低辐射玻璃

光 外观颜色 学 可见光透射率 性 可见光反射率
鲜艳、浓重、多色彩 较低、房间采光差
较高、易形成光污染
浅、淡色居多 >80%，房间采光好、接近自然光
很低、无光污染
用途
高层建筑、写字楼、宾 高层建筑、写字楼、宾馆、商场 馆、商场
适用地域
低纬度炎热地区
适用于寒带、热带等不同气候地区
法规约束
国内外法规限制光污染
低辐射玻璃（Low Emissivity Glass）
对近红外辐射（0.78~2.5μm） 反射率低，对可见光透射率 高。白天大量阳光可透射入 室内，有利于室内采光和室 内温度的提高。
当室内温度高于室外时，室 内温度较高的物体发射出的 远红外线（25~40μm）被强 烈反射（反射率达90%）， 起到保温作用，减少热损失。
0.48μm 黑体辐射光谱：2.5~40μm
复旦大学材料科学系
薄膜材料与器件
光谱对比
普通玻璃光谱
复旦大学材料科学系
低辐射玻璃光谱
薄膜材料与器件
镀膜玻璃
阳光控制膜玻璃
低辐射玻璃
节能
减少入射太阳能50%以 上（炎热地区降低空调
能耗）
减少入射太阳能30% 减少室内热辐射50%以上 （降低北方冬季采暖能耗） 通过调整遮阳系数可降低空调能耗
84
8
3~3.4
0.81
中空玻璃（一
层低辐射玻璃
和一层普通平 75 14~16 56
23
1.82
板玻璃）
0.47~ 0.66
外墙
1.4
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
光污染：光辐射超过一定量 时对生活环境和人体健康产 生不良影响
症状：视力下降、失眠、 食欲不振、情绪低落、 身体乏力
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
建材
可见光 %
透射率 反射率
太阳能
传热系数 辐射
%
K（冬夜） 率
透射率 反射率 W/（m2·K） %
遮阳 系数
低辐射玻璃
77
14
1.76~1.99
8~15
0.66~ 0.73
普通平板玻璃 88~90 4
85
7
5.8
90 0.93
中空玻璃（双 层普通平板玻 璃）
膜系结构：
Bi2O3/Ag/Bi2O3 40nm/10~20nm/40nm 保护层/反射层/附着层
SnO2/Cr-CrN/CrO2/SnO2 保护层/反射层/过渡层 /附着层 CrN提高反射层强度 CrO2加强反射层与附着 层的结合
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
Ag、Au、Cu，反 射长波红外线
绝 缘 层 （ SnO2 、 TiO2 、 ZnOx、SiNx）防可见光和 部分红外线反射，调节颜 色提高附着力
薄膜材料与器件
低辐射玻璃
单银低辐射膜系
单层银膜+介质膜
ZnO、SnO2，软膜，牢固性差，不易加工 TiO2、SiNx，硬膜
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薄膜材料与器件
保护层 防氧化层 功能层 附着层
功能层：Ag，决定膜系辐射率<0.15
防氧化层:Al，1~2nm，防止Ag氧化
中性色（灰色）；380~780nm透射率80%；280~2500nm反射率18.5%； 辐射率0.14；传热系数K 3.50W/m2·K
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
复旦大学材料科学系
薄膜材料与器件
热反射玻璃
又称遮阳玻璃、阳光控 制玻璃、阳光反射玻璃
在表面镀一层或多层金 属、金属氧化物薄膜 对太阳能反射率高 具有较小的遮阳系数 和太阳辐射热的透过 率 对可见光有较高反射 率和一定透过率。 具有较低传热系数、 较好隔热性能
复旦大学材料科学系
复旦大学材料科学系
薄膜材料与器件
低辐射玻璃
真空系统：由机械泵，滑阀泵，罗茨泵，扩散泵及阀组 成。
靶极电源：采用平面磁控靶作为溅射源。
传动系统：采用直流电机调速，可实现无级调速。运行 平稳，能保证镀制各种特性镀膜玻璃的工艺参数。
