会提出多项指标要求企业加工玻璃产品，另一方面企业也会尽可能全面地标示出自己产品的光学热工性能供客户选择。

准确地了解和分析这些特性参数，才能选择到适合的玻璃产品，从而使建筑物符合标准规定的性能要求。

但由于光学热工性能指标专业性较强，普及应用时间较短，容易出现理解不清和表达错误。

因此，本文将有关建筑玻璃常用的光学热工性能指标进行列举和解释，供生产和应用中相关技术人员准确理解及使用。

玻璃表面辐射率：也称为E值。

从Low-E玻璃开始这一词汇就频繁地被使用，是判断是否为Low-E玻璃的标准，也是表征节能特性的重要指标，直接影响着玻璃传热系数的大小。

定义为玻璃表面单位面积辐射的热量同单位面积黑体在相同温度，相同条件下辐射热量之比，数据范围为0-1。

辐射率越低，玻璃吸收热量的能力越低，反射热量能力越强。

耀华在线Low-E玻璃的辐射率低于0.2，能良好地反射80%以上的远红外热量，具有优良的节能性能;而普通玻璃的辐射率为0.84，仅能反射11%左右的热量。

玻璃的辐射率使用红外光谱仪测定后经计算得出，国内依据的标准是GB/T2680,国际标准是ISO10292。

可见光反射比Lightreflectance：可简写为Rvis,主要用于限制玻璃幕墙的反射“光污染”现象。

在《玻璃幕墙光学性能》标准中做了如下限定:“玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃”，“主干道、立交桥、高架路两侧建筑物高20m 以下部分，其余路段高10m以下部分如使用玻璃幕墙，应采用反射比不大于0.16的玻璃”。

可见光透射比Lighttransmittance：简写为Tvis,是最早被普及使用的玻璃光学性能参数。