CN101679113B - 节能玻璃和制造节能玻璃的方法 - Google Patents

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Abstract

节能玻璃，其包括基本上相互平行的第一表面(1)和第二表面(2)，并且所述节能玻璃的玻璃物质含有太阳辐射能吸收剂。所述太阳辐射能吸收剂存在于接近所述第一表面(1)的玻璃物质的层(103)中，当从所述第一表面(1)深入到所述玻璃物质中时，在所述层中所述辐射能吸收剂的浓度大大降低，以致在从所述玻璃的所述第一表面(1)测量时，所述吸收剂存在于至少0.1微米并且不大于100微米的深度。在方法中，微粒层(104)生长在所述玻璃的第一表面(1)上，所述微粒包括至少一种元素或者所述元素的化合物并且扩散和/或溶解到所述玻璃的表层中。至少一种从所述微粒溶解的元素改性所述玻璃的所述表层，以致太阳辐射能吸收层(103)在所述表面上形成，在所述太阳辐射能吸收层中，所述至少一种元素的浓度从所述玻璃表面深入到所述玻璃中而大大减少，以致在从所述玻璃的所述表面测量时，所述元素存在于至少0.1微米并且不大于100微米的深度。

Description

节能玻璃和制造节能玻璃的方法
技术领域
本发明涉及权利要求1的前序部分中定义的节能玻璃(energy saving glass)。此外，本发明涉及权利要求16的前序部分中定义的方法。 
背景技术
当太阳辐射能遇到玻璃表面时，一些辐射被反射，一些辐射被吸收到玻璃中并且一些辐射穿透玻璃。在标准窗玻璃中，吸收是不足的。穿透玻璃的太阳辐射被吸收到建筑物内部的表面和物体中，其温暖所述内部并进一步释放热量到内部中。在高度太阳辐射的区域，热导致需要冷却室内区域。建筑物是大的能量-消耗者，例如在北美，建筑物的加热、冷却和照明构成所有能量的30-40％。因此，减少冷却和加热建筑物的需要的技术方案，以及带入尽可能多的自然光到建筑物中的窗在经济上是非常有价值的。仅仅大约一半的太阳辐射能在可见波长范围中，因此理想地，滤除紫外(uv)和(近)红外范围(IR)会除去太阳提供的热负荷的一半，而仍然不减少可见光的量。 
相当更大量的太阳辐射被吸收到含有非铁金属氧化物如过渡金属氧化物的玻璃中。更典型地，这种玻璃是灰色的、青铜色的、蓝色的、绿色的或者这些颜色的组合。灰色玻璃几乎等量地传导可见光和红外辐射，青铜色玻璃比灰色玻璃传导较少的可见光和更多的IR辐射，以及蓝色和绿色玻璃比灰色玻璃传导更多的可见光和较少的IR光。此外，吸收uv-辐射的试剂如二氧化钛或者五氧化二钒可以被添加到玻璃中，其吸收uv-辐射而不吸收可见波长范围内的任何大量的辐射。 
但是，用非铁金属氧化物为玻璃物质(glass mass)着色不是生产能量玻璃的非常好的方法。在没有太多太阳辐射能的区域(供热主 导地带(heating-oriented climates))，玻璃应当尽可能地透明。类似地，在窗户具有两个或者多个玻璃的方案中，仅仅外部玻璃应当是太阳辐射吸收玻璃。如果整个玻璃物质是着色的，则平板玻璃生产线的玻璃熔炉中的玻璃物质必须有规律地被转变成透明的/着色的玻璃物质，并且改变颜色相当大地增加了平板玻璃生产的费用。 
美国专利3,473,944公开了辐射-反射材料，其中玻璃板在反面上涂布掺杂氧化锑的氧化锡，以致朝向外部的玻璃表面含有25-35.5％的锑以及朝向内部的玻璃表面含有2.2-6.4％的锑。在这种情况下，窗的内表面将来自室内区域的热辐射反射回室内区域，并且窗的外表面吸收太阳辐射。外涂层导致玻璃在颜色上是略灰的。该涂层通过化学气相沉积(CVD)在玻璃表面上产生。 
这种玻璃存在的问题是：在平板玻璃生产速率下不能产生足够厚的吸收层。在平板玻璃生产工艺中，玻璃带以10-20m/min的速率前进。由CVD工艺提供的生长速率一般小于100nm/s，因此从吸收的观点看来，可用于涂层单位的时间(1-2s)不允许足够厚的涂层。这种方案的另一问题是在厚吸收层的情况下，玻璃中可见光的传导被相当大地减少。 
