鍍膜玻璃的生產(chǎn)工藝和膜層性能淺析

高平

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，世界能源危機(jī)也越來(lái)越嚴(yán)重，能源節(jié)約問(wèn)題已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注，人們開(kāi)始嘗試新的節(jié)能方法。在人類(lèi)生產(chǎn)生活中，隔熱保溫和采光是建筑物必須具備的兩項(xiàng)主要功能。而鍍膜玻璃具有很好的節(jié)能、采光功效，能滿足現(xiàn)在人們的低碳生活要求，因而得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。針對(duì)這一現(xiàn)象，本文簡(jiǎn)要地介紹了鍍膜玻璃的分類(lèi)，并分析了其生產(chǎn)工藝，最后探究了鍍膜玻璃的膜層性能。

關(guān)鍵詞：鍍膜玻璃；生產(chǎn)工藝；節(jié)能；膜層性能

現(xiàn)如今，大面積采光玻璃在建筑行業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，但是墻壁的傳熱系數(shù)比普通玻璃的低，因而增加了建筑物的熱量散失，不符合建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能取向。而約40%的建筑總能耗都是因?yàn)椴ＡчT(mén)窗能耗造成的。所以，改善玻璃的節(jié)能性能在建筑節(jié)能中很重要。傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射會(huì)導(dǎo)致熱量損失，現(xiàn)在的中空、真空玻璃具有阻止傳導(dǎo)和對(duì)流導(dǎo)致的熱量損失的效果，一定程度上發(fā)揮了節(jié)能保溫作用，但是它們具有較高的熱輻射率，例如，60%的中空玻璃總傳熱量都為輻射傳熱，因此總的保溫性能并不高。鍍膜玻璃能在保證可見(jiàn)光透過(guò)率的基礎(chǔ)上，使熱輻射導(dǎo)致的熱量散失顯著降低，在冬季，它如同一面熱反射鏡，可以將絕大部分室內(nèi)熱輻射反射回去，減少室內(nèi)熱量散失。而在夏季，它可以阻止室外發(fā)出的熱輻射射向室內(nèi)。鍍膜玻璃的可見(jiàn)光反射率一般與普通白玻的相近，不會(huì)引起反射光污染。所以鍍膜玻璃具有綠色、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，值得推廣應(yīng)用。基于此，本文進(jìn)行了相關(guān)的分析研究。

1 分類(lèi)介紹鍍膜玻璃

基于鍍膜玻璃的不同性能對(duì)其進(jìn)行劃分，得其主要類(lèi)型為導(dǎo)電膜玻璃、熱反射玻璃及低輻射玻璃等。在玻璃表面鍍一層導(dǎo)電薄膜，便可形成導(dǎo)電膜玻璃，除霧、加熱等領(lǐng)域常常會(huì)使用這種玻璃；而在玻璃表面添加一層含不銹鋼、鉻等物質(zhì)的薄膜，便可形成熱反射玻璃，其可以顯著地提升玻璃對(duì)光的透射、反射及吸收性能，而它也常常被稱作陽(yáng)光控制玻璃。玻璃幕墻和建筑領(lǐng)域經(jīng)常會(huì)采用這類(lèi)玻璃；在玻璃表面添加一層含錫、銅等物質(zhì)的薄膜，便可以形成低輻射玻璃，其可以提升玻璃對(duì)光的透射、反射作用，從而使玻璃的隔熱性能得以提高。在汽車(chē)、建筑等領(lǐng)域常常會(huì)用到這類(lèi)玻璃。

