Светопропускание стекла с покрытием зависит от множества факторов и может быть сведено к двум основным аспектам: характеристикам самой стеклянной подложки и слоя покрытия.
I. Факторы стеклянной подложки (основания)
До нанесения покрытия само стекло является основой для пропускания света.
Материал и чистота стекла: Светопропускание самого распространенного флоат-стекла составляет от 88% до 91% (для стандартного белого стекла толщиной 6 мм). Если используется ультра-прозрачное стекло (стекло с низким-железом), светопропускание его подложки может достигать более 91 %, поскольку оно значительно снижает поглощение видимого света примесями железа, обеспечивая более высокую отправную точку для последующего нанесения покрытия.
Толщина стекла: Чем толще стекло, тем больше оно поглощает и отражает свет, поэтому светопроницаемость немного уменьшится. Например, при одном и том же процессе нанесения покрытия светопропускание стекла толщиной 6 мм выше, чем у стекла толщиной 12 мм.
II. Факторы слоя покрытия (основной ключ)
Слой покрытия — это основа, определяющая конечные оптические характеристики стекла с покрытием (например, коэффициент пропускания света, коэффициент отражения, коэффициент затенения и т. д.).
Состав материала пленочного слоя:
Это самый фундаментальный фактор. Разные металлы или соединения металлов совершенно по-разному влияют на свет.
Одинарные-серебряные, двойные-серебряные и тройные-серебряные пленки Low-E: различные характеристики достигаются за счет внедрения разного количества слоев серебра (Ag). Слой серебра является отличным отражателем инфракрасных лучей, но имеет высокий коэффициент пропускания видимого света. Как правило, чем больше слоев серебра, тем лучше теплоизоляция и теплосохранение (низкий коэффициент излучения), но инженеры могут найти баланс между лучшей теплоизоляцией и наивысшим коэффициентом пропускания света, регулируя другие слои пленки.
Слои оксидной пленки: такие как диоксид титана (TiO₂), диоксид кремния (SiO₂), оксид цинка (ZnO) и т. д. Эти диэлектрические пленки в основном служат регулирующим целям, таким как защита функциональных слоев, изменение оптических свойств, усиление цвета и т. д. Их типы, толщины и последовательность напрямую влияют на конечный цвет и светопроницаемость.
Слои нитридной пленки: такие как нитрид кремния (Si₃N₄), обычно используются в качестве защитных слоев, а также очень тверды и-устойчивы к износу.
Структура и толщина пленочного слоя:
Пленочная система стекла с покрытием представляет собой сложную наноразмерную многослойную структуру. Толщина каждого слоя была точно рассчитана, а ожидаемый эффект достигается за счет интерференции света.
Точно контролируя толщину каждого слоя, можно добиться улучшенной передачи или отражения света определенных длин волн. Например, конструкция стекла Low-E направлена на максимальное пропускание видимого света (380-780 нм) и одновременно максимальное отражение лучей среднего - и дальнего инфракрасного диапазона (тепловое излучение). Даже малейшее изменение толщины пленки может существенно изменить коэффициент пропускания и отражения света.
Типы и функции слоев пленки:
Солнцезащитное покрытие: его основная цель — отражать энергию солнечного излучения и уменьшать коэффициент затенения. Светопропускание этого типа пленки обычно низкое (например, 20–50%), и она бывает различных цветов (например, бронзового, золотого, синего и т. д.). Его часто используют в навесных стенах, чтобы уменьшить проникновение тепла в помещение.
Низкоэмиссионное покрытие-. Его основная цель — отражать тепловое излучение внутри помещения, обеспечивая изоляцию и энергосбережение. Современные пленки Low-E (особенно пленки с двойным-серебрением и тройным-серебрением) могут обеспечить высокий коэффициент пропускания света (например, 60–80 %), обладая при этом отличными теплоизоляционными характеристиками, что делает их очень подходящими для жилых и коммерческих зданий, в которых требуется естественное освещение.
Анти-антибликовое покрытие (AR-покрытие): специально разработанное для максимального коэффициента пропускания света (до более 99 %), оно компенсирует отраженный свет от поверхности стекла, покрывая несколько слоев диэлектрической пленки определенной толщины с обеих сторон стекла. Он обычно используется в музейных витринах, экранах, солнечных фотоэлектрических стеклах и т. д.
Производственный процесс
Автономное покрытие (магнетронное распыление): этот процесс является гибким и позволяет создавать сложные пленочные системы различных цветов и функций (например, двойное серебро, тройное серебро Low-E) с превосходными характеристиками. Однако слой пленки относительно мягкий (для использования его обычно необходимо превратить в изоляционное стекло).
Онлайн-покрытие (химическое осаждение из паровой фазы CVD): слой пленки твердый и долговечный, его можно использовать как единое целое, но его функция относительно едина. Обычно коэффициент пропускания света высокий и его нельзя регулировать (например, хорошо-известное отечественное стекло "онлайн High-Low-E" имеет коэффициент пропускания света более 80%).
Краткое содержание
Проще говоря, светопропускание стекла с покрытием является результатом комбинированного эффекта «светопропускания основного стекла» и «влияний интерференции, поглощения и отражения слоя покрытия на свет».
Если вы хотите добиться высокого коэффициента пропускания света, выберите в качестве основного материала ультра-прозрачное стекло и покройте его пленкой с высокой-прозрачностью Low-E или анти-пленкой.
Если вы хотите добиться низкого коэффициента пропускания света (т. е. эффекта затенения), вам следует покрыть его пленкой, контролирующей солнечный свет, которая намеренно увеличивает отражение и поглощение видимого света.
Поэтому при выборе стекла с покрытием важно четко определить свои основные потребности: добиваетесь ли вы высокой прозрачности для освещения и сохранения тепла (высокая прозрачность Low-E) или добиваетесь эффекта затенения и внешнего вида (пленка для защиты от солнечного света). Производители могут точно «кастомизировать» продукцию с разным светопропусканием, регулируя материал, структуру и толщину слоя пленки.
