当前位置: > 新闻中心 > 正文

低辐射 玻璃的隔热原理

作者:奥固鸿已有:N多人关注
太阳光 谱按波长可分为三部分:紫外光、可见光、红外光。占3%的紫外光波长在0.3~0.4um;占45%的可见光波长在0.4~0.7um;占49%的红外光波长在0.
7~2.1um。投射到 地球表面上太阳光能量98%的波长在0.3~2.5um范围,而对于 这样的一个波长范围玻璃的透过率为87%,从室内 热源所发射的热辐射能量其中98%是在3~30um之间波长范围,这种远 红外的热辐射其中89%被玻璃吸收和再发射。
研究表明,对许多 金属膜和化学物膜而言,当膜的 厚度达到纳米级时,膜的光 学性能会出现突变,如ITO膜在可 见光区是透明的,其透射率在90%以上,而其红 外光的反射率也在90%以上。由于玻 璃具有这些特性:即短波 长的阳光和日光辐射通过玻璃而进入室内,被墙壁 和内部物体所吸收。近似黑 体的物体是以长波的热辐射方式发射所吸收的能量而所产生的热量极大部分被玻璃所挡住。因此窗 玻璃的作用像阳光收集器,它对短 波辐射是透过的,而对长 波辐射是不透过的。
窗户的 功能是采光和保暖,而其采 用的玻璃材料不同程度地满足了这一要求,特别是采光方面。普通3mm厚的窗户玻璃;太阳光透过率达到87%。然而,在保暖方面,它的传热系数仅达到5.8W/(㎡·K),这与适 当厚度的墙体的传热系数1.4 W/(㎡·K)相比,还是有较大的差距。现代建 筑对透光和隔热提出的要求越来越高,这也是 为什么能完美地满足这一要求的低辐射玻璃能够风靡欧美的原因。
通过窗 户所进入室内的太阳光线以及由取暖设备所释放出的能量被室内物体吸收后,再发射 出去被称为热量的电磁辐射。这是一种波长大于3um的红外 范围的连续辐射。其辐射 强度最大的波长位置由维恩位移定律确定,当室温为T时:
λmax=2989/T
在室温为2℃时,该波长大约为10um。
玻璃与 光线的本质作用是组成玻璃的氧化物与电磁辐射的相互作用,因而呈现一定的规律。例如,由于玻 璃中的桥氧的电子受激产生紫外吸收;而玻璃 中分子的本征频率与红外光的频率相近或相同,则产生红外吸收。普通玻 璃的中远红外啊透过率极低,特别是从4.5~10.5um是绝对不透明的,该范围 正好包含了室温下最大辐射强度的波长。玻璃的 红外范围的低透射率表象不能理想的阻挡室内的热量流失,因为它 对红外辐射产生强烈地吸收和微弱地反射,例如,标准玻 璃室温下在空间辐射的整个能量光谱内,吸吸收率达到89%,因此,二次散 热使室内流失了大量的能量。
单片窗 户玻璃的传热系数k决定于 玻璃本身的传热系统A和玻璃 室内外两个表面向空间的传热系数αi以及αa,他们的倒数,即传热 阻抗则满足以下关系。
1/k=1/αa+1/A+1/αi
在一定 标准条件下可得到室内外两个表面的传热系数为:αi=8 W/(㎡·K),αa=23 W/(㎡·K),由玻璃材料的热导率λ,可得A=λ/d(d为玻璃厚度)。而3mm厚的窗户玻璃差un热系数k=5.8 W/(㎡·K)的经典 结果就是在此条件下由上式得到的。并且更 进一步的研究可知:外表面 的传热以对流为主,占82%;内表面 的传热以辐射为主,占58%。这意味 着要从改变玻璃的性能来减少热能的散失,唯一的 办法就是抑制内表面的辐射,低辐射 膜也由此引起人们的关注。
处在一 定温度下的任意表面都能产生热辐射,自然界 最理想的辐射体是黑体,它的发射率等于1。与热辐 射有关的基尔霍夫定律指出,对任一波长、任意材 料表面的发射率与黑体表面的发射率之比等于该材料的吸收系数。据此可知,良好的 吸收体也是良好的发射体。当一个 物体表面收到热辐射时,设R为表面 对热辐射的反射率,1-R则为吸收系数,如用ε材料表面的发射率,根据以上定律显然有:
ε=1-R
指出,只有对热辐射,也就是 对红外辐射有高反射的表面才有低的反射率,这就是 选择玻璃涂层时的物理依据。
接着,应该了 解什么样的材料表面对红外辐射具有高反射率。就热辐 射的电磁本质而言,它在界 面上的行为应决定于麦克斯韦普遍的电磁场方程,据此可 以得到一个光波或电磁波在界面上反射的重要结论,该结论指出,在低频近似下:
R=1-8wεo/σ
式中R---反射率
Εo---真空中的介电常数
W----电磁辐射的圆频率
σ---材料的电导率
对于所有的良导体,特别是铜、银、金,具有很高的电导率。当w在近红外区时,都是很好的反射体;当w在远红外区时,则是更佳的反射体,其反射率几乎接近于1。这也是 镀层的红外反射率与面电阻密切关联的原因。

24小时客服热线:18820116619 (胡先生) QQ :18820116619

相关热词搜索:低辐射玻璃 原理 玻璃

上一篇:光电子学发展的介绍
下一篇:电熔石 英玻璃杂质含量及缺陷

返回顶部
友情链接:    德国飞艇手机app下载   德国飞艇登陆   德国飞艇登陆   达人彩票娱乐   手机彩票网站