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Low-E: 节能玻璃的奥秘

发表时间:2020-03-23 17:29

Low-E: 节能玻璃的奥秘


  核心提示

  有这样一种神奇的玻璃,其身上不到头发丝1%厚度的低辐射膜层能将80%以上的远红外热辐射反射回去;

  有这样一种神奇的玻璃,拥有它的建筑在近乎零能耗的情况下可以保持冬暖夏凉;

  有这样一种神奇的玻璃,推广它可以使通过玻璃损失的建筑总能耗减少到最低。

  这种神奇的玻璃就是由河北耀华集团自主研发的低辐射镀膜玻璃(Low-E玻璃)。

  在2006年1月9日召开的全国科技大会上,耀华集团的浮法玻璃生产技术过程工艺检控与在线低辐射玻璃工业化生产技术开发项目获国家科技进步二等奖。而Low-E玻璃,正是该项目运用于规模生产的终端产品。耀华因此成为亚洲惟一拥有在线Low-E玻璃自主产权的企业。

  冬季,Low-E玻璃可以将室内暖气散发的热辐射反射回来,保证室内热量不向室外散失,从而节约取暖费用。夏季,Low-E玻璃可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内,节约空调制冷费用。

  "却嫌春色晚,故穿庭树作飞花"。3月11日中午,一场突如其来的大雪造访京城。路上匆匆的行人却无心欣赏这迎春而放的雪花:一日之内,气温骤降,逼人的寒气让大家伙儿都不约而同的加快了脚步。

  但在清华大学新近建成的节能楼巨大的玻璃幕墙内,却感觉不到丝毫寒意。在这里,人们大可品茗论雪,而且在这份惬意里,还多带着几分惊讶:在这座地下1层,地上4层,总面积达3000平方米的建筑物内,几乎看不到任何取暖设施,但室内的温度计却一直坚挺在20℃!

  奥秘在哪里?

  知情人说:奥秘就在于这座楼上的玻璃。

  1、节能楼的神奇:玻璃多也能保温

  按照生活常识,往往是使用玻璃越多的建筑就越不保温,普通家用住宅的落地窗在带来一墙风景的同时往往也让室温来了个夏热冬凉。清华大学节能楼,一个采用这么多玻璃材质做外墙的建筑,产生如此神奇保温效果的玻璃有着怎样的特殊功能呢?

  科技人员为我们解开了心中的疑团。

  “别看它们看上去与普通玻璃没什么不同,其实这可全都是特殊材料制成的玻璃,比如这面最大的玻璃幕墙,就采用了节能效果非常显著的Low-E玻璃。”听完科技人员的讲述,我们不禁对这种看似普通却又“身怀绝技”的玻璃满怀敬意。

  据介绍,Low-E玻璃也叫做低辐射镀膜玻璃,因其所镀的膜层具有极低的表面辐射率而得名。

  冬季,它对室内暖气及室内物体散发的热辐射,可以像一面热反射镜一样,将绝大部分反射回室内,保证室内热量不向室外散失,从而节约取暖费用。夏季,它可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内,节约空调制冷费用。同时,Low-E玻璃还具备对可见光适中的透过率,可见光反射率很低,这样就避免光污染的产生,在大量使用Low-E产品的玻璃幕墙上,以往惹人厌烦的反射强光现象能得到有效缓解。

  凭着Low-E的帮助,清华大学节能楼才有了这种神奇的“暖瓶效应”,建筑在近乎零能耗的情况下保持冬暖夏凉在这里已经成为现实。

  更鼓舞人心的是,这种以往只能由少数欧美发达国家生产的高科技产品,如今已经由河北耀华集团自主生产,清华大学节能楼玻璃幕墙上的每一块玻璃,都出自耀华自己的生产线。

  2、Low-E的功能:极薄的反射膜能保温

  在秦皇岛中国耀华玻璃集团公司的展览馆内,我们再一次感受到了Low-E玻璃的神奇。

  即使仔细端详,我们也很难将Low-E玻璃和旁边的普通浮法白玻璃区别开来。但当置于两种玻璃下方的热源打开后,它们的表现却大相径庭:用手摸上去,普通玻璃早已灼热难耐,而它旁边Low-E玻璃却始终冰凉如初。科技人员告诉我们,这种Low-E玻璃上不到头发丝1%厚度的低辐射膜层对远红外热辐射的反射率很高,能将80%以上的远红外热辐射反射回去。

  欧洲的制造商早在上世纪60年代末就开始在实验室研究Low-E玻璃。1985年英国Pilkington公司实现Low-E玻璃的商业化生产。由于Low-E玻璃独具的绿色、节能、环保特性,使它在许多国家很快得到大力推广,欧盟、北美以及其它一些国家,纷纷制定法规和标准,强制性规定新建建筑必须使用以Low-E玻璃为最佳配置的节能玻璃产品,使得在这些国家和地区新建建筑中,Low-E玻璃的使用率呈迅速增长之势。

