一种节能玻璃

本发明涉及一种节能玻璃，属于环保节能。

背景技术：

1、在我国的建筑物能耗中，空调占比近65％，因此减少建筑物的冷却负荷已经迫在眉睫。节能玻璃是一种被广泛使用的建筑物节能技术。在多种节能玻璃中，金属/介质多层薄膜结构因其结构简单、可见光透过率和近红外反射率高的特点受到学者的广泛关注。参见《中国建筑节能年度发展研究报告[m]》(清华大学建筑节能研究中心.中国建筑工业出版社,2022)以及《transparent energy-saving glass with high resistance to solarheat[j]》(qiao x,liu x,xuan y.journal of photonics for energy,2018,9(3):032710)。

2、然而，大多已有研究都只考虑了可见光和太阳红外(0.78～3微米)两个波段，对于太阳紫外波段(0.28～0.38微米)的反射率和远红外发射率(3～20微米)没有考虑。而紫外线能够对人体产生危害并加速物品的老化，同时远红外反射率也会对室内温度产生影响。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种节能玻璃，该节能玻璃具有高太阳光紫外反射率、高可见光透过率、高太阳光红外反射率、低3～20微米红外发射率的特点。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种节能玻璃，其包括：基底和设置于基底上的第一zns层、第一ag层、第二zns层、第二ag层、第三zns层；

3、并且，所述第一zns层、第一ag层、第二zns层、第二ag层、第三zns层的厚度分别为32nm-40nm、24nm-28nm、63-71nm、18nm-22nm、30-38nm。

4、根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述节能玻璃中，所述第一zns层、第一ag层、第二zns层、第二ag层、第三zns层的厚度分别为33.8-35.6nm、24.0-28.0nm、65.3-69.2nm、18.2-22.0nm、32.2-36.0nm。

5、根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述节能玻璃中，所述第一zns层、第一ag层、第二zns层、第二ag层、第三zns层的厚度之和不超过0.2微米。

6、根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述节能玻璃中，所述基底为石英、bk7玻璃、baf10玻璃、bak1玻璃、sf10玻璃或普通玻璃。

7、根据本发明的具体实施方案，优选地，该节能玻璃对太阳光紫外反射率为高于59.4％，例如为59.4％-69.8％；更优选为高于65.0％，例如为65.0％-69.8％；

8、更优选地，所述太阳光紫外反射率对应的紫外波段的波长范围为280nm-380nm。

9、根据本发明的具体实施方案，优选地，该节能玻璃对太阳可见光透过率为高于71.4％，例如为71.4％-85.5％，更优选为高于83％，例如为83.0％-85.5％；更优选地，所述太阳可见光的波长范围为380nm-780nm。

10、根据本发明的具体实施方案，优选地，该节能玻璃对太阳光红外反射率为高于65.0％，例如为65.0％-93.4％，更优选为高于85.4％，例如为85.4％-93.4％；更优选地，所述太阳光红外反射率对应的红外波段的波长范围为780nm-2500nm。

11、根据本发明的具体实施方案，优选地，该节能玻璃的红外发射率为低于1.8％，例如为1.6％-1.8％，更优选为低于1.7％，例如为1.6％-1.7％；更优选地，所述红外发射率对应的红外光的波长范围为3-20微米。

