摘要：本文介紹了熱量是如何通過玻璃來傳遞的以及Low-E玻璃的節能原理，同時從組成結構、性能特性等角度介紹了單銀、雙銀和三銀Low-E的區別，能夠幫助讀者更加直觀的了解Low-E玻璃。最後介紹了節能玻璃的鑑定和評估方法。
關鍵詞：Low-E玻璃，節能，單銀，雙銀，三銀，檢測，評估
為了滿足建築節能以及舒適性的需求，節能玻璃已經成為綠色建築中不可或缺的部件。建築節能和遮陽的產品和方式有很多，本文從門窗幕牆用Low-E玻璃的角度，來研究一下能量如何通過玻璃來傳遞，Low-E玻璃是如何節能的，以及如何鑑別和評估玻璃是否節能。
一、熱量如何通過玻璃傳遞
圖1 熱量通過玻璃傳遞示意圖
建築的能耗有很多來源，其中通過透明部分玻璃的熱量的傳遞佔據了很大的比例。通過玻璃傳遞到室內的熱量有兩種方式，分別為太陽輻射傳熱和溫差傳熱，其中太陽輻射傳熱又包括了太陽光直接透射和室內二次傳熱。
按照現行建築節能設計規範和評價體系，對不同地區以及不同的建築類型，限定了透明圍護結構門窗和幕牆的太陽能總透射比g（或者遮陽係數SC）和傳熱係數K值這兩個重要參數，其中太陽能總透射比g用於評價太陽輻射傳熱，傳熱係數K值用於評價溫差傳熱。熱量傳遞示意圖如圖1所示。
在冬季和夏季，通過玻璃傳遞熱量較多的兩個季節。在夏季，太陽輻射傳熱佔主要因素，在冬季，尤其是嚴寒和寒冷地區，溫差傳熱佔主要因素。無論任何地區和季節，傳熱係數K值都是越低越好，高性能的節能玻璃如三玻兩腔中空和真空玻璃，K值可以達到0.8以下；而太陽能總透射比g，應根據使用地區和建築朝向，選擇合理的值。
二、Low-E玻璃的性能
國內生產Low-E是從單銀Low-E開始，經歷了雙銀，再到三銀逐漸發展而來的，Low-E玻璃也一步步更好地解決了採光與遮陽的矛盾。
根據銀層及功能的不同，Low-E可分為單銀、雙銀和三銀。結構圖如圖2～圖4。
圖2 一層銀層---典型單銀Low-E膜層結構示意圖
圖3 兩層銀層---典型雙銀Low-E膜層結構示意圖
圖4 三層銀層---典型三銀Low-E膜層結構示意圖
除了結構的區別之外，單、雙、三銀從性能上有什麼區別呢？下面以列表的形式比較一下單、雙、三銀Low-E中空玻璃光熱參數，如表1，表1中最下面一行3mm玻璃的光熱參數作為參考。
表1 典型單、雙、三銀Low-E中空玻璃光熱參數
由上表可見，由單、雙、三銀Low-E分別組成的中空玻璃，傳熱係數K值相差不大。此外，在可見光透射比相差不大的情況下，隨著銀層的增加，g值、SC和gIR依次遞減，尤其是紅外熱能總透射比gIR（表中黃色突出顯示部分），差異非常顯著，而光熱比LSG依次增加。
為了進一步比較幾種玻璃的g和gIR，奧博泰公司統計了多種玻璃的數據，並繪製了散點圖，詳見圖5。由圖5可見，單銀中空的g值和gIR值均較高（圖中黑色方框），明顯高於雙銀中空（圖中紅色圓點）和三銀中空（圖中藍色三角），這意味著通過單銀中空玻璃進入室內的太陽輻射傳熱較多。
再比較雙銀中空和三銀中空的g和gIR,顯而易見，雙銀和三銀在g值方面並沒有拉開差距，而gIR明顯拉開了距離，三銀中空的gIR可降低至0.06以下，即只有不到6%的紅外熱能透過玻璃進入室內。
圖5 單、雙、三銀中空玻璃g和gIR散點圖（圖片來源：奧博泰）
三、為什麼三銀Low-E玻璃能夠成為玻璃中的佼佼者