美国专利3,652,256公开了涂布热玻璃带的设备以及玻璃制造方法。利用这种设备，可能在玻璃表面上产生太阳能吸收涂层或者以一些其他方式改变光通过玻璃的传导。在该设备中，涂布玻璃是基于在玻璃表面上应用喷雾热解。这种设备和方法存在的问题是，由喷雾热解方法在玻璃表面上产生的金属氧化物层溶解并十分缓慢地扩散到玻璃中。该专利公开陈述，着色层的厚度是大约50nm。为了对如此短的距离提供足够的吸收/颜色，在玻璃表面上必须存在单独的掺杂锑的氧化锡层，其仅仅部分溶解到玻璃中。这为涂层的长期耐久性、耐冲洗性以及相应的机械和化学磨损带来问题。 
美国专利5,721,054公开了由热解涂层(高温CVD)实现的玻璃结构，其中包含铬、钴和铁的太阳辐射吸收层，以及用于使玻璃外观更富吸引力的非吸附层在玻璃中产生。根据该方法，吸收层的厚度最优选地是40-75nm。 
上面提到的专利中公开的方法存在的问题是，对于这些吸收材料，没有会本身在CVD沉积中作为絮凝源材料的源材料，因此必须通过该专利中描述的高温技术在大约600℃的温度下为该方法提供源材料，其需要昂贵的仪器和昂贵的操作费用。该方法的进一步问题是，氧化物主要作为玻璃表面上的单独涂层而出现。因此，材料的厚度应当低，以致氧化物层不会吸收可见光达到干扰的程度。 
美国专利6,048,621公开一种能量玻璃，其包括连续的太阳能吸收层和低辐射系数层。该结构的问题是，太阳辐射能被吸收到室内区域附近的玻璃表面中，以致通过对流来自温暖玻璃的热传导主要被传导到室内，因此该结构没有提供任何相当大的冷却能的节省。 
吸收到玻璃中的太阳辐射能升高玻璃温度。比其环境更温暖的玻璃导致空气流动通过玻璃表面。热从玻璃对流传导到空气流。如果玻璃到处吸收辐射能，其均匀地变暖并且对流传导到玻璃不同侧的热量的比取决于环境温度。换句话说，如果室内区域被机械冷却，那么，相比进入(更温暖的)建筑物外部，更多的热从玻璃传导进入内部，在这种情况下，玻璃的大部分太阳能吸收作用丧失(考虑到冷却需要)。当吸收发生在玻璃外表面上时，一种更优选的方案被获得，在这种情况下，对通过玻璃的热传导产生的传热的抵抗大大减小了传导进入内部的热负荷。 
玻璃外表面上的吸收层必须对环境条件的影响相当有抵抗力，所述环境条件如化学和机械磨损。吸收层在玻璃中提供温差，因此，吸收层应当最优选是这样的：吸收作为玻璃厚度的函数逐渐降低，以致任何急剧的温差都不会在玻璃中形成。这种急剧的温差在玻璃中提供有害的张力。尤其是在玻璃表面未由于太阳辐射的作用而均匀地暖化(归因于例如由周围建筑物或者树木在玻璃表面上产生的阴影)的位置使用玻璃时，同样地，平行于表面的温差可以出现在玻璃中。 
因此，需要一种节能玻璃，其中玻璃外表面上的玻璃组分被如此改变，以致玻璃的外表面(不是玻璃表面上的单独涂层)在玻璃表层中的短距离内吸收太阳辐射，最优选地是太阳uv-和近-IR-辐射，并且辐射的吸收随着辐射在玻璃中穿透加深而减少。 
此外，从能量效率的观点看来，期望的是：在一些应用位置，玻璃的对面用低辐射系数涂层涂布，并且对于工艺的成本效率而言，实质上这种涂层可以在与制造太阳辐射吸收层相同的工艺中完成。 
在其中冷却和加热都需要的区域，将低辐射系数表面与太阳辐射吸收玻璃结合是重要的。在这些区域中，单层玻璃窗被普遍使用，并且用双层玻璃方案代替它们(单独的吸收和低辐射系数玻璃)通常是过于昂贵的方案。 
此外，对于尽可能有效地把吸收进入玻璃表面的能量传导出玻璃存在需要，出于这个目的，玻璃表面可以被单独制成亲水的，以致在表面上下雨/喷洒的可能的水有效地在玻璃表面上散布并且当其流下表面时从玻璃表面除去热量。对于工艺的成本有效性，优选亲水涂层可在与制造其他层相同的工艺中被制造。 
