真空玻璃的性能介紹

2010-02-18 湯小慧中國新型建筑材料工業(yè)杭州設(shè)計研究院

　　真空玻璃采用二片平板玻璃用低熔點玻璃將四邊密封起來，中間抽真空。它基本消除了玻璃間氣體的導(dǎo)熱和對流傳熱，其保溫隔熱性、防結(jié)露結(jié)霜性、隔聲降噪性、抗風(fēng)壓性、耐久性優(yōu)良，是一種優(yōu)于中空玻璃的節(jié)能產(chǎn)品。

　　真空玻璃是一種透明、節(jié)能型高科技深加工產(chǎn)品，其生產(chǎn)技術(shù)涉及真空技術(shù)、材料科學(xué)、機(jī)械與自動化技術(shù)、精密測量技術(shù)等科技領(lǐng)域。它可廣泛應(yīng)用于建筑物及車船門窗、保溫箱柜（如：展示柜、冷藏柜）、平板式太陽能集熱板等各種需要透明隔熱材料的領(lǐng)域。

　　真空玻璃是基于真空杜瓦瓶（保溫瓶）原理拓展而來的，中間的真空層阻斷了傳導(dǎo)和對流，具有超保溫、防結(jié)露結(jié)霜、隔聲等功能，是可替代中空玻璃的一種新型綠色環(huán)保產(chǎn)品。

1、國內(nèi)外真空玻璃現(xiàn)狀

　　有關(guān)記錄真空玻璃的文獻(xiàn)最