一、 概述

    我國是能源消耗大國，目前全國單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的2-3倍以上，面對嚴峻的事實(shí)，發(fā)展節能建筑刻不容緩。國家建設部提出：到2010年，新建建筑爭取1/3以上能夠達到節能建筑標準。同時(shí)，全國城鎮建筑總耗能要實(shí)現節能50%的目標。low-e玻璃和熱反射鍍膜玻璃是建筑節能領(lǐng)域的主要材料，下面把這兩種玻璃性能比較一下。

    二、熱能的形式及玻璃組件的傳熱

    自然環(huán)境中的較大熱能是太陽(yáng)輻射能，其中可見(jiàn)光的能量?jì)H占約1/3，其余的2/3主要是熱輻射能。

    自然界另一種熱能形式是遠紅外熱輻射能，其能量分布在4～50μm波長(cháng)之間。在室外，這部分熱能是由太陽(yáng)照射到物體上被物體吸收后再輻射出來(lái)的，夏季成為來(lái)自室外的主要熱源之一。在室內，這部分熱能是由暖氣、家用電器、陽(yáng)光照射后的家具及人體所產(chǎn)生的，冬季成為來(lái)自室內的主要熱源。

    太陽(yáng)輻射投射到玻璃上，一部分被玻璃吸收或反射，另一部分透過(guò)玻璃成為直接透過(guò)的能量。被玻璃吸收太陽(yáng)能使其溫度升高，并通過(guò)與空氣對流及向外輻射而傳遞熱能，因此較終仍有相當部分透過(guò)了物體，這可歸結為傳導、輻射、對流形式的傳遞。

    對暖氣發(fā)出的遠紅外熱輻射而言，玻璃不能直接透過(guò)，只能反射或吸收它，較終僅以傳導、輻射、對流的形式透過(guò)玻璃，因此遠紅外熱輻射透過(guò)玻璃的傳熱是通過(guò)傳導、輻射及與空氣對流體現的。

    玻璃吸收能力的強弱，直接關(guān)系到玻璃對遠紅外熱能的阻擋效果。輻射率低的玻璃不易吸收外來(lái)的熱輻射能量，從而玻璃通過(guò)傳導、輻射、對流所傳遞的熱能就少，低輻射玻璃正是限制了這一部分的傳熱。

    以上兩種形式的熱能透過(guò)玻璃的傳遞可歸結為兩個(gè)途徑：太陽(yáng)輻射直接透過(guò)傳熱、對流傳導傳熱。透過(guò)每平方米玻璃傳遞的總熱功率q可由下式表示：

    q=630sc+u（t內-t外）

    式中630是透過(guò)3mm透明玻璃的太陽(yáng)能強度，（t內-t外）是玻璃兩側的空氣溫度，均是與環(huán)境有關(guān)的參數。sc和u是玻璃自身的固有參數，其含義如下：

    sc―――玻璃的遮陽(yáng)系數，數值范圍0～1，它反映玻璃對太陽(yáng)直接輻射的遮蔽效果。

    u―――玻璃的傳熱系數，它反映玻璃傳導熱量的能力。

    由此可見(jiàn)，玻璃節能性的優(yōu)劣由u和sc這兩個(gè)參數就完全可以判定。

    三、不同玻璃的傳熱特性及參數

    1、普通透明玻璃

    透明玻璃（鈉鈣硅玻璃）的透射范圍正好與太陽(yáng)輻射光譜區域重合，因此，在透過(guò)可見(jiàn)光的同時(shí)，陽(yáng)光中的紅外線(xiàn)熱能也大量地透過(guò)了玻璃，而3~5μm中紅外波段的熱能又被大量地吸收，這導致它不能有效地阻擋太陽(yáng)輻射能。

    對暖氣發(fā)出的波長(cháng)5μm以上的熱輻射，普通玻璃不能直接透過(guò)而是近乎完全吸收，并通過(guò)傳導、輻射及與空氣對流的方式將熱能傳遞到室外。