发明目的
本发明的目的是消除上面提到的缺点。 
本发明的一个具体目的是公开一种节能玻璃，其适于在其中冷却建筑物(空调)导致相当大的能量消耗的区域和在其中加热和冷却都在建筑物中使用的区域中降低能量消耗。 
本发明的一个进一步的目的是公开一种节能玻璃，其适合在窗户包括单一玻璃窗格的场所使用。 
本发明的一个进一步的目的是公开一种用于制造节能玻璃的方法，其中太阳能吸收到朝向室外空气的玻璃表面上的尽可能薄的层中。 
发明概述
根据本发明节能玻璃的特征是权利要求1中提出的特征。根据本发明的方法的特征是权利要求16中提出的特征。 
根据本发明，节能玻璃在接近玻璃的第一表面的玻璃物质层中包含太阳辐射能吸收剂，在该层中，辐射能吸收剂的浓度在从第一表面深入到玻璃物质中时大大降低，以致在从玻璃的第一表面测量时，吸收剂出现在至少0.1微米并且不大于100微米的深度。 
根据本发明，在该方法中，微粒层在玻璃的第一表面上生长，所述微粒含有至少一种元素或者元素化合物并且扩散和/或溶解到玻璃的表层中，以致至少一种从微粒溶解的元素改变玻璃的表层以致太阳辐射能吸收层在表面上形成，在该太阳辐射能吸收层中，所述至少一种元素的浓度从玻璃表面深入到玻璃中而大大降低，以致在从玻璃表面测量时，该元素出现在至少0.1微米并且不超过10微米的深度。 
换句话说，该节能玻璃通过在其制造或者加工过程中在平板玻璃表面生长微粒材料而提供，该材料基本上包括金属或者它们的化合物，特别是金属氧化物，其在它们溶解进入玻璃的过程中在玻璃中提供改性，以致玻璃会吸收太阳辐射。以此方式，玻璃的表面被改性成为不同类型的玻璃，在表面上基本不存在任何涂层。在相同或者不同的微粒中，纳米微粒可以包含各种不同的金属或者它们的化合物，当它们溶解到玻璃中时，其产生吸收特定波长范围的太阳辐射的玻璃材料。纳米微粒扩散或者溶解到玻璃中，以致更大量的该金属在玻璃表面上溶解，并且溶解金属的浓度在玻璃深度方向上降低。节能玻璃中太阳辐射吸收金属的浓度因此在玻璃深度方向上降低。总而言之，取决于玻璃的工艺温度和时间，玻璃包括深度范围可以是从0.1微米到100微米的太阳辐射吸收金属。 
作为建筑物的窗玻璃，节能玻璃减少其中冷却(空调)建筑物导致相当大的能量消耗的区域和其中加热和冷却在建筑物中都被使用的区域中的建筑物的能量消耗。节能玻璃特别优选地在窗户包括单一玻璃窗格的场所使用。 
提供有效的节能玻璃要求太阳能吸收到朝向外部的玻璃表面上尽可能薄的层中。通过根据本发明的方法，提供了平板玻璃连同其制造或者加工，表面——其中太阳能吸收剂优选地作为纳米尺寸微粒在玻璃表面上生长，这些试剂从该微粒中溶解和/或扩散到玻璃的表层中。根据本发明的方法进一步允许在同一工艺中在玻璃的对面上产生低辐射系数涂层。 
为了使包含在纳米微粒中的金属逐渐溶解到玻璃中，即，以致溶解金属的浓度在玻璃深度方向上降低，实质上是暖化玻璃以致玻璃表面比玻璃内部更温暖。以此方式，玻璃会在玻璃表面上具有低 粘度，并且粘度在玻璃深度方向上增加，在玻璃表面上提供比玻璃深处更大的金属扩散。在这种情况中，玻璃的暖化优选地对流进行，因为由辐射通过传热方式暖化玻璃将提供在整个玻璃深度上相对均匀的热能吸收，在这种情况下，整个玻璃物体将基本上以相同的方式暖化。在本发明中已经观察到的是，优选使在纳米微粒生产中使用的液体火焰喷枪的火焰暖化玻璃表面，以致同一工艺提供两种优选的效果，即，生产纳米微粒和对流加热玻璃表面。 
在同一工艺中，在节能玻璃中与太阳辐射吸收表面相对的表面上生长低辐射系数涂层是可能的，所述涂层可以典型地是具有200-900nm厚度的涂层，并且其中材料可以是掺杂氟的氧化锡或者掺杂铝的氧化锌。 