烘烤系统：为了保证膜层的牢固性和镀膜玻璃的光学特 性，采用钼丝加热，对加热温度进行控制。可以对某一 点或某一范围的温度进行控制。
薄膜材料与器件
低辐射玻璃
沈杰
复旦大学材料科学系
常用建材——玻璃
玻璃：一种无机熔融物冷却 硬化形成的非晶体固体。
平板玻璃化学成分(%)
SiO2
Na2O CaO
MgO
Al2O3
71~73 13~15 6~10 1.5~4.5 0.5~2.5
我国平板玻璃产量世界第一
Fe2O3 <0.2
复旦大学材料科学系
来源：玻璃幕墙、金属 幕墙、镜面、瓷砖、白 粉墙（80%反射）
产生原因：大面积高反 射镀膜玻璃在特定方向 和特定时间对阳光强烈 反射
反射率：
国标：镀膜玻璃<30%， 交通干道、立交桥等附 近建筑物<20%
低辐射玻璃：<10%
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
低辐射玻璃节能原理
银低辐射玻璃，遮阳系数高
适用范围：适用于冬季寒冷地区。
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
低辐射玻璃生产技术： 离线真空磁控溅射法 在线化学气相沉积法
复旦大学材料科学系
薄膜材料与器件
低辐射玻璃
离线真空磁控溅射法
低辐射玻璃真空镀膜生产线设备示意图 1.打霉台 2.待镀玻璃 3.清洗机 4.传送滚 5.过料台 6.挡板阀 7.行程开关 8.烘烤 9.预储室 10.压差室 11.镀膜Ⅰ室 12.靶极 13.镀膜Ⅱ室 14.倒向 室 15.毛刷电机 16.加热器 17.鼓风机 18.拖动电机19.真空阀 20.罗茨泵 21.滑阀泵 22.扩散泵 23.机械泵 24.罗茨泵 25.节流阀
兼具低辐射膜与阳光控制 膜特性，应用于夏天较热 状况，可用于汽车
品种
透射率%
太阳能直接 辐射率%
能量吸收 率%
辐射率
流入汽车 总能量%
最高温 度℃
透明玻璃
85
85
绿色玻璃
75
52
低辐射玻璃
(车窗内侧)
74
49
低辐射玻璃
(车窗外侧)
74
49
7
0.85
92.8
70
42
0.85
70.5
61
26
0.10
传热系数K：在稳定传热条件下，窗两侧空气温差为1℃， 单位时间内通过1m2玻璃的传热量，单位W/(m2·K)。
可见光透射(反射)率：380~780nm可见光范围内玻璃透过 (反射）光强度对入射光强度百分比。
太阳光透射(反射)率：300~2500nm太阳光谱范围内玻璃 透过(反射)太阳能强度对入射太阳能强度百分比。
56.5
78
26
0.10
62
60
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
汽车侧窗低辐射玻璃使用性能
性能
可见光透射率% 可见光反射率%
镀膜侧 未镀膜侧 太阳光透射率% 总能通量% 平衡温度℃
透明玻璃 89
8 8 82 91 70
透明玻璃低 辐射玻璃
70
11 6 56 70 60
绿色玻璃 77
7 7 53 70 61
符合节能环保、鼓励使用
关键控制波长
0.35~1.8μm （可见光、近红外）
4.5~25μm （远红外）
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薄膜材料与器件
Biblioteka Baidu
镀膜玻璃
遮阳系数Sc：太阳能通过某种玻璃进入室内的总量G与通 过厚度3mm普通无色玻璃总量(0.89)之比。Sc=G/0.89
辐射率：物体单位面积辐射热量与黑体在同温度、相同条 件下辐射热量之比。普通玻璃为0.84，低辐射玻璃小于 0.15(离线生产)~0.25(在线生产)。
太阳能传播特性（%）
性能
入射太阳能 外表面反射 外表面再辐射和对流 透射入室内 内表面再辐射和对流
6mm无色 浮法玻璃
100 7 11 78 4
6mm热反射 玻璃(遮阳 系数0.38)
100
22
45
17 16
遮阳系数Sc：太阳能通过某种玻璃进入室 内的总量G与通过厚度3mm普通无色玻璃 总量（0.89）之比 Sc=G/0.89
薄膜材料与器件
镀膜玻璃
