低辐射玻璃

定义

低辐射镀膜玻璃是指对波长 4.5 微米至 25 微米红外线具有较高反射比的镀膜玻璃，又称低辐射玻璃、Low-E玻璃^[1]。中国大陆现行国家标准是 GB/T 18915.2—2013《镀膜玻璃 第2部分：低辐射镀膜玻璃》，2013 年 12 月 31 日发布，2014 年 9 月 1 日实施，代替了 2002 年版标准^[1]。

该标准把辐射率界定为热辐射体的辐射出射度与相同温度下普朗克辐射体的辐射出射度之比，取 293 K、4.5 微米至 25 微米波段膜面的半球辐射率作为考核值^[1]。标准要求离线低辐射镀膜玻璃辐射率小于 0.15，在线低辐射镀膜玻璃辐射率小于 0.25，普通浮法玻璃的表面辐射率则在 0.84 左右^[1][2]。

低辐射玻璃在分类上属于镀膜玻璃，与以限制太阳辐射为主的阳光控制镀膜玻璃（热反射玻璃）并列，两者的区分依据主要是辐射率高低^[3]。低辐射膜还可以与阳光控制功能复合，形成阳光控制低辐射玻璃^[4]。

原理

建筑玻璃内表面的换热以辐射为主，抑制这一表面的辐射是减少门窗热损失的关键途径^[5]。按基尔霍夫定律，物体吸收辐射的能力与其发射辐射的能力一致，而反射比、透射比与吸收比之和为 1，因此提高膜面对红外波段的反射比，就等于降低其辐射率，也即减少玻璃吸收后再向室内外辐射的热量。

离线产品多采用真空磁控溅射工艺，以纯银薄膜作功能层，上下以金属氧化物膜保护并调节颜色和透光，银层可将绝大部分远红外热辐射反射回去^[5]。在线产品则在浮法玻璃冷却阶段以化学气相沉积方式把镀膜原料沉积到高温玻璃表面，膜层随玻璃冷却成为玻璃的一部分，化学稳定性好，被称为硬镀膜^[6]。

膜系按功能银层数量可分为单银、双银和三银结构，层数依次增多，遮阳能力随之增强。以公开的产品技术资料为例，双银膜层可做到辐射率不超过 0.06、典型值 0.03 至 0.05，三银产品的辐射率可低至 0.02 左右^[7][2]。传热系数随辐射率下降而降低，表面辐射率由 0.84 降至 0.05 时，中空玻璃的传热系数约由 2.8 W/(m²·K) 降到 1.7 W/(m²·K)^[8]。

冬季室内温度高于室外，膜层把室内的远红外热辐射反射回室内；夏季室外为高温侧，膜层将其反射出去，并可通过选择遮阳系数控制太阳直接辐射的进入量^[9]。在寒冷地区，低辐射膜宜置于中空玻璃的第 3 面（由室外向内数），以制冷需求为主的地区则宜置于第 2 面^[9]。

发展历程

20 世纪 60 年代末，欧洲玻璃制造商在实验室研制出基于离线工艺的低辐射玻璃^[10]。在线路线的起点略晚，1973 年英国皮尔金顿公司首家开发并生产电浮法玻璃，1978 年又以浮法在线高温热解沉积工艺研制成功在线低辐射玻璃，1985 年实现商业化生产，并最早在德国格拉德贝克工厂的浮法线上应用^[10]。

离线产品方面，1982 年 Guardian 公司推出银基低辐射膜层，1983 年 Cardinal 公司将该产品推向美国木窗企业并实现商业化应用；此后福特玻璃、PPG、LOF、皮尔金顿、圣戈班、莱宝等企业相继推出自己的产品^[10]。1987 年 Airco 发布双银镀膜，1989 年 Cardinal 推出高性能双银产品，2004 年又推出三银产品^[10]。

中国方面，东莞南玻工程玻璃有限公司于 2008 年自主研发仿纯金低辐射玻璃并申请专利，其 30 种膜系共 63 种中空产品结构于 2010 年通过中国建材认证中心的节能认证现场体系审核。2024 年起，国内企业推出以透明导电氧化物替代银层的保温镀膜玻璃，宣称可解决传统离线产品不能单片使用的限制^[11]。

应用

低辐射玻璃一般不单片使用，而与其他玻璃复合为中空玻璃或夹层玻璃，镀膜面朝向空腔，以充分发挥保温与遮阳作用^[12]。中空低辐射玻璃的可见光透射比可达 70% 以上，高于普通热反射镀膜中空玻璃一般 50% 以下的水平。

按光学设计取向，产品分为高透型与遮阳型：前者太阳能透过率较高，适合以采暖需求为主的寒冷地区；后者强化对太阳中近红外的反射，适合夏热地区与过渡地区^[13]。工程实践中，超低能耗建筑常用三玻两腔结构与低辐射膜组合，传热系数可低至 0.7 W/(m²·K)，可见光透射比约 69%，遮阳系数约 0.63^[14]。

在建筑类型上，该类产品广泛用于幕墙、外窗、采光顶等部位，也见于机场、车站等公共建筑的节能改造项目^[15]。此外，由于膜系可加入紫外线阻隔层，部分中空玻璃产品兼具降低紫外线透过率的功能^[16]。

局限

离线低辐射玻璃的功能膜较软、与其他膜层结合力较弱，成膜后需在较短时间内合片做成中空玻璃，否则膜层存在氧化、变色风险；增强附着力与膜层稳定性的改良产品才具备可钢化、可异地加工的能力^[17]。在线产品虽可热弯、钢化并单片存放，但受膜层厚度与结构限制，热学性能通常不及离线溅射产品^[5]。

单片使用会削弱其保温效果：寒冷天气单层玻璃内侧易结露，薄水膜会妨碍膜层对远红外线的反射^[12]。膜层还会使玻璃呈现一定颜色，外观选择受建筑立面要求约束，不当的清洁也可能损伤膜层。

性能指标之间存在取舍：低遮阳系数在炎热地区有利于降低空调能耗，但在寒冷地区冬季可能反而增加能耗，实际选型需结合当地气候平衡传热系数与遮阳系数^[8]。膜层加厚或银层增加会降低可见光透射比，透明度与隔热要求往往不能同时达到最优^[8]。在产业层面，中国产品的膜层光学性能、工艺稳定性、耐磨性与牢固度仍有提升空间^[12]。

参见

• 中空玻璃 —— 低辐射玻璃最常见的复合形式，两层玻璃间的干燥空腔是其保温结构的组成部分。

• 镀膜玻璃 —— 低辐射玻璃所属的产品大类，按性能分为低辐射与阳光控制两类。

• 浮法玻璃 —— 在线低辐射玻璃的基板，在线镀膜即在浮法生产线上完成。

• 磁控溅射 —— 离线低辐射玻璃的主要镀膜工艺，用于沉积银及介质膜层。

• 传热系数 —— 衡量玻璃保温性能的指标，与膜面辐射率直接相关。

• 遮阳系数 —— 表征玻璃阻挡太阳辐射热能力的指标，是低辐射产品选型的关键参数。