Kính là một trong những vật liệu xây dựng phổ biến và linh hoạt nhất được sử dụng ngày nay, một phần do hiệu suất năng lượng mặt trời và nhiệt không ngừng được cải thiện. Một cách để đạt được hiệu suất này là thông qua việc sử dụng các lớp phủ low-e điều khiển thụ động và năng lượng mặt trời. Vậy, kính low-e là gì? Trong phần này, chúng tôi cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan chuyên sâu về chất phủ.
Để hiểu các lớp phủ, điều quan trọng là phải hiểu quang phổ năng lượng mặt trời hoặc năng lượng từ mặt trời. Ánh sáng cực tím (UV), ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng hồng ngoại (IR) đều chiếm các phần khác nhau của quang phổ mặt trời - sự khác biệt giữa ba loại được xác định bởi bước sóng của chúng.
• Tia cực tím, là nguyên nhân làm cho vật liệu nội thất như vải và vật liệu phủ tường bị phai màu, có bước sóng 310-380 nanomet khi báo cáo hiệu suất của kính.
• Ánh sáng khả kiến chiếm một phần quang phổ giữa các bước sóng từ khoảng 380-780 nanomet.
• Ánh sáng hồng ngoại (hay nhiệt năng) được truyền dưới dạng nhiệt vào một tòa nhà và bắt đầu ở bước sóng 780 nanomet. Hồng ngoại mặt trời thường được gọi là năng lượng hồng ngoại sóng ngắn, trong khi nhiệt tỏa ra từ các vật thể ấm có bước sóng cao hơn mặt trời và được gọi là hồng ngoại sóng dài.
Các lớp phủ Low-E đã được phát triển để giảm thiểu lượng tia cực tím và tia hồng ngoại có thể truyền qua kính mà không ảnh hưởng đến lượng ánh sáng nhìn thấy được truyền qua.
Khi nhiệt hoặc năng lượng ánh sáng bị thủy tinh hấp thụ, nó sẽ bị chuyển động ra xa bằng không khí chuyển động hoặc bị bề mặt thủy tinh bức xạ lại. Khả năng bức xạ năng lượng của vật liệu được gọi là độ phát xạ. Nhìn chung, các vật liệu có độ phản xạ cao có độ phát xạ thấp và các vật liệu có màu sẫm hơn xỉn có độ phát xạ cao. Tất cả các vật liệu, bao gồm cả cửa sổ, bức xạ nhiệt dưới dạng sóng dài, năng lượng hồng ngoại tùy thuộc vào độ phát xạ và nhiệt độ bề mặt của chúng. Năng lượng bức xạ là một trong những cách truyền nhiệt quan trọng xảy ra với cửa sổ. Giảm độ phát xạ của một hoặc nhiều bề mặt kính cửa sổ giúp cải thiện đặc tính cách nhiệt của cửa sổ. Ví dụ, kính không tráng có độ phát xạ là .84, trong khi Kính kiến trúc Vitro '(trước đây là kính PPG) kiểm soát năng lượng mặt trời Solarban® Kính 70XL có độ phát xạ .02.
Đây là lúc lớp phủ có độ phát xạ thấp (hoặc kính low-e) phát huy tác dụng. Kính Low-E có một lớp phủ trong suốt, mỏng như kính hiển vi — nó mỏng hơn nhiều so với sợi tóc của con người — phản xạ năng lượng hồng ngoại sóng dài (hoặc nhiệt). Một số low-e cũng phản ánh một lượng đáng kể năng lượng hồng ngoại mặt trời sóng ngắn. Khi năng lượng nhiệt bên trong cố gắng thoát ra bên ngoài lạnh hơn trong mùa đông, lớp phủ low-e sẽ phản xạ nhiệt trở lại bên trong, làm giảm sự thất thoát nhiệt bức xạ qua kính. Điều ngược lại xảy ra trong mùa hè. Để sử dụng một phép tương tự đơn giản, thủy tinh low-e hoạt động giống như một cái phích. Bình giữ nhiệt có một lớp tráng bạc, phản ánh nhiệt độ của đồ uống trong đó. Nhiệt độ được duy trì là do sự phản xạ liên tục xảy ra, cũng như các lợi ích cách nhiệt mà không gian không khí cung cấp giữa vỏ trong và vỏ ngoài của phích, tương tự như một đơn vị thủy tinh cách nhiệt. Vì thủy tinh low-e bao gồm các lớp bạc cực mỏng hoặc các vật liệu có độ phát xạ thấp khác, lý thuyết tương tự cũng được áp dụng. Lớp phủ low-e màu bạc phản chiếu nhiệt độ bên trong trở lại bên trong, giữ cho căn phòng ấm hoặc lạnh.