2 分析鍍膜玻璃的生產(chǎn)工藝

目前，有多種鍍膜玻璃生產(chǎn)工藝，廣泛應(yīng)用的主要有四種，它們是真空磁控濺射工藝、真空蒸發(fā)工藝、化學(xué)氣相沉積工藝和溶膠凝膠工藝。真空磁控濺射工藝生產(chǎn)出來(lái)的鍍膜玻璃，應(yīng)用范圍最為廣泛。因?yàn)樗哂卸喾N顏色選擇，而且耐腐蝕性及耐磨性均較強(qiáng)，并得到了人們的認(rèn)可；真空蒸發(fā)工藝生產(chǎn)出來(lái)的鍍膜玻璃，與真空磁控濺射工藝生產(chǎn)出的相比，種類(lèi)、質(zhì)量上均相差很遠(yuǎn)，這種生產(chǎn)工藝目前已經(jīng)被淘汰；化學(xué)氣相沉積工藝主要是通過(guò)氣體反應(yīng)的方法，實(shí)現(xiàn)在玻璃表面添加一層薄膜目的的。這種工藝的穩(wěn)定性高，而且設(shè)備投入相對(duì)較少，進(jìn)而使產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也很低，因而它具有最好的發(fā)展趨勢(shì)；溶膠凝膠工藝的制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而且穩(wěn)定性也較高，但是其生產(chǎn)出來(lái)的鍍膜玻璃光透射率較高，導(dǎo)致該工藝沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。

3 分析鍍膜玻璃的膜層性能特點(diǎn)

鍍膜玻璃主要是通過(guò)在玻璃表面鍍膜的方法，改變玻璃的光學(xué)性能，進(jìn)而使玻璃的傳熱性能水平得以提高，以致降低使用成本。目前，鍍膜玻璃的膜層性能大致可以劃分為以下兩種：

3.1 低輻射玻璃的膜層性能

對(duì)于低輻射玻璃，線膜或離線膜是常用的方法，通過(guò)在玻璃表面上，鍍一層金屬或氧化物薄膜，并結(jié)合對(duì)其生產(chǎn)工藝和鍍膜玻璃結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使玻璃具有選擇太陽(yáng)光譜投射的功能。低輻射玻璃的主要優(yōu)點(diǎn)是可以降低玻璃傳熱系數(shù)U值，同時(shí)還可以降低玻璃遮陽(yáng)系數(shù)SC，從而使玻璃的節(jié)能效果得以提高。而低輻射玻璃所鍍的薄膜非常薄，因而具有較差的反射短波輻射的效果，而且可見(jiàn)光和紫外線均能透過(guò)這種玻璃，但是長(zhǎng)波紅外線不可以透過(guò)該種玻璃。所以，低輻射玻璃具有有選擇的條件下，單向控制光線的功能，根據(jù)遮陽(yáng)系數(shù)，可將其劃分為遮陽(yáng)型和高透型低輻射玻璃。

具有的遮陽(yáng)系數(shù)在0.5以下時(shí)，這類(lèi)低輻射玻璃稱為遮陽(yáng)型低輻射玻璃。該類(lèi)玻璃具有較低的傳熱系數(shù)，并能反射近、遠(yuǎn)紅外熱輻射。可見(jiàn)光可以透過(guò)遮陽(yáng)型低輻射玻璃而進(jìn)入室內(nèi)，同時(shí)能阻止熱輻射射進(jìn)室內(nèi)，因此中國(guó)南部區(qū)域大多都使用這種玻璃。通過(guò)安裝遮陽(yáng)型低輻射玻璃，即使存在強(qiáng)烈的陽(yáng)光照射，也可以保證室內(nèi)的溫度不會(huì)升的過(guò)高，如此這樣，在冬季能保障室內(nèi)熱能不損耗，而在夏季也能阻止熱能進(jìn)入室內(nèi)。

具有的遮陽(yáng)系數(shù)在0.5以上時(shí)，這類(lèi)低輻射玻璃稱為高透型低輻射玻璃，它具有高可見(jiàn)光透過(guò)率，且與普通透明玻璃的相近，能使室內(nèi)的采光性能得以提高；在冬季，或?qū)τ谑彝鈿鉁叵鄬?duì)較低的區(qū)域，通過(guò)透射近紅外線，高透型低輻射玻璃可以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)氣溫的提升；而反射遠(yuǎn)紅外熱輻射的比率高于80%時(shí)，能使室內(nèi)外熱能的傳導(dǎo)得以有效阻擋?？偟膩?lái)說(shuō)，高透型低輻射玻璃可以將室內(nèi)的大部分遠(yuǎn)紅外熱輻射反射回室內(nèi)，從而降低了室內(nèi)熱輻射向戶外的傳輸率，進(jìn)而可以使室內(nèi)采暖的能耗得以降低。

