鍍膜玻璃的生產工藝和膜層性能淺析

高平

摘 要：隨著科學技術的快速發展，世界能源危機也越來越嚴重，能源節約問題已經得到了廣泛的關注，人們開始嘗試新的節能方法。在人類生產生活中，隔熱保溫和采光是建筑物必須具備的兩項主要功能。而鍍膜玻璃具有很好的節能、采光功效，能滿足現在人們的低碳生活要求，因而得到了越來越廣泛的應用。針對這一現象，本文簡要地介紹了鍍膜玻璃的分類，并分析了其生產工藝，最后探究了鍍膜玻璃的膜層性能。

關鍵詞：鍍膜玻璃；生產工藝；節能；膜層性能

現如今，大面積采光玻璃在建筑行業中得到了越來越廣泛的應用，但是墻壁的傳熱系數比普通玻璃的低，因而增加了建筑物的熱量散失，不符合建筑設計的節能取向。而約40%的建筑總能耗都是因為玻璃門窗能耗造成的。所以，改善玻璃的節能性能在建筑節能中很重要。傳導、對流和輻射會導致熱量損失，現在的中空、真空玻璃具有阻止傳導和對流導致的熱量損失的效果，一定程度上發揮了節能保溫作用，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光透過率的基礎上，使熱輻射導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熱輻射反射回去，減少室內熱量散失。而在夏季，它可以阻止室外發出的熱輻射射向室內。鍍膜玻璃的可見光反射率一般與普通白玻的相近，不會引起反射光污染。所以鍍膜玻璃具有綠色、節能、環保的特點，值得推廣應用。基于此，本文進行了相關的分析研究。

1 分類介紹鍍膜玻璃

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

2 分析鍍膜玻璃的生產工藝

目前，有多種鍍膜玻璃生產工藝，廣泛應用的主要有四種，它們是真空磁控濺射工藝、真空蒸發工藝、化學氣相沉積工藝和溶膠凝膠工藝。真空磁控濺射工藝生產出來的鍍膜玻璃，應用范圍最為廣泛。因為它具有多種顏色選擇，而且耐腐蝕性及耐磨性均較強，并得到了人們的認可；真空蒸發工藝生產出來的鍍膜玻璃，與真空磁控濺射工藝生產出的相比，種類、質量上均相差很遠，這種生產工藝目前已經被淘汰；化學氣相沉積工藝主要是通過氣體反應的方法，實現在玻璃表面添加一層薄膜目的的。這種工藝的穩定性高，而且設備投入相對較少，進而使產品的生產成本也很低，因而它具有最好的發展趨勢；溶膠凝膠工藝的制作工藝相對簡單，而且穩定性也較高，但是其生產出來的鍍膜玻璃光透射率較高，導致該工藝沒有得到廣泛的應用。

3 分析鍍膜玻璃的膜層性能特點

鍍膜玻璃主要是通過在玻璃表面鍍膜的方法，改變玻璃的光學性能，進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

對于低輻射玻璃，線膜或離線膜是常用的方法，通過在玻璃表面上，鍍一層金屬或氧化物薄膜，并結合對其生產工藝和鍍膜玻璃結構的調整，使玻璃具有選擇太陽光譜投射的功能。低輻射玻璃的主要優點是可以降低玻璃傳熱系數U值，同時還可以降低玻璃遮陽系數SC，從而使玻璃的節能效果得以提高。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，而且可見光和紫外線均能透過這種玻璃，但是長波紅外線不可以透過該種玻璃。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，根據遮陽系數，可將其劃分為遮陽型和高透型低輻射玻璃。

具有的遮陽系數在0.5以下時，這類低輻射玻璃稱為遮陽型低輻射玻璃。該類玻璃具有較低的傳熱系數，并能反射近、遠紅外熱輻射。可見光可以透過遮陽型低輻射玻璃而進入室內，同時能阻止熱輻射射進室內，因此中國南部區域大多都使用這種玻璃。通過安裝遮陽型低輻射玻璃，即使存在強烈的陽光照射，也可以保證室內的溫度不會升的過高，如此這樣，在冬季能保障室內熱能不損耗，而在夏季也能阻止熱能進入室內。

具有的遮陽系數在0.5以上時，這類低輻射玻璃稱為高透型低輻射玻璃，它具有高可見光透過率，且與普通透明玻璃的相近，能使室內的采光性能得以提高；在冬季，或對于室外氣溫相對較低的區域，通過透射近紅外線，高透型低輻射玻璃可以實現對室內氣溫的提升；而反射遠紅外熱輻射的比率高于80%時，能使室內外熱能的傳導得以有效阻擋。總的來說，高透型低輻射玻璃可以將室內的大部分遠紅外熱輻射反射回室內，從而降低了室內熱輻射向戶外的傳輸率，進而可以使室內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，是現在最高級的節能、環保鍍膜玻璃。雙銀鍍膜低輻射玻璃具有比較復雜的鍍膜層，能夠有效的遮蔽太陽的熱輻射，甚至可以直接將太陽光過濾為冷光源，可以兼顧低太陽能透過率和高可見光，即解決傳統問題的同時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也比較低，非常適用于南方采用空調制冷的地區。在夏季可以極大的限制太陽能的透過率，使戶外的熱輻射阻擋在外，無法進入到室內，從而使室內制冷設備的能耗得以降低。

3.2 熱反射玻璃的膜層性能

陽光控制玻璃是熱反射玻璃的另外一個名稱。熱反射玻璃能通過鍍膜實現可見光的透過，并可以使加熱效果好的遠紅外光線得以直接散失到戶外。與此同時，熱反射玻璃的鍍膜可以隔離本身吸收的太陽能，從而熱量也會散失到戶外，以此實現節能。

如圖1 所示，對比分析了普通平板玻璃和熱反射玻璃的相關性能。

圖1 對比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%的太陽輻射熱的透過率。在白天，室外的大部分太陽輻射熱都可以透過普通玻璃并向室內傳輸，導致室內空調費用的提升；而6毫米厚度的鍍膜玻璃具有很好的熱發射性能，大部分室外的太陽光被直接反射回戶外，太陽能接收率僅為33%。比較上述數據發現，與普通玻璃相比，熱反射玻璃具有較強的隔熱能力，而且反射率越高，反射太陽熱的效果也會越好。但是可見光的反射率和透過率成反比，因而一味追求反射率會直接降低可見光的透過率，以致影響室內采光效果。所以，在夏季或光照較強的區域，熱反射玻璃可以發揮其隔熱性能強的優勢；而在冬季或光照相對較弱的區域，熱反射玻璃在隔熱性能方面的效果就不顯著。

4 結語

總之，鍍膜玻璃具有性能優異、高效和低成本的優勢。中國鍍膜玻璃生產工藝水平在不斷優化改進，從而促進了這種玻璃產品在人們的實際生活生產中的應用。通過本文研究分析，可知真空磁控濺射和化學氣相沉積這兩種生產工藝，具有較佳的效果，在目前鍍膜玻璃生產中得到了最為廣泛的使用；而鍍膜玻璃能使室外可見光的熱輻射及太陽能被阻擋在戶外，從而能使室內設備能耗得以降低。以上僅供相關研究參考使用。

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（作者單位：東莞南玻工程玻璃有限公司）