可能在节能玻璃的太阳辐射吸收表面上生长将表面改性成亲水的涂层，例如，纳米厚度(100nm以下)二氧化钛涂层——其覆盖至少部分表面，并且最优选其中晶型是锐钛矿的二氧化钛涂层。由于紫外辐射的影响，该涂层将表面改性成亲水的，以致带到表面上的水以均匀层在表面上散布。以此方式，玻璃中的热有效地传导到水中。优选地，二氧化钛涂层也作为太阳紫外辐射吸收材料起作用而不相当大程度地吸收可见光。 
因此，根据本发明可存在节能玻璃的不同变型： -节能玻璃，其中朝向外部的表面包括逐渐改变的玻璃组成，以致太阳辐射的吸收在玻璃表面上最强，并且所述吸收在0.1-100微米距离内逐渐减少到基础玻璃(basic glass)的吸收程度。 -上述玻璃，其中太阳辐射吸收表面的对面用低辐射系数涂层涂布，典型地以致其在与辐射吸收表面相同的工艺中产生。 -上述玻璃，其中太阳辐射吸收表面被如此涂布，以致该表面本身是亲水的或者通过紫外辐射的作用而成为亲水的。 -节能玻璃，其中朝向外部的表面包括逐渐改变的玻璃组成，以致太阳辐射吸收在玻璃表面上最强，并且该吸收在0.1-100微米的距离内逐渐降低到基础玻璃的吸收程度，并且其中太阳辐射吸收表面被如此涂布以致该表面本身是亲水的或者通过紫外辐射的作用而成为亲水的。 
根据本发明的节能玻璃因此不是基于玻璃表面上的单独金属氧化物层，而是基于改性玻璃表层以致表层会吸收太阳辐射。在测试中已观察到，这种改性玻璃可以在传统的玻璃钢化工艺中被钢化。这种类型的钢化玻璃——将太阳辐射吸收到表层中的玻璃，可以优选地在玻璃表面上发生平行于表面的温差的位置应用，所述温差例如归因于落在玻璃表面上的阴影。在这些位置，玻璃的钢化可以大大降低由玻璃中的温差而导致的碎裂的风险。 
根据本发明的节能玻璃可以最优选这样产生：通过液体火焰喷射方法或者激光烧蚀方法，或者通过将这些方法结合在一起或者通过将它们中的两种或者一种与化学气相沉积结合。 
附图简述
在下面的部分中，本发明将通过示例性实施方式并参考附图详细描述，在附图中： 
图1示出根据本发明的节能玻璃的一种实施方式的横截面， 
图2示出根据本发明的节能玻璃的一种实施方式中的热传导， 
图3示出根据本发明的一种节能玻璃中，作为玻璃深度的函数的太阳辐射吸收金属的浓度， 
图4示出根据本发明制造节能玻璃的方法， 
图5示出根据本发明制造节能玻璃的方法，该玻璃包括低辐射系数涂层；以及 
图6示出根据本发明制造节能玻璃的方法，该玻璃包括使玻璃表面亲水的涂层。 
发明详述
本发明涉及节能玻璃，其中玻璃的表层被改性，以致辐射能吸收剂的浓度在0.1-100微米距离内在玻璃表层中大大降低。该玻璃层不是玻璃表面上的单独涂层，而是通过改变玻璃组成而提供的层，所述组成逐渐改变，以致在0.1-100微米距离内表层的组成变成基础玻 璃组成。这种类型的层吸收太阳辐射，以致表面吸收辐射最多并且吸收随着辐射穿透更深入玻璃而逐渐减少。这产生一种情形：其中玻璃表层暖化最多，以致热从玻璃表层通过对流(到空气中)或者传导(到水中)而传导。逐渐暖化使表层和基础玻璃之间的温差均匀化，以致在表面和基础玻璃之间不形成由温差引起的明显张力。 
通过将至少一种下列元素掺杂到玻璃中来提供太阳辐射的吸收：Al、Se、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Sr、Zr、Nb、Mo、Te、Ag、Sn、Sb、Au、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、U。 
根据本发明节能玻璃可以这样实现：从上面提到的金属中的至少一种的可溶化合物制备溶液，例如通过芬兰专利FI98832中提到的液体火焰喷射装置供应该溶液，以致所述金属的纳米微粒或者金属氧化物的纳米微粒由液体源材料形成。这些微粒被引导到玻璃表面，该玻璃表面处于500℃以上的温度下，以致微粒扩散和/或溶解到玻璃中，以致金属浓度在玻璃表面是最高的并且随着深入到玻璃中而逐渐降低。金属典型地溶解和/或扩散至达0.1-100微米的深度。该制造方法可以整合到玻璃生产线(浮法玻璃生产线(float line))中，以致节能玻璃可以在平板玻璃生产速率下生产。该制造方法也可以整合到其中玻璃被加热的玻璃加工线中，例如整合到玻璃钢化线或者玻璃弯曲线中。节能玻璃也可以在单独的离线装置中生产，其中玻璃被单独加热以致以上述方式改性玻璃表面成为可能。 
