发布时间:2025-07-28 17:42:06
最近更新:2025-07-28 17:42:06
发布来源:微析技术研究院
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Low-E玻璃(低辐射玻璃)是建筑节能领域的核心材料,其光学性能直接关联建筑能耗、室内光环境与热舒适度。光学性能测试不仅是Low-E玻璃生产质控的关键环节,也是建筑设计中匹配节能标准(如GB 50189《公共建筑节能设计标准》)的重要依据。本文聚焦Low-E玻璃检测中**6类常用光学性能测试方法**,从原理、操作细节到注意事项展开说明,为质检人员与工程师提供实操参考。
可见光透射比测试:分光光度计法的实操要点
可见光透射比(VT)是Low-E玻璃最基础的光学指标,直接影响室内自然采光效果。其测试原理基于朗伯-比尔定律——光线通过玻璃时,透射光强与入射光强的比值随波长变化,通过分光光度计扫描可见光波段(380-780nm)的透射光谱,再用CIE标准照明体D65和10°视场的加权函数积分,即可得到平均透射比。
具体操作需注意三点:首先是样品制备,需选取平整、无划痕、无指纹的样品,尺寸要覆盖分光光度计的入射光斑(通常不小于20mm×20mm);其次是基线校准,用空气作为空白样校准仪器的零透射率;最后是光谱扫描,从380nm到780nm逐点测量,间隔建议选5nm(兼顾精度与效率),扫描完成后仪器会自动积分计算VT值。
测试中的常见误区需规避:比如样品表面未清洁,灰尘或指纹会散射光线,导致VT值偏低;又如只测单一位置,Low-E玻璃的膜层均匀性可能存在差异,需在样品的中心、四角各测一次,取平均值才更准确;此外,需确认仪器符合GB/T 2680《建筑玻璃可见光透射比等参数的测定》的要求。
红外反射比测试:积分球与分光光度计的组合应用
红外反射比(IRR)是Low-E玻璃“隔热”功能的核心指标——膜层通过反射近红外(780-2500nm)和远红外(2500nm以上)辐射,减少热量传入室内。测试需结合分光光度计与积分球,因为积分球能收集样品的漫反射光,避免定向反射导致的误差。
操作步骤分为四步:首先安装积分球,确保样品位于积分球中心,入射光与样品表面垂直;其次校准背景,用标准反射板(反射率≥98%)校准仪器的100%反射率;然后扫描光谱,近红外波段用钨灯,远红外波段需切换为MCT检测器(对远红外敏感);最后数据处理,需扣除玻璃背面的反射影响——单层Low-E玻璃可通过“样品反射率-玻璃基板反射率”计算膜层净反射率,中空玻璃则需用双层玻璃公式修正。
关键注意事项:一是膜面朝向,需将膜面朝向积分球入射光方向,否则会测到玻璃基板的反射率(约4%),而非膜层的高反射率(近红外反射率可达80%以上);二是波段范围,建筑标准常关注近红外反射比(太阳热量主要在近红外);三是积分球校准,内壁涂层易受潮,需定期校准避免反射率下降。
遮阳系数测试:计算法与实验室法的差异及选择
遮阳系数(SC)是评价Low-E玻璃遮挡太阳辐射能力的指标,计算公式为“玻璃的太阳得热系数(SHGC)÷3mm透明玻璃的SHGC(0.87)”。测试方法分为计算法与实验室法,二者各有适用场景。
计算法是快速测试的首选:首先用分光光度计测可见光透射比(VT)和近红外透射比(Tir);然后根据ISO 15099公式计算SHGC:SHGC=0.30×VT + 0.70×Tir(权重基于太阳辐射中可见光占30%、近红外占70%);最后算出SC=SHGC/0.87。计算法优势是快速、成本低,适合生产线批量检测,但依赖光谱数据准确性——若波段间隔过大(如20nm),会导致Tir误差。
实验室法是仲裁测试的首选:用太阳模拟器(模拟D65光源)照射样品,通过热流计测量接收腔内的热量,对比空白样计算SHGC:SHGC=(透过样品的热量)÷(空白样的热量)。实验室法准确,但设备昂贵、测试时间长(每个样品需30分钟以上),适合第三方认证测试。
选择时需注意:生产质控选计算法,项目验收或认证选实验室法;中空Low-E玻璃的膜面位置(第二面或第三面)会影响SHGC,测试时需明确膜面位置。
半球发射率测试:emissometer的正确使用方式
半球发射率(εh)是Low-E膜在远红外波段(2.5-25μm)的发射能力,发射率越低,保温效果越好。测试需用emissometer(辐射率测试仪),原理是测量样品辐射出射度与同温度黑体的比值。
操作步骤需注意细节:首先样品预处理,用无水乙醇清洁表面,放置在25℃环境中稳定30分钟(温度变化影响发射率);其次仪器校准,用标准黑体(发射率=0.99)校准零点和满量程;然后样品测试,将膜面朝上放在测试台,确保覆盖有效区域(直径10mm),仪器通过“ε=1-ρ”(ρ为反射率)计算发射率;最后重复测试,在样品中心、四角各测一次取平均。
常见错误需避免:一是测试温度不符,若样品温度30℃而校准温度25℃,会导致结果偏高(约0.01/℃);二是膜面朝向错误,若玻璃基板朝上,测到的是玻璃发射率(约0.85),而非膜层的低发射率(优质膜εh≤0.15);三是样品尺寸过小,会导致环境辐射干扰结果。
紫外透射比测试:分光光度计的紫外波段适配
紫外透射比(UVT)是Low-E玻璃的附加性能——膜层或基板中的UV吸收剂能减少紫外线(280-380nm)透射,保护室内家具免受褪色。测试原理与可见光类似,但需适配紫外波段。
操作要点:首先光源选择,紫外波段用氘灯(200-400nm),可见光用钨灯;其次基线校准,用空气作为空白样(紫外光易被玻璃吸收,无需白板);然后光谱扫描,波段280-380nm,间隔5nm(UVB波段280-315nm需2nm间隔,因UVB伤害更大);最后积分计算,用CIE紫外加权函数计算平均UVT,或分别计算UVA(315-380nm)和UVB透射比。
注意事项:一是样品纯度,玻璃中的气泡、夹杂物会吸收紫外光,导致UVT偏低;二是仪器灵敏度,需确认检测器在280nm以下的灵敏度;三是测试目的,家具保护关注UVB透射比(≤10%),人体防晒关注UVA(≤30%)。
光学均匀性测试:激光干涉仪的条纹分析技巧
光学均匀性是Low-E玻璃的隐性指标——玻璃内部折射率不均匀会导致光线扭曲,影响视觉舒适度。测试需用激光干涉仪,原理是通过干涉条纹弯曲程度反映折射率变化。
操作步骤:首先安装样品,放在参考镜与测试镜之间,确保样品表面平行于参考镜(误差≤0.1°);其次激光照射,用氦氖激光(波长632.8nm),样品前后表面反射光产生干涉条纹;然后条纹分析,用软件计算条纹弯曲度(偏离直线的最大距离与条纹间距的比值);最后结果判定,根据GB/T 18915.1,条纹弯曲度应≤1/4波长(≤158nm),否则不合格。
关键技巧:一是环境控制,温度稳定在20±2℃,湿度≤60%(温度变化会改变折射率);二是样品清洁,表面划痕或灰尘会模糊条纹,需用镜头纸蘸无水乙醇擦拭;三是区域测试,需测试中心、边缘(距离边缘50mm)和角落,玻璃边缘折射率不均匀性更明显。
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