12、根据本发明的具体实施方案，优选地，所述太阳紫外反射率(参见文献[6])按照式(1)获得：

13、

14、式中，ruv为太阳光紫外反射率，iam1.5为astm air mass 1.5太阳能光谱(参见文献[8])，r为玻璃的光谱反射率(通过传输矩阵法获得)。

15、根据本发明的具体实施方案，优选地，所述太阳可见光透过率(参见文献[3])按照式(2)获得：

16、

17、式中，tvis为太阳可见光透过率，v为明视觉光谱光视效率(参见文献[7])，t为玻璃的光谱透射率(通过传输矩阵法获得)。

18、根据本发明的具体实施方案，优选地，所述太阳光红外反射率(参见文献[3])按照式(3)获得：

19、

20、式中，rsi为太阳光红外反射率，iam1.5为astm air mass 1.5太阳能光谱，r为玻璃的光谱反射率(通过传输矩阵法获得)。

21、根据本发明的具体实施方案，优选地，所述红外发射率(参见文献[3])按照式(4)获得：

22、

23、式中，εlw为红外光的平均发射率，ebb-300k为300k黑体的光谱辐射强度，可通过普朗克黑体辐射定律得到，r为玻璃的光谱反射率(通过传输矩阵法获得)。

24、本发明所提供的节能玻璃可以通过磁控溅射或电子束蒸发镀膜的方式在基底上依次沉积ag层和zns层得到。

25、与已有的节能玻璃薄膜相比，本发明提供的带有薄膜的节能玻璃具有以下优势：

26、1、本发明的节能玻璃采用特定厚度的薄膜，能够同时满足紫外(0.28～0.38微米)反射率高、可见光(0.38～0.78微米)透过率高、红外(0.78～3微米)反射率高和红外(3～20微米)发射率低四个方面的要求，在兼顾可见光透过率的同时，可以达到较好的夏季、白天降温，冬季、夜晚保暖，防紫外线等效果。

27、2、本发明的节能玻璃在近红外波段显示出优异的反射能力，远远超过已有的节能玻璃材料，可以最大程度上减少建筑物的冷却负荷。

28、3、本发明的节能玻璃在玻璃透过的可见光颜色方面也具有很好的效果，能够保证透过玻璃看到的太阳光颜色与室外相似，提高人眼的舒适度。

29、4、本发明所提供的节能玻璃中的薄膜的五层结构厚度总计不超过0.2微米，大大减小了加工需要的材料成本。

技术特征：

1.一种节能玻璃，其包括：基底和设置于基底上的第一zns层、第一ag层、第二zns层、第二ag层、第三zns层；

2.根据权利要求1所述的节能玻璃，其中，所述第一zns层、第一ag层、第二zns层、第二ag层、第三zns层的厚度分别为33.8-35.6nm、24.0-28.0nm、65.3-69.2nm、18.2-22.0nm、32.2-36.0nm。

3.根据权利要求1或2所述的节能玻璃，其中，该节能玻璃对太阳光紫外反射率为高于59.4％，优选为高于65％；

4.根据权利要求1-3任一项所述的节能玻璃，其中，该节能玻璃对太阳可见光透过率高于71.4％，优选为高于83％；

5.根据权利要求1-4任一项所述的节能玻璃，其中，该节能玻璃对太阳光红外反射率高于65％，优选为高于85.4％；

6.根据权利要求1-5任一项所述的节能玻璃，其中，该节能玻璃的红外发射率低于1.8％，优选低于1.7％；优选地，所述红外发射率对应的红外光的波长范围为3-20微米。

7.根据权利要求3所述的节能玻璃，其中，所述太阳光紫外反射率按照式(1)获得：

8.根据权利要求4所述的节能玻璃，其中，所述太阳可见光透过率按照式(2)获得：

9.根据权利要求5所述的节能玻璃，其中，所述太阳光红外反射率按照式(3)获得：

10.根据权利要求6所述的节能玻璃，其中，所述红外发射率按照式(4)获得：

技术总结
本发明提供了一种节能玻璃。该节能玻璃包括：基底和设置于基底上的第一ZnS层、第一Ag层、第二ZnS层、第二Ag层、第三ZnS层；并且，所述第一ZnS层、第一Ag层、第二ZnS层、第二Ag层、第三ZnS层的厚度分别为32nm‑40nm、24nm‑28nm、63‑71nm、18nm‑22nm、30‑38nm。本发明的节能玻璃采用特定厚度的薄膜，能够同时满足太阳光紫外反射率高、可见光透过率高、太阳光红外反射率高和红外发射率低四个方面的要求，在兼顾可见光透过率的同时，可以达到较好的夏季、白天降温，冬季、夜晚保暖，防紫外线等效果。

技术研发人员：武江元,杨震,段远源
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15