根据本发明的节能玻璃的太阳辐射吸收表面的对面可以用导电氧化物涂层涂布，例如，掺杂氟的氧化锡(SnO2:F)或者掺杂铝的氧化锌(ZnO:Al)，以致玻璃的节能特征可以被改进以致来自建筑物内部的热辐射将不能通过窗户辐射出去(低辐射系数，即，低-E涂层)。这种玻璃结构可用于这样的区域，其中建筑物需要被冷却和加热并且其中窗户结构是单层的。 
根据本发明的节能玻璃的太阳辐射吸收表面可以进一步完全或者部分地用纳米尺寸二氧化钛微粒涂布，其通过阳光的作用将玻璃表面改变成亲水的。在这种情况中，碰到玻璃表面的水在玻璃表面上散布成均匀的水层并流下表面，以致有效的热传导从玻璃表面提供 到水中。 
在下面的部分中，本发明将用实施例更详细地予以描述。 
实施例
图1示出根据本发明的节能玻璃。材料层104已经在玻璃的外表面1上通过纳米微粒的方式生长，材料从该层扩散和/或溶解到玻璃物质101中，提供区域103，其是0.1-100微米深并且其中当从表面1深入到玻璃中时玻璃的金属氧化物浓度逐渐降低，这在图1中图示为从暗色转为白色的区域。这种渐变层103提供太阳能向玻璃表层中的至少部分吸收。可能的是在玻璃101的内表面2上生长低辐射系数涂层105，或者在生长吸收层之前用该涂层涂布玻璃，其可以是例如由透明导电氧化物(TCO)制成的涂层。 
图2示出图1的节能玻璃的行为。来自太阳的能量106至少部分地被吸收到玻璃的表层103和104中。表层的材料优选地被选择以致辐射的吸收在辐射的紫外(uv)和近红外(NIR)范围高于可见光范围。吸收到玻璃表面中的能量提供玻璃表层107的玻璃暖化。表面的暖化产生从玻璃进入空气的对流性热传导109。该对流性热传导109优选地具有至少与通过玻璃的传导性热传导108相同的等级。传导到建筑物内部中的辐射能110提供内部的暖化，以致内部向玻璃发射热辐射111。该热辐射111的波长大大高于辐射能110的波长，以致玻璃内表面上的低辐射系数涂层105提供返回内部中的热辐射的反射112。玻璃的表层104可以是亲水的或者是超亲水的，以致冷凝或者以其他方式在表面上聚集的水蒸汽或者水滴113在表面上形成均匀的水膜114，当该膜由于重力作用流下时，其冷却玻璃的外表面1。 
图4示出根据本发明制造节能玻璃的方法。玻璃115在传动辊116上传送，例如在玻璃生产线上(浮法玻璃生产线)或者在玻璃加工如玻璃钢化中。氢-氧火焰118通过从管道119供给氢和从管道120供给氧到喷枪117中由火焰喷枪117产生。加压气体被进一步从管道121引导到容器122中，影响容器中金属硝酸盐和醇的混合物123沿着进料管道124行进到喷枪117。金属硝酸盐与醇的混合物123在氢-氧火焰118中反应以致其形成微粒125。微粒125的空气动力学直径可以 在0.01-10微米的范围内变化，优选地1微米以下并且最优选地0.1微米以下。氢-氧火焰118对流地暖化玻璃表面115。微粒125漂流到玻璃115表面，形成层104，微粒材料从层104进一步至少部分扩散和/或溶解到玻璃115中，形成作为节能玻璃101的辐射能吸收层起作用的渐变层103。 
