建筑玻璃涂料分析

建筑的主食之一是玻璃,但如果未经处理亚博网站下载,它可能构成建筑物热性能的弱点。可以使用化学蒸气沉积或物理蒸气沉积技术改善建筑玻璃的光学和热性能。

这可能导致建筑物中冷却或加热系统的能源需求大大减少。建筑玻璃的光学和热性能可以使用玻璃涂料分析系统从TEC5USA实现极精确的薄膜厚度的内线测量。

建筑玻璃的热特性

建筑物玻璃在建筑物中占据了独特的利基数千年。玻璃的使用为外部环境提供了相当强大的保护,同时仍使光线进入室内空间。新建筑通常具有大型,强调的戏剧性玻璃元素,使使用玻璃在现代建筑中有些代名词。1

Glass带来了许多其他缺点,因为其透明度的价值是如此之大。与其他常见的建筑材料(如混凝土,木材和钢)相比,板玻璃昂贵,沉重且精致。亚博网站下载

此外,通常,建筑物的热信封中最弱点是未处理的板玻璃窗。热信封是将建筑物的冷却或加热内部与外部环境区分开的集体结构。2

全世界消耗大量能量,以进行冷却和加热室内空间。国际能源机构在2019年制作了一份报告,报道说,加热水和室内空间约占2018年全球能源消耗的23%。3

商业和住宅空间冷却占美国总电量的10%。4因此,有一个主要的机会可以大大减少能源消耗和温室气体排放,并通过改善玻璃的热特性来改善建筑物的能量性能。

通过涂料增强建筑玻璃性能

的热特性和光学特性建筑玻璃可以通过将其薄层的金属或金属氧化物涂覆来调节。在考虑此问题时,重要的是要注意,没有一种正确的方法来优化建筑玻璃的热性能。

例如,在寒冷气候下的设计师应选择具有最高的太阳能传输(以“ G值”为特征)的玻璃,以确保从外部最大化入射能通量。

同时,应该有低水平的热透射率(由各种“ u因子”描述,并以w/m进行测量2K0)尽可能最大程度地减少从建筑物中逸出的热量。但是,在炎热的气候下,情况恰恰相反,对于Windows的G值较低,这一点很重要。5

建筑玻璃涂料可让建筑设计师使用简化的方法和设计指南来根据建筑物用例,占用和气候区域选择最合适的玻璃,通常是通过提供静态值U和G的玻璃窗格。

多种材料用于生产建筑玻璃的功能涂亚博网站下载料。6

在炎热的气候下,可以通过多种方式降低太阳能透射率。可以通过一层高度吸收的涂层(例如钛的氧硝酸盐)来增加吸收,而高索引介电材料(例如氧化钛)亚博网站下载2)通常用于增加反射率并降低太阳能传输。

多层金属涂料可以提供更具选择性的红外反射率。

冷气候涂料使用多层银二电脑系统,或包括外部半导体(如二锡氧化物(ITO)),以在太阳光谱范围内提供最大的透射率,并为室温IR辐射提供高反射率。

越来越多的需求也需要系统通过提供可变透明度来响应温度(热色素性)。

二氧化钒(vo2)通过研究开发“智能涂料”的长寿式窗口涂层,可以被动地调节太阳热增加,以应对季节性条件,因此被确定为有前途的候选人。7,8

薄膜沉积的精度提高

通常,化学蒸气沉积(CVD)或物理蒸气沉积(PVD)用于将涂料沉积到建筑玻璃上。实际上,建筑玻璃是这些技术开发的关键驱动力,并且是大面积真空涂料系统的主要应用之一。9

对于蒸气沉积过程的成功至关重要的是内联分析。在整个沉积过程中使用测量技术,以确保沉积正确的薄膜层厚度,具体取决于沉积材料的堆栈的复杂性。亚博网站下载

TEC5USA在线UV-VIS光谱仪实现了使用白光干涉仪对薄膜厚度的测量,并具有极高的精度。光谱仪系统具有检测器选项,包括NMOS,CMOS和CCD,并且能够在光谱的整个紫外线和可见区域进行分析(190 - 1100 nm)。

由于玻璃涂层蒸气沉积过程中发生的快速反应,因此测量较低的采集时间至关重要。这TEC5USA UV-VIS光谱仪通过提供极高的高速采集(在几毫秒的区域),可以实时监视这些涂料过程。

该机器具有多重功能,可以确保过程均匀性;单个设备最多可以监视32个测量位置。

光谱仪可以通过与连接协议(包括OPC,4.20 MA和MODBUS)的兼容性轻松地与分布式控制系统连接,以用于在线过程控制和自动化。

用户可以利用用于薄膜过程的集成控制软件来获得模拟的光谱和材料常数以及膜厚度,从而为其沉积过程实现了优化的涂层参数。

来自TEC5USA的光谱仪系统具有较高的波长精度,并且设备分辨率在<2 - 10 nm ∆λ之间FWHM,确保涂层以完美的厚度沉积,以产生所需的性能参数。

参考

  1. Amstock,J.S。玻璃制造手册。(McGraw-Hill,1997)。
  2. Alibaba,H。在炎热潮湿的气候下,确定办公室的最佳窗口与外墙比率的确定。可持续性8,187(2016)。
  3. 热量 - 可再生能源2019 - 分析 - IEA。https://www.iea.org/reports/renewables-2019/heat
  4. 常见问题(常见问题解答) - 美国能源信息管理局(EIA)。https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php
  5. Del Ama Gonzalo,F。住宅建筑物中水流玻璃的动态太阳能透射。国际应用工程研究杂志13,(2018)。
  6. Buffat,B。薄膜和建筑玻璃。杂志《体质IV程序》02,C2-11-C2-19(1992)。
  7. Anderson,A.-L.,Chen,S.,Romero,L。,Top,I。&Binions,R。用于高级玻璃应用的薄膜。建筑物6,37(2016)。
  8. Sol,C。等。高性能平面薄膜热色彩窗口通过动态光学阻抗匹配。ACS应用。母校。接口12,8140–8145(2020)。
  9. Schaefer,C.,Bräuer,G。&Szczyrbowski,J。建筑玻璃上的低发射涂层。表面和涂料技术93,37-45(1997)。

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