镀膜玻璃：在玻璃表面镀一层或多层金属、金属氧化物 或其他材料，使其具有特殊功能。
热反射膜玻璃（热带地区） 低辐射玻璃（寒带地区） 自清洁玻璃 导电玻璃
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薄膜材料与器件
太阳光谱
太阳辐射光谱：0.15~4μm，97%集中于0.3~2.5μm， 可见光占50%，红外占43%，紫外占7%，最高处
夏热冬暖的地区，不建议在严寒地区使用。具有各种反射颜色，适用于耍求 良好装饰性外观设计的建筑。要求一定室外视线遮蔽性效果的建筑。
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
双银低辐射膜系
膜层中有两层银膜，突出了玻璃对太阳热辐射的遮蔽，同时具有较高 可见光透光率、较低太阳热辐射透过率。
特点：较高的可见光透光率，室内可充分利用自然光采光。极低的太 阳能透过率，有效限制太阳热辐射的透过，尤其是近红外热辐射透过， 遮阳系数较普通LOW-E玻璃更低。有效地限制夏季室外的背景热辐射 进入室内。冬季保温性能更好，传热系数U值更低。
低辐射玻璃
阳光控制低辐射膜系
适中的可见光透过率——对室外视线有一定的遮蔽性。较低的太阳能透过 率 —— 遮阳 系数 ≤0.5 ， 减少 太阳 热辐 射热 进 入室 内 。 极高 的远 红外 线 反 射 率 —— 具 有 较 低 的 传 热 系 数 U 值 ， 减 少 室 外 背 景 热 辐 射 进 入 室 内 。 ※ 适用范围：
前处理系统：包括进线清洗机，给玻璃表面进行打霉、 清洗、去离子化，提高膜层质量。
后处理系统：对膜层质量进一步检验，确保产品质量。
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
工艺流程
复旦大学材料科学系
薄膜材料与器件
低辐射玻璃
在线化学气相沉积法
功能层为F:SnO2，直接将原料气体喷涂到高温的玻璃表面， 反应分解沉积，与玻璃通过化学键结合，膜层成为玻璃的
绿色玻璃低 辐射玻璃
70
9 8.5 44 66 56
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
膜系结构
单银低辐射膜系 双银低辐射膜系 阳光控制低辐射膜系
金属氧化物，可见 光与近红外波段减 反膜、保护膜。
改进型单银低辐射膜系
Ti 、 NiCr 防 止 Ag 膜氧化
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薄膜材料与器件
热反射玻璃
复旦大学材料科学系
薄膜材料与器件
热反射玻璃
结构：保护膜/金属或金属 化合物膜/金属氧化物膜/玻 璃
材料：
金属（Cu、Ni、Cr、Fe、 Sn、Zn、Mn、Ti）
贵金属（Ag、Au）
合金（不锈钢，Ti-NiCr）
氧化物（Bi2O3、SnO2、 CrO2）
低辐射玻璃常用于中空玻璃而不单独使用。因为在冬天，单层 玻璃窗会结露，此薄层水膜会影响远红外线反射。
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
材料：
Au、Ag、Cu、Al、Ti、NiCr
SnO2、In2O3、ZnO、TiO2、 TiN、氮化不锈钢
颜色：
茶色、灰色、蓝色、紫色、 金色、银色
适用范围：适用于不同气候特点的广大地区。
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薄膜材料与器件
低辐射玻璃
改进型单银低辐射膜系
增大银层厚度，会造成可见光反射率增大，需要提高减反射性能，
要用高折射率氧化物如TiO2、Nb2O5等做介质膜。 特点：可见光透射率80%~84%，辐射率降至0.05~0.06，相当于双
一部分，属于硬膜，可进行各种深加工。
复旦大学材料科学系
薄膜材料与器件
低辐射玻璃
SiO2：有效阻止玻璃内碱金属离子析出 氧化物过渡层：调节膜层颜色与太阳光透过率 SnO2半导体功能层：降低辐射率
复旦大学材料科学系
薄膜材料与器件