图5示出根据本发明制备节能玻璃的方法，其中低辐射系数层128同时在玻璃的另一表面上被提供。玻璃115在传动辊116上传送，例如在玻璃生产线上(浮法玻璃生产线)或者在玻璃加工如玻璃钢化中。氢-氧火焰118通过从管道119供给氢和从管道120供给氧到喷枪117中由火焰喷枪117提供。加压气体被进一步从管道121引导到容器122中，影响容器中金属硝酸盐和醇的混合物123沿着进料管道124行进到喷枪117。金属硝酸盐与醇的混合物123在氢-氧火焰118中反应以致其形成微粒125。微粒125的空气动力学直径可以在0.01-10微米的范围内变化，优选1微米以下并且最优选0.1微米以下。微粒125漂流到玻璃115表面，形成层104，微粒材料从层104进一步至少部分扩散和/或溶解到玻璃115中，形成作为节能玻璃101的辐射能吸收层起作用的渐变层103。氢和氧被进一步导入放置在玻璃115的另一侧以提供氢-氧火焰的另一喷枪117中，并且包含锡和氟的化合物也被导入喷枪，该化合物是例如单丁基氯化锡、氟氢酸、水以及醇的混合物127，其生产含有掺杂氟的氧化锡的微粒125并且被用于在玻璃115的下表面上生长低辐射系数涂层128。 
图6示出根据本发明制造节能玻璃的方法，其中在同一工艺中亲水表面被提供在玻璃表面上。玻璃115在传动辊116上传送，例如在玻璃生产线上(浮法玻璃生产线)或者在玻璃加工如玻璃钢化中。氢-氧火焰118通过从管道119供给氢和从管道120供给氧到喷枪117中由火焰喷枪117提供。加压气体被进一步从管道121引导到容器122中，影响容器中金属硝酸盐和醇的混合物123沿着进料管道124行进到喷枪117。金属硝酸盐与醇的混合物123在氢-氧火焰118中反应以致其形成微粒125。微粒125的空气动力学直径可以在0.01-10微米的范围内变化，优选1微米以下并且最优选0.1微米以下。微粒125漂流到玻璃115表面，形成层104，微粒材料从层104进一步至少部分扩散 和/或溶解到玻璃115中，形成作为节能玻璃101的辐射能吸收层起作用的渐变层103。除了氢和氧120/121的混合物，钛化合物130被进一步导入另一喷枪117，结果是在氢-氧火焰118中产生的微粒也包括二氧化钛，以致含二氧化钛的涂层131被提供在玻璃表面上，当暴露于紫外辐射时其在节能玻璃101的表面上形成亲水的涂层。归功于亲水涂层，玻璃表面将其可碰到的任何水散布成均匀的水膜，以致吸收到玻璃表面中的热被有效地传导到水中。 
可以存在与图中列出的实施方式不同的实施方式来制造节能玻璃。类似地，本发明示例性实施方式的结构可以根据本发明的精神而改变。因此，喷枪的数目和等级可以与上面提到的实施方式不同，并且替代火焰喷枪，用于生产微粒的方法可以是例如CVD工艺、激光烧蚀工艺或者类似工艺。因此，本文列出的本发明实施方式不被解释为限制本发明的意义，相反，在所附权利要求中列出的发明特征范围内，许多改变是可能的。 

Claims (37)

1.节能玻璃，其包括基本上相互平行的第一表面(1)和第二表面(2)，在所述节能玻璃中，玻璃物质(101)含有太阳辐射能吸收剂，其特征在于：所述太阳辐射能吸收剂存在于接近朝向建筑物外部的所述第一表面(1)的所述玻璃物质(101)的层(103)中，当从所述第一表面(1)深入到所述玻璃物质中时，在所述层(103)中所述辐射能吸收剂的浓度大大降低，以致在从所述玻璃的所述第一表面(1)测量时，所述吸收剂存在于至少0.1微米并且不大于100微米的深度，用于将太阳辐射能吸收至所述玻璃的层(103)中，所述玻璃的层(103)接近所述第一表面。
2.根据权利要求1所述的节能玻璃，其特征在于：所述太阳辐射能吸收剂通过将一种或者更多种下列元素和/或这些元素的化合物掺杂到靠近所述第一表面(1)的所述玻璃物质(101)的所述层(103)中而形成：Al、Se、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Sr、Zr、Nb、Mo、Te、Ag、Sn、Sb、Au、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、U。
3.根据权利要求1或者2所述的节能玻璃，其特征在于：所述太阳辐射能吸收剂被选择以便主要吸收太阳紫外和近红外辐射。
