低辐射镀膜玻璃的研究进展
ＲｅｕｓｅｏｆｔｈｅＷａｓｔｅＷａｔｅｒｉｎＰｏｌｉｓｈｅｄＴｉｌｅｓＦａｃｔｏｒｙ
ＧｕｏＣｈｅｎｇｌｉｎ１ＷａｎｇＱｉｎｇｇａｎｇ２
（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＨｅｎｇｙａｎｇＨｕｎａｎ
４２１００１
２ＧｕａｎｇｄｏｎｇＭＯＮＡＬＩＳＡＣｅｒａｍｉｃｓＣｏ．，Ｌｔｄ．ＦｏｓｈａｎＧｕａｎｇｄｏｎｇ５２８２１１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｐｏｌｉｓｈｅｄｔｉｌｅｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｕｓｅｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｏｔｈｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌｐｏｔｔｅｒｙｉｎｄｕｓｔｒｙｆｏｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｉｓｈｅｄｔｉｌｅｓ，ｒｅｕｓｅｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
４结语
由于陶瓷厂污水处理成本远低于自来水价格，回收的废渣也可用于坯料配方，节约了成本。污水达到零排放，做到清洁生产，取得了较好的经济效益和社会效益。
参考文献
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用［Ｊ］．佛山陶瓷，２００２，５
２王风贺，徐景维等．改性聚铝絮凝剂及其在陶瓷废水中的应用［Ｊ］．中国陶瓷，２００２，９
３邝钜炽，张军．陶瓷废水高效混凝剂［Ｊ］．中国陶瓷，２００１，４
１前言
随着现代建筑对装饰材料要求的提高，人们对作为建筑材料之一的玻璃的要求也越来越高。玻璃是建筑物和汽车不可缺少的组成部分，承担着许多重要的功能，包括美化建筑物和汽车的外观、采光及给室内带来开阔的视野。但是普通玻璃阳光透过率很高、红外反射率很低，大部分太阳光透过玻璃进入室内，从而会加热物体。而这些室内的能量又会以辐射形式通过玻璃散失掉。据统计，建筑物中通过门窗散失的热量约占整个建筑采暖或制冷能耗的５０％，而通过玻璃流失的热量就占整个窗户的８０％左右。
低辐射膜对远红外（热辐射）的反射率很高，具有阻
隔热辐射直接透过的作用。玻璃镀上低辐射膜，其隔热性大大改善。普通镀膜玻璃不具备反射远红外线的功能，同样也不能达到隔热保温的目的。低辐射膜的本质是降低表面的辐射率。当太阳能通过低辐射玻璃表面时，反射到空间一部分，进入室内的一部分和室内物体发射的红外线，由窗户又反射到室内，使室内热能不易散失。这一特性使Ｌｏｗ－ｅ玻璃的传热系数大大降低，有效地改善了窗户的隔热性能［１］。
２开发低辐射镀膜玻璃的意义
太阳辐射是取之不尽的巨大能源，透过大气层到达
地平面的太阳辐射热按光谱区的能量分配大致如下：波
低辐射镀膜玻璃的研究进展
陈炳炎
１
李敬华
２
（１广东水利电力职业技术学院土木工程系
广东广州
５１０６３５２山东山大华特科技股份有限公司山东济南２５０１０１）
摘要本文介绍了开发低辐射镀膜玻璃的意义及国内外的研究和应用状况，并比较了低辐
射镀膜玻璃的制备方法，展望了其应用前景。关键词低辐射镀膜玻璃，制备方法，节能
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长０．３～０．３８μｍ的紫外光，其辐射能约占太阳总辐射能的１３％；波长０．３８～０．７８μｍ的可见光区，其辐射能约占太阳辐射能的４３％；波长０．７８～２．５μｍ的红外光，其辐射能约占太阳辐射能的４１％；其余的约占３％，即太阳能能量的９７％集中在波长０．３～２．５μｍ范围。普通透明玻璃对太阳的辐射透射比和传热系数都很高，５ｍｍ厚的普通浮法玻璃对太阳辐射的透射比高达８４％，在炎热的夏季大部分的太阳辐射能通过窗玻璃透进室内，使房间的温度升高，使空调负荷很大。在玻璃表面通过物理或化学沉积方法涂上一层薄膜，由于膜层具有特殊的光热性能即具有反射太阳辐射能的特性，因而成为节能型玻璃［２］。
