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低辐射(Low-E)镀膜玻璃.pdf

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低辐射镀膜（Low-E）玻璃 黄成德博士，中国南玻集团工程玻璃事业部 １．前言 玻璃因其透明、长期稳定、耐候、耐用、以及可低成本大批量生 产等特点而广泛用于建筑、交通和信息科技领域。但对许多用途而言， 玻璃本身并不完美。对用于建筑外维护的门、窗、玻璃幕墙，一方 面玻璃本身对远红外的低反射特性会导致寒冷地区大量室内热能向 外传递损失而降低建筑的保温性能，另一方面玻璃本身对近红外的高 透过性会导致炎热地区大量的太阳热能进入室内而大幅增加空调致 冷能耗。随着能源日趋紧张以及二氧化碳排放物对地球大气层的破 坏，建筑能耗引起了全世界的广泛关注。各国先后纷纷制定建筑节能 法规，采取对策。为改善玻璃性能而兴起的玻璃镀膜加工工业在过去 四十年得到了飞速发展。 经过多年演变和实际应用，低辐射镀膜玻璃被证明是当今最 好的建筑节能玻璃。通过在普通玻璃表面镀低辐射膜而改善其性能， 有效限制红外光透过，充分降低玻璃两侧的热交换，使其与普通玻 璃和传统镀膜玻璃相比，具有优良的节能性能、光学性能和环保性 能。低辐射镀膜玻璃已被广泛应用于世界各地的建筑中，特别是经 济和科学技术比较发达的国家和地区。低辐射镀膜本身随着研发的 深入也在进行着更新换代，不仅满足建筑设计潮流审美的需要，而 且节能性也得到进一步提高。 ２．国外低辐射镀膜玻璃的发展简史 四十年前，用于建筑的镀膜玻璃得不到专业设计人员的考虑，因 处于廉价能源时代，没有市场驱动力，玻璃镀膜工艺和设备也有待 开发。1965年以后，大板面玻璃镀膜加工因新工艺和新设备的出现 逐步得到了发展。LibbyOwensFord(LOF)建起了第一条大规模真空 镀膜生产线。之前，建筑玻璃的镀膜要么采用需要将玻璃基片加热的 气相沉积法，该法会引起玻璃变形，要么采用化学沉积法，该法生产 的膜层均匀性差，耐久性也不好。LOF创新的立式电子束气化镀膜机 可大批量半连续化生产大至3×3.6m的镀膜玻璃。该设备一直运作 至1980年代初，直到生产成本更低的新工艺出现。1973年，Airco 发明了磁控溅射镀膜工艺。1977年10月,Airco为Guardian公司建 造了第一条磁控溅射镀膜线。到1980年代中期，全世界有超过35家 工厂采用美国Airco公司和德国Leybold公司的磁控溅射镀膜线进行 大板面玻璃镀膜加工。目前，全世界的磁控溅射镀膜线已经不计其数 了。搜寻高透光低辐射膜层的工作1970年代就开始了。欧洲的 Interpane试验了金基膜层。铜基膜层也进行了尝试。虽然是成功的， 但这些膜层都存在一些问题。1982年，Guardian公司率先推出了银 基低辐射膜层。1983年，Cardinal公司向北美最大的木窗公司 AndersonWindows力推低辐射镀膜玻璃。Anderson公司的采用推动了 Low-E玻璃的生产。之后，Low-E玻璃逐渐成了优级窗的标准配置。1987 年，LOF推出了在线Low-E镀膜玻璃产品。在线Low-E膜的辐射率比磁 控溅射Low-E膜高，因而节能性明显较差。Airco于1987年发布了其 创新的双银Low-E镀膜，Cardinal认识到其市场潜力，开始扩充其 镀膜线，于1989年推出高性能的双银Low-E玻璃产品Low-E2。最近三 四年，Cardinal又推出了性能更高的三银Low-E玻璃产品Low-E3，PPG 等公司也推出了类似产品。现在，欧美国家公共建筑和居住建筑采用 Low-E玻璃已很普遍了，高性能的双银和三银Low-E玻璃更多地用于 居住建筑。经过多年的演变，磁控溅射镀膜工艺因其独特的优势在大 板面玻璃镀膜加工工业中占据着垄断地位，用该工艺生产的银基 Low-E玻璃品种丰富性能突出，已成为建筑节能玻璃的主流。经科学 设计的多层复合低辐射膜结构可有效克服建筑玻璃本身的性能弱点， 使其具有优异的隔热保温性能，适用于各种气候地区营造冬暖夏凉、 明亮舒适的室内空间。 3．国内低辐射镀膜玻璃的发展简史 在国内，中国南玻集团于1980年代中期介入玻璃镀膜加工产业， 先后引进了多条美国Airco和德国Leybold公司的真空磁控溅射镀膜 生产线，早期以生产热反射镀膜玻璃为主。1997年，南玻集团在 国内率先推出了低辐射镀膜玻璃，即单银Low-E玻璃，之后又陆续 推出了双银Low-E玻璃、可弯钢化Low-E玻璃等建筑节能玻璃产品，成 为国内建筑节能玻璃的龙头企业，截止2008年，南玻集团Low-E中空 玻璃的实际产能已达到年产1200万m2的规模。目前，南玻集团的Low-E 玻璃不仅已成为国内建筑玻璃的首选，而且得到了国际建筑市场的广 泛认可