4.根据权利要求1所述的节能玻璃，其特征在于：所述太阳辐射能吸收剂被扩散和/或溶解到所述玻璃物质(101)中。
5.根据权利要求1所述的节能玻璃，其特征在于：当所述玻璃表面被加热到500℃以上的温度时，所述太阳辐射能吸收剂作为微粒被提供到所述玻璃物质(101)中。
6.根据权利要求1所述的节能玻璃，其特征在于：当所述玻璃表面被加热到500℃以上的温度时，所述太阳辐射能吸收剂作为纳米微粒被提供到所述玻璃物质(101)中。
7.根据权利要求1所述的节能玻璃，其特征在于：所述第一表面(1)用亲水的或者由于太阳紫外辐射的作用变为亲水的涂层(131)涂布。
8.根据权利要求7所述的节能玻璃，其特征在于：所述涂层(131)是二氧化钛，并且所述涂层的厚度是100nm以下的等级。
9.根据权利要求8所述的节能玻璃，其特征在于：所述涂层(131)中所述二氧化钛的晶型是锐钛矿。
10.根据权利要求1所述的节能玻璃，其特征在于：所述第二表面(2)用低辐射系数涂层(105、128)涂布。
11.根据权利要求10所述的节能玻璃，其特征在于：所述低辐射系数涂层(105、128)是由透明导电氧化物形成的涂层。
12.根据权利要求10所述的节能玻璃，其特征在于：所述低辐射系数涂层(105、128)是掺杂氟的氧化锡(SnO2:F)。
13.根据权利要求10所述的节能玻璃，其特征在于：所述低辐射系数涂层(105、128)是掺杂铝的氧化锌(ZnO:Al)。
14.根据权利要求1所述的节能玻璃，其特征在于：所述节能玻璃是建筑物的单层窗户中的玻璃，在所述玻璃中，所述第一表面(1)是朝向敞开的外部的外表面以及所述第二表面(2)是朝向所述建筑物内部的内表面。
15.根据权利要求1所述的节能玻璃，其特征在于：所述玻璃被钢化。
16.根据权利要求1到15的任一项所述的节能玻璃作为建筑物窗玻璃的应用。
17.用于制造节能玻璃的方法，所述节能玻璃包括基本上相互平行的第一表面(1)和第二表面(2)，在所述方法中，太阳辐射能吸收剂在升高的玻璃物质温度下被安置到所述玻璃物质中，其特征在于：微粒层(104)生长在所述玻璃的第一表面(1)上，所述微粒包括至少一种元素或者所述元素的化合物并且扩散和/或溶解到所述玻璃的表层中，以致至少一种从所述微粒溶解的元素改性所述玻璃的所述表层，以致太阳辐射能吸收层(103)在所述表面上形成，在所述太阳辐射能吸收层中，所述至少一种元素的浓度从所述玻璃表面深入到所述玻璃中而大大减少，以致在从所述玻璃的所述第一表面(1)测量时，所述元素存在于至少0.1微米并且不大于100微米的深度，用于将太阳辐射能吸收至所述玻璃的层(103)中，所述玻璃的层(103)接近朝向建筑物外部的所述第一表面。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述微粒层(104)生长在所述玻璃的所述第一表面(1)上，所述微粒包括至少一种下列元素和/或这些元素的化合物：Al、Se、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Sr、Zr、Nb、Mo、Te、Ag、Sn、Sb、Au、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、U。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：生长在所述玻璃的所述第一表面(1)上的所述微粒的空气动力学直径在0.01-10微米的范围。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：生长在所述玻璃的所述第一表面(1)上的所述微粒的空气动力学直径为0.01-1微米。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：生长在所述玻璃的所述第一表面(1)上的所述微粒的空气动力学直径为0.01-0.1微米。