最初开发的Ｌｏｗ－ｅ玻璃主要用于寒冷地区，以降低能源消耗。冬季，它对室内散热片及室内物体散发的远红外线，几乎如绝缘镜一样，全部反射回室内，保证室内热量不向室外散失，从而可以节约取暖费用。夏季，它可以阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内，节约空调费用。同时，它可使７０％以上的太阳光（可见光和近红外光）透入建筑物内，对可见光的透过率适中。可见光的发射率低可避免光污染的产生，营造良好的光环境。低辐射镀膜玻璃的这种选择透过性，可以起到控制阳光、调节热量、节约能源，进而保护环境的作用，因而成为目前世界上公认的最理想的窗玻璃材料。数据表明，建筑物使用普通中空玻璃比单层普通玻璃节能５０％左右，使用低辐射镀膜玻璃的中空玻璃窗，可比单层普通玻璃窗节能７５％左右［３］。由于窗户是节能的薄弱环节和重点部位，改善建筑物窗户的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键因素。随着国家对节能和环保力度的加大，人们已越来越关心燃烧所产生的污染问题，特别是我国煤炭占能源消耗总量的７５％，建筑采暖所用能耗占全国商品用能耗量的１０％左右。随着城镇建设的快速发展，建筑用能耗所排放的污染物急剧增加，建筑节能所体现的经济和社会效益就日益突出。玻璃工业作为建筑业的一个支柱行业，若能抓住机遇调整产品结构，生产节能玻璃将会使全行业进入一个新的发展阶段［４］。
３国内外现状
３．１国内现状
８０年代末，我国只有几家企业引进镀膜玻璃生产线和技术。到了９０年代初期，市场对镀膜玻璃的需求量增
长迅猛，镀膜玻璃出现供不应求的局面，而且利润非常可观，因而各种镀膜生产线被迅速引进。短短几年时间内，该行业在我国得到迅速发展。结果其生产能力超过了我国当前建筑业的实际需求，形成了供过于求的局面。由于有些企业单纯追求一时的经济效益，不关心生产、使用、施工中的技术研究和质量管理，导致一些企业停产或转产，很多企业效益下滑，使镀膜玻璃生产行业的健康发展受到了很大的影响。虽然有些企业引进了国外的生产线和相关技术，但由于我国企业的经营模式所限，各企业只对设备的使用、维修、保养及简单的膜系开发作了些研究，很少有企业与科研院所和镀膜设备制造商融为一体，对镀膜工艺和技术作深入的研究和开发，因此国内镀膜行业的发展和国外相比存在很大的差距［５］。
３．２国外现状
７０年代出现的世界能源危机，促进了低辐射玻璃的开发和应用，到了８０年代末期，国外特别是欧洲和美国等国家和地区的建筑物门窗大量采用低辐射镀膜玻璃。美国在８０年代末期，低辐射玻璃窗已占整个双层玻璃窗市场的四分之一以上。由于低辐射镀膜玻璃优异的节能效果，使其在欧美及日本等发达国家得到了广泛的应用，年使用量的增长率高于２０％，全世界年用量已超过１．２亿ｍ２。德国政府１９９６年立法规定，所有建筑物都必须采用低辐射镀膜玻璃，以减少普通玻璃因热损失过大而造成的能源浪费。欧共体自２００１年６月新节能条例生效后，要求在此后的新建、改建建筑物上推广使用低辐射玻璃，使低辐射玻璃市场需求量急剧上升。全欧洲年需求量达到了６５００万ｍ２。推广普及低辐射中空玻璃的德国今后要达到９２％，奥地利为９０％，波兰为７５％，美国由于推行了“能源之星”等节能措施，低辐射玻璃的使用量也急剧增长，２００１年低辐射玻璃的销售量为５１４０万ｍ２［６］。
现今许多国家也正在出台类似的政策。随着各国的重视及相继立法，低辐射镀膜玻璃的用量将大幅度增加。
４低辐射镀膜玻璃的制备方法
目前生产镀膜玻璃的方法主要有以下三种：一是真空蒸发镀膜；二是磁控溅射镀膜；三是化学法镀膜。前两种方法属于物理气相沉积ＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｕｒＤｅｐｏ－ｓｉｔｉｏｎ）。第一种工艺方法投资少、见效快，属一种短平快的项目，但存在膜层不均匀、牢固性差的缺点，因而该工
ＰＶＤ、ＣＶＤ和Ｓｏｌ－Ｇｅｌ方法比较表［７］
比较项目ＰＶＤＣＶＤＳｏｌ－Ｇｅｌ
物质源
激活方式
制备温度
膜结构
膜致密性
膜附着性
化学组成相组成均匀性成本
生成膜物质的蒸气
消耗蒸发热、电离等
２５０～２０００℃（蒸发源）
２５℃～合适温度（基片）
单晶、多晶、非晶
致密
较好
一般
高
含有膜元素的化合物蒸气、反应气体
提供激活能，高温，化学自由能
１５０～２０００℃（基片）
单晶、多晶、非晶
致密
好
较高
高
含膜元素的无机盐、醇盐或羧酸盐等
加热处理
３００～８００℃（基片）
多晶、非晶
较致密
好
高
低
艺将会逐渐被淘汰；磁控溅射法自动化程度高，其膜层易控制，因此其产品质量较好，但该工艺设备投资大、生产周期长，在一般的中小企业中推广存在一定的困难。目前，用磁控溅射法生产低辐射镀膜玻璃的主要厂家有德国莱宝、美国ＢＯＣ等公司。在线生产低辐射镀膜玻璃的厂家只有英国皮尔金顿公司、美国ＰＰＧ公司、法国圣戈班公司等少数几家大公司，这些公司大都采用ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法生产低辐射镀膜玻璃。
化学镀膜法操作简单、经济、易于大面积成膜，其中采用ＣＳＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＳｐｒａｙＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法较多。化学法的另一种方法是溶胶－凝胶法（Ｓｏｌ－ｇｅｌＭｅｔｈｏｄ），该法是目前国内外广泛采用的镀膜玻璃生产方法。生产镀膜玻璃的三种方法比较如表所示。