根據上面的分析，炎熱地區的低能耗建築或者夏季需遮陽的建築部位，建議優先選擇三銀Low-E，三銀Low-E的光熱比最大，即在可見光透射相同時，透熱可以降到最小，真正實現「透光不透熱」。
在歐美Low-E應用比較普及的國家，無論是公共辦公樓還是私人住宅，都優先使用三銀玻璃，甚至超市都能買到標準化的三銀整窗。這得益於他們的法律、技術、經濟和市場等方面標準化程度的優勢。三銀在我國也是發展迅速，且產品越來越豐富多樣，如表2。
表2 三銀產品參數表
安裝了三銀Low-E中空後，人體的舒適感得以提升。由於人體的灼熱感是太陽輻射近紅外引起的，gIR越高，說明紅外透過越高，gIR越低，紅外透過越低，三銀的紅外透射gIR可以做到0.06以下，即反射掉了絕大部分熱量，灼熱感得以明顯改善，非常適合在炎熱地區使用，舒適度大幅提升。
四、如何鑑別和評估節能玻璃
薄薄的膜層，難以用肉眼或者簡易的方式來識別和評價。尤其是已上牆的玻璃，由於玻璃不宜拆卸，且鋼化後無法切割成小片，用傳統的實驗室檢驗方法幾乎不太可能。下面我們來介紹一種方法，來識別單、雙、三銀Low-E及其節能參數。
需要特別強調的是，該方法不是用來絕對判定Low-E玻璃有幾個銀層，而是用來判斷Low-E中空玻璃對於太陽光的透射和反射，用來評價Low-E中空玻璃的節能效果。但根據目前的Low-E玻璃技術，綜合玻璃資料庫的產品參數，一般可以識別出單、雙、三銀。
1）第一步，用中空玻璃輻射率計測試玻璃結構、Low-E位置和輻射率
圖6 中空玻璃輻射率計
圖7 測試界面
圖7為中空玻璃輻射率計測試的三種玻璃，其中紅色線代表Low-E膜層位置，圖7（a）中E=0.094指Low-E玻璃的輻射率為0.094，23.65mm為玻璃的總厚度，右側分別為各片玻璃以及腔體的厚度，圖7（b）和（c）同理。可以通過檢測Low-E玻璃的輻射率，根據經驗大概判斷是單、雙、三銀，但此時還不能下結論是單、雙、三銀。
2）第二步，測試光譜透反射曲線
圖8 某項目測試現場（圖中儀器為奧博泰公司開發的慧眼1000）
測試結果如下：
圖9 典型單銀Low-E中空玻璃的實測光譜曲線
圖10 典型雙銀Low-E中空玻璃的實測光譜曲線
圖11 典型三銀Low-E中空玻璃的實測光譜曲線
由圖9～圖11可見，該儀器給出了玻璃完整的節能指標如傳熱係數K值、太陽能總透射比g值、可見光透射比tv等光熱參數（見圖片最左側），從曲線可以看出，單、雙、三銀Low-E中空的不同波段範圍的透過和反射明顯不同，從曲線的形狀一般可以識別出單、雙、三銀。當然，分辨出單、雙、三銀並不是最終目的，該儀器主要用來準確測量和評價玻璃的節能效果。
五、結論
隨著技術的進步，雖然各種玻璃和新技術不斷出現，但從技術成熟度和產業化現狀來看，Low-E玻璃目前是無法被取代的，Low-E玻璃作為原片玻璃，可以和真空腔體或者中空腔體組合成高性能節能玻璃，能夠實現不同使用地區的不同需求，可以應用於被動房等超低能耗建築。
今年兩會期間，全國人大代表、金晶集團有限公司董事長王剛建議通過出臺強制使用法規、政策補貼等措施，全面推廣應用高性能節能玻璃，推進建築節能，他希望我國綠色節能建材在法制化的保障中迎來發展春天，人們能夠住得健康、行得健康。
（來源：建築光學微信公眾號 作者：許海鳳，張喆民 等）