22.根据权利要求17到21的任一项所述的方法，其特征在于：在所述方法中，所述玻璃的所述第一表面(1)被加热到500℃以上的温度，以致所述玻璃的所述第一表面比所述玻璃的内部温暖。
23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述玻璃的所述第一表面(1)被对流地加热。
24.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述微粒用火焰喷射方法、激光烧蚀方法和/或化学气相沉积生长在所述玻璃的所述第一表面(1)上。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：在所述火焰喷射方法中，所述玻璃的所述第一表面(1)的对流加热用液体火焰喷枪的火焰来提供。
26.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：在接近所述第一表面(1)的所述玻璃的层(103)被改性成吸收太阳辐射能之后，所述第一表面(1)用亲水的或者由于太阳紫外辐射的作用而成为亲水的涂层(131)涂布。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于：二氧化钛被选择作为所述涂层(131)中的试剂；并且所述涂层的厚度被形成为100nm以下的等级。
28.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述玻璃的第二表面(2)用低辐射系数涂层(105、128)涂布。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：在所述第一表面(1)被改性成吸收太阳辐射能的同时，所述低辐射系数涂层(105、128)在所述第二表面(2)上形成。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述低辐射系数涂层(105、128)由透明导电氧化物形成。
31.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述低辐射系数涂层(105、128)由掺杂氟的氧化锡(SnO2:F)形成。
32.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述低辐射系数涂层(105、128)由掺杂铝的氧化锌(ZnO:Al)形成。
33.根据权利要求26所述的方法，其特征在于：亲水的或者由于太阳紫外辐射的作用而成为亲水的所述涂层(131)用火焰喷射方法、激光烧蚀方法和/或化学气相沉积由所述第一表面(1)上的所述微粒形成。
34.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述低辐射系数涂层(105、128)用火焰喷射方法、激光烧蚀方法和/或化学气相沉积由所述第二表面(2)上的所述微粒形成。
35.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：在接近所述第一表面(1)的所述玻璃的层(103)被改性成吸收太阳辐射能之后，所述玻璃被钢化。
36.根据权利要求17到35的任一项所述的方法在下列中的应用：
-在玻璃生产线中，
-在其中所述玻璃被加热的玻璃加工线中，
-在相对于玻璃生产线是单独的并且其中所述玻璃被加热的线中。
37.根据权利要求17到35的任一项所述的方法在浮法玻璃生产线、所述玻璃被加热的玻璃钢化线或弯曲线中的应用。
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