Các loại lớp phủ Low-e & Quy trình sản xuất
Thực tế có hai loại lớp phủ low-e khác nhau: lớp phủ low-e thụ động và lớp phủ low-e kiểm soát năng lượng mặt trời. Các lớp phủ low-e thụ động được thiết kế để tối đa hóa lượng nhiệt năng lượng mặt trời thu được vào nhà hoặc tòa nhà để tạo ra hiệu ứng sưởi ấm “thụ động” và giảm sự phụ thuộc vào hệ thống sưởi nhân tạo. Các lớp phủ low-e kiểm soát năng lượng mặt trời được thiết kế để hạn chế lượng nhiệt mặt trời truyền vào nhà hoặc tòa nhà nhằm mục đích giữ cho các tòa nhà mát hơn và giảm tiêu thụ năng lượng liên quan đến điều hòa không khí.
Cả hai loại kính low-e, điều khiển thụ động và năng lượng mặt trời, đều được sản xuất bằng hai phương pháp sản xuất chính - nhiệt phân, hoặc “lớp phủ cứng”, và lắng đọng chân không Magnetron Sputter (MSVD), hoặc “lớp phủ mềm”. Trong quá trình nhiệt phân, đã trở nên phổ biến vào đầu những năm 1970, lớp phủ được áp dụng cho dải băng thủy tinh trong khi nó đang được sản xuất trên dây chuyền nổi. Lớp phủ sau đó “hợp nhất” với bề mặt thủy tinh nóng, tạo ra một liên kết bền vững rất bền để xử lý thủy tinh trong quá trình chế tạo. Cuối cùng, kính được cắt thành các tấm có kích thước khác nhau để vận chuyển cho các nhà chế tạo. Trong quy trình MSVD, được giới thiệu vào những năm 1980 và liên tục được tinh chế trong những thập kỷ gần đây, lớp phủ được áp dụng cho kính đã cắt sẵn trong buồng chân không ở nhiệt độ phòng.
Do sự phát triển lịch sử của các công nghệ phủ này, các lớp phủ low-e thụ động đôi khi được kết hợp với quá trình nhiệt phân và các lớp phủ low-e kiểm soát năng lượng mặt trời với MSVD, tuy nhiên, điều này không còn hoàn toàn chính xác nữa. Ngoài ra, hiệu suất rất khác nhau giữa các sản phẩm và nhà sản xuất với nhà sản xuất (xem bảng bên dưới), nhưng các bảng dữ liệu hiệu suất luôn có sẵn và một số công cụ trực tuyến có thể được sử dụng để so sánh tất cả các lớp phủ low-e trên thị trường.
Vị trí lớp phủ
Trong một bảng điều khiển kép tiêu chuẩn IG, có bốn bề mặt tiềm năng mà lớp phủ có thể được áp dụng: bề mặt thứ nhất (# 1) hướng ra ngoài trời, bề mặt thứ hai (# 2) và bề mặt thứ ba (# 3) đối mặt với nhau bên trong bộ kính cách nhiệt và được ngăn cách bởi một tấm đệm ngoại vi tạo ra một không gian không khí cách nhiệt, trong khi bề mặt thứ tư (# 4) hướng trực tiếp vào trong nhà. Các lớp phủ low-e thụ động hoạt động tốt nhất khi ở bề mặt thứ ba hoặc thứ tư (cách xa mặt trời nhất), trong khi lớp phủ low-e kiểm soát năng lượng mặt trời hoạt động tốt nhất khi ở bề mặt gần mặt trời nhất, thường là bề mặt thứ hai.
Các phép đo hiệu suất lớp phủ Low-e
Lớp phủ Low-e được áp dụng cho các bề mặt khác nhau của các đơn vị kính cách nhiệt. Cho dù lớp phủ low-e được coi là điều khiển thụ động hay năng lượng mặt trời, chúng đều cung cấp những cải tiến về giá trị hiệu suất. Các thông số sau được sử dụng để đo hiệu quả của kính có lớp phủ low-e:
• Giá trị u là xếp hạng cho một cửa sổ dựa trên mức độ mất nhiệt mà nó cho phép.
• Truyền ánh sáng có thể nhìn thấy là thước đo lượng ánh sáng đi qua cửa sổ.
• Hệ số thu nhiệt mặt trời là phần bức xạ mặt trời tới được thu nhận qua cửa sổ, vừa truyền trực tiếp vừa hấp thụ & tái bức xạ vào bên trong. Hệ số tăng nhiệt mặt trời của cửa sổ càng thấp thì nhiệt mặt trời truyền qua càng ít.
• Ánh sáng đến Năng lượng mặt trời là tỷ số giữa Hệ số tăng nhiệt mặt trời (SHGC) của cửa sổ và xếp hạng truyền ánh sáng nhìn thấy (VLT) của nó.
Đây là cách các lớp phủ đo lường bằng cách giảm thiểu lượng ánh sáng cực tím và hồng ngoại (năng lượng) có thể đi qua kính mà không làm giảm lượng ánh sáng nhìn thấy được truyền qua.
Khi nghĩ đến các thiết kế cửa sổ: hãy nghĩ đến kích thước, tông màu và các phẩm chất thẩm mỹ khác. Tuy nhiên, lớp phủ low-e đóng một vai trò quan trọng không kém và ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất tổng thể của cửa sổ và tổng chi phí sưởi ấm, chiếu sáng và làm mát của một tòa nhà.
Thời gian đăng: 13-08-2020