此外，雙銀鍍膜玻璃以兩層銀膜而得此名，是現(xiàn)在最高級(jí)的節(jié)能、環(huán)保鍍膜玻璃。雙銀鍍膜低輻射玻璃具有比較復(fù)雜的鍍膜層，能夠有效的遮蔽太陽(yáng)的熱輻射，甚至可以直接將太陽(yáng)光過(guò)濾為冷光源，可以兼顧低太陽(yáng)能透過(guò)率和高可見(jiàn)光，即解決傳統(tǒng)問(wèn)題的同時(shí)還可以使該方面的性能得以提升。除此以外，低輻射玻璃的保溫系數(shù)也比較低，非常適用于南方采用空調(diào)制冷的地區(qū)。在夏季可以極大的限制太陽(yáng)能的透過(guò)率，使戶外的熱輻射阻擋在外，無(wú)法進(jìn)入到室內(nèi)，從而使室內(nèi)制冷設(shè)備的能耗得以降低。

3.2 熱反射玻璃的膜層性能

陽(yáng)光控制玻璃是熱反射玻璃的另外一個(gè)名稱。熱反射玻璃能通過(guò)鍍膜實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光的透過(guò)，并可以使加熱效果好的遠(yuǎn)紅外光線得以直接散失到戶外。與此同時(shí)，熱反射玻璃的鍍膜可以隔離本身吸收的太陽(yáng)能，從而熱量也會(huì)散失到戶外，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

如圖1 所示，對(duì)比分析了普通平板玻璃和熱反射玻璃的相關(guān)性能。

圖1 對(duì)比3毫米的平板玻璃和6毫米的熱反射玻璃

圖1顯示，3毫米的普通玻璃具有87%的太陽(yáng)輻射熱的透過(guò)率。在白天，室外的大部分太陽(yáng)輻射熱都可以透過(guò)普通玻璃并向室內(nèi)傳輸，導(dǎo)致室內(nèi)空調(diào)費(fèi)用的提升；而6毫米厚度的鍍膜玻璃具有很好的熱發(fā)射性能，大部分室外的太陽(yáng)光被直接反射回戶外，太陽(yáng)能接收率僅為33%。比較上述數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，與普通玻璃相比，熱反射玻璃具有較強(qiáng)的隔熱能力，而且反射率越高，反射太陽(yáng)熱的效果也會(huì)越好。但是可見(jiàn)光的反射率和透過(guò)率成反比，因而一味追求反射率會(huì)直接降低可見(jiàn)光的透過(guò)率，以致影響室內(nèi)采光效果。所以，在夏季或光照較強(qiáng)的區(qū)域，熱反射玻璃可以發(fā)揮其隔熱性能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)；而在冬季或光照相對(duì)較弱的區(qū)域，熱反射玻璃在隔熱性能方面的效果就不顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，鍍膜玻璃具有性能優(yōu)異、高效和低成本的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)鍍膜玻璃生產(chǎn)工藝水平在不斷優(yōu)化改進(jìn)，從而促進(jìn)了這種玻璃產(chǎn)品在人們的實(shí)際生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。通過(guò)本文研究分析，可知真空磁控濺射和化學(xué)氣相沉積這兩種生產(chǎn)工藝，具有較佳的效果，在目前鍍膜玻璃生產(chǎn)中得到了最為廣泛的使用；而鍍膜玻璃能使室外可見(jiàn)光的熱輻射及太陽(yáng)能被阻擋在戶外，從而能使室內(nèi)設(shè)備能耗得以降低。以上僅供相關(guān)研究參考使用。

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（作者單位：東莞南玻工程玻璃有限公司）