溶胶－凝胶技术是８０年代发展起来的一门新技术，指有机或无机金属化合物经过溶胶－凝胶化和热处理形成氧化物或其它固体化合物的方法。其过程是：用液体化学试剂（或粉状试剂溶于溶剂）或溶胶为原料，在液相中均匀混合并进行反应，生成稳定且无沉淀的溶胶体系，放置一定时间后转变为凝胶，经脱水处理，在溶胶或凝胶状态下成形为制品，再在低于传统的温度下烧结［８］。
利用该法制备的无机薄膜材料具有耐热性好、稳定性高、强度大的特点，还能使基材具有光、电、色、磁、热等特殊物理功能，因此受到各国的重视。溶胶－凝胶法设备投资少、具有生产工艺简单、建厂快、产品膜层均匀性好、膜层耐酸碱和牢固性较好的特性，适合于大面积制膜，而且薄膜化学组成比较容易控制，能从分子水平上设计、剪裁，特别适合于制备多组元氧化物薄膜材料。更重要的是该产品可以用于钢化及热弯，因而目前在国内被广泛采用［９］。
低辐射镀膜玻璃主要有银膜体系，包括单银和双银膜系等。ＳｎＯ２基薄膜、掺锑的ＳｎＯ２薄膜简称为ＡＴＯ；掺氟的ＳｎＯ２薄膜简称为ＦＴＯ；Ｉｎ２Ｏ３基薄膜、掺锡的Ｉｎ２Ｏ３薄膜简称ＩＴＯ；ＺｎＯ基薄膜，其中掺铝的ＺｎＯ薄膜（ＺＡＯ）是目前最好的ＺｎＯ系薄膜。
５存在的问题及展望
在我国大面积推广低辐射镀膜玻璃，就必须使其生产规模化，以降低成本。低辐射玻璃在线生产技术涉及化学、流体力学、热工学、机械、材料学、光学、电子学、色度学和玻璃工艺学等学科，是多学科的综合运用，技术难度非常之大。然而基于溶胶－凝胶法的众多优点，若将这个技术开发成熟，将会有广阔的前景，同时会对我国建筑节能步伐的推进作出不可估量的贡献。９０年代中期，国内有关部门已着手这项技术的基础性研究。国内在线镀阳光控制膜玻璃的生产技术已经相当成熟，已达到国外同类水平，但从阳光控制膜玻璃生产转到低辐射镀膜玻璃生产还存在很大的技术难度。然而，凭借国内十余年在线镀膜的科研和生产经验，只要我们集中精力，加之国家和社会各界的大力支持，攻克这一难关将不会太遥远。
近年来，我国节能工作虽然取得了长足的进步，但是与国际先进水平相比仍有很大的差距。目前我国能源利用效率仅为３０％左右，比发达国家约低１０个百分点；人均能源消耗仅为世界平均水平的一半，但产值能耗比世界平均水平高出２倍多。据有关专家估算，如果我国非节能型窗中的４０％改造成节能窗，全国每年可减少能耗折合标
ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＬｏｗ－ｅＧｌａｓｓ
ＣｈｅｎＢｉｎｇｙａｎ１
ＬｉＪｉｎｇｈｕａ２
（１ＧｕａｎｇｄｏｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ
Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ
５１０６３５
２ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＷｉｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，ＬＴＤ．ＪｉｎａｎＳｈａｎｄｏｎｇ
２５０１０１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇＬｏｗ－ｅｃｏａｔｉｎｇｇｌａｓｓａｎｄｉｔｓｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｓｅｖｅｒａｌｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆＬｏｗ－ｅｃｏａｔｉｎｇｇｌａｓｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌｏｗ－ｅｇｌａｓｓ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ
准煤约１．５６亿ｔ，同时可减少向大气排放灰尘７０００万ｔ和大量的有害气体。所以未来几年，低辐射玻璃将是镀膜玻璃发展的重点。１９９６年我国颁布的《中华人民共和国建设部建筑节能技术政策》中规定：从１９９６年起到２０００年新设计采暖居住建筑应达到１９８０～１９８１年在当地通用设计能耗水平基础上节能５０％的标准，２００５年起新建采暖居住建筑应在此基础上再节能３０％。这就为镀膜玻璃，特别是低辐射玻璃的大量应用提供了政策依据。中国北京申奥成功，大规模的场馆建设对绿色建材、绿色环保提出了更高的要求，也给节能玻璃的广泛应用带来了契机，可见其发展前景广阔［４］。
参考文献
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