    2、熱反射鍍膜玻璃

    熱反射鍍膜玻璃―――在玻璃表面鍍金屬或金屬化合物膜，使玻璃呈顯豐富色彩并具有新的光、熱性能。其主要作用就是降低玻璃的遮陽(yáng)系數sc，限制太陽(yáng)輻射的直接透過(guò)。熱反射膜層對遠紅外線(xiàn)沒(méi)有明顯的反射作用，故對改善u值沒(méi)有大的貢獻。

    在夏季光照強的地區，熱反射玻璃的隔熱作用十分明顯，可有效衰減進(jìn)入室內的太陽(yáng)熱輻射。但在無(wú)陽(yáng)光的環(huán)境中，如夜晚或陰雨天氣，其隔熱作用與白玻璃無(wú)異。從節能的角度來(lái)看它不適用于寒冷地區，因為這些地區需要陽(yáng)光進(jìn)入室內采暖。北方寒冷地區采用這種玻璃的目的就是追求裝飾效果。

    3、low-e玻璃（低輻射鍍膜玻璃）

    low-e玻璃―――在玻璃表面鍍低輻射材料銀及金屬氧化物膜，使玻璃呈現出不同顏色。其主要作用是降低玻璃的u值，同時(shí)有選擇地降低sc，全面改善玻璃的節能特性。

    高透型low-e玻璃，遮陽(yáng)系數sc≥0.5，對透過(guò)的太陽(yáng)能衰減較少。這對以采暖為主的北方地區極為適用，冬季太陽(yáng)能波段的輻射可透過(guò)這種low-e玻璃進(jìn)入室內，經(jīng)室內物體吸收后變?yōu)閘ow-e玻璃不能透過(guò)的遠紅外熱輻射，并與室內暖氣發(fā)出的熱輻射共同被限制在室內，從而節省暖氣的費用。

    遮陽(yáng)型low-e玻璃，遮陽(yáng)系數sc＜0.5，對透過(guò)的太陽(yáng)能衰減較多。這對以空調致冷的南方地區極為適用，夏季可較大限度地限制太陽(yáng)能進(jìn)入室內，并阻擋來(lái)自室外的遠紅外熱輻射，從而節省空調的使用費用。

    不同的low-e玻璃品種適用于不同的氣候地區，就節能性而言，其功能已經(jīng)覆蓋了熱反射鍍膜玻璃。

    4、幾種玻璃的綜合參數

    以下中空玻璃的結構相同，鍍膜面位于中空玻璃的第2#面（室外玻璃的內表面）

    說(shuō)明：6c表示6mm透明玻璃，cts140、ces11、ceb12分別是南玻熱反射玻璃和low-e玻璃型號。傳熱系數是美國ashrae標準條件下的數值。

    以上數據是南玻集團工廠(chǎng)實(shí)際測量數值。

    分析表明：在同等透光率下，遮陽(yáng)型low-e玻璃具有更低的遮陽(yáng)系數sc，這意味著(zhù)它在限制太陽(yáng)熱輻射的同時(shí)，并不過(guò)多阻擋可見(jiàn)光的透過(guò)，通俗地說(shuō)，它將陽(yáng)光中的熱量過(guò)濾掉了。熱反射鍍膜玻璃獲得低遮陽(yáng)系數sc的代價(jià)是，損失可見(jiàn)光的透過(guò)，這會(huì )極大地影響室內的自然采光。

    四、結束語(yǔ)

    以上簡(jiǎn)述了兩種玻璃的主要熱學(xué)性能區別。目前，在國家產(chǎn)業(yè)政策的指導下、國家節能法規的約束下，low-e玻璃的應用已非常廣泛，希望low-e玻璃能走的更遠，希望國家科研部門(mén)及生產(chǎn)廠(chǎng)家能開(kāi)發(fā)出更高端的玻璃節能產(chǎn)品，在國家節能領(lǐng)域作出巨大貢獻。