  当国外玻璃企业向着节能产品迈进之时,我国的玻璃行业鼻祖耀华也瞄准了Low-E这个目标。

  当初耀华决心研发低辐射玻璃,看中的正是它的高技术含量和巨大的节能市场前景。

  技术含量“高”就高在镀上去的那层膜。什么原料?怎么镀?如何与玻璃生产同时进行?这种在线的生产与离线的镀膜完全是两种境界,每一关都是一道很高的技术门槛。

  国内的其他厂家看到了在线低辐射玻璃的优良特性和良好的发展前景,也在研究试验,但如此高、精、尖的技术,在国外也只有少数发达国家才拥有,确实难以掌握。

  1998年,耀华建起一个小实验室,研发由此开始。

  长期以来,在线Low-E玻璃生产技术被少数几个国外大玻璃公司所垄断,国外公司对这种有极大商业价值的核心技术讳言莫深,对中国实行严格的技术封锁,只卖产品,不卖技术。当时对这种玻璃的了解,仅限于国外公开的专利、少量文献和通过各种途径得到的国外样品。

  低辐射玻璃最重要的指标是红外反射率,反射率越高越好。耀华的科研人员一点点地分析红外光谱,然后改变配方,一遍遍镀到玻璃上检测。那时候,听说谁家的冰柜上有块进口的低辐射玻璃,技术人员都要想办法拿来测一测。

  大量的资料分析和运算后,就是一次次的实验。配方改了上百次,有好几回,技术人员都感觉到难度实在太大,难以继续下去了,镀上去的膜不是雾度大,不均匀,就是红外反射率低,或者透光性差。一次次失败的酸楚过后,爬起来是又一轮更深入地分析、摸索和测试。

  百步之内必有芳草。实验中工艺参数不断优化,与国外技术比起来,只是在镀膜均匀性上稍有差距。关键节点上,耀华与美国阿托菲那公司联合攻关,研发加快了步伐。

  2003年11月,低辐射玻璃研制终于成功。2004年通过国家鉴定。其中,10mm和12mm在线Low-E玻璃填补了国际空白,产品质量达到了国际同类产品先进水平。

  2005年11月,Low-E获建材行业科技进步一等奖,2006年1月获国家科技进步二等奖。目前,该产品已在清华大学超低能耗节能示范楼、北京中环世贸、上海安亭新城等一大批国内建筑上广泛应用,同时还广泛应用于家电、高档客车、太阳能电池等领域,不仅替代了部分进口同类产品,还远销新西兰、澳大利亚等国家。

  3、新节能革命:30%的建筑能耗在玻璃

  又一封邀请函。又是一个地方邀请耀华参与制定建筑节能标准。

  作为中国耀华玻璃集团公司技术发展部负责人的刘志海,一时难以给对方准确答复。像这种邀请最近太多了。刘志海只恨自己没有分身之术。

  刘志海“火”起来的背后是能源的告急。

  走进21世纪,人类越来越多地感受到了能源短缺带来的压力,节能成为当务之急。

  我国是能耗大国,其中建筑能耗每年达5亿吨标准煤左右,占全社会能源消耗总量的27%,并以年平均5。84%以上的速度增长,大大超过国家能源生产的增长速度。而在建筑能耗中,通过玻璃门窗造成的能耗占到了建筑总能耗的40%左右,其中通过玻璃的损失又在门窗中占到75%。提高玻璃的节能性能,已经成为实现建筑节能的关键所在。而经过多种测试和选择后,Low-E玻璃成为世界各国建筑节能的首选。

  据粗略统计,目前世界Low-E玻璃的平均市场占有率为11%,年平均增长率为9%。亚太地区的市场占有率仅为1%,年增长率为20%。在我国,低辐射玻璃系列产品的年使用量约为500多万平方米,其中进口的在线Low-E玻璃约为100多万平方米。2004年耀华销售在线Low-E玻璃40多万平方米,占国内在线Low-E玻璃市场份额的三分之一以上。2005年耀华通过扩大生产规模的方式,达到了年产300-500万平方米的规模。

  我国不久前出台的首个节能中长期专项规划也为Low-E的应用提供了更大的舞台。

  该规划明确指出:“十一五”期间,新建建筑严格实施节能50%的设计标准,其中北京、天津等少数大城市率先实施节能65%的标准。在这种良好环境的促进下,具有高效节能、绿色环保功能的玻璃及其深加工产品必将会不断地扩大其市场份额,成为行业的主流,同时也必将会随着不断的改进与创新诞生更多更好的新品种、新技术,为玻璃产业融入蓬勃的生机。


文章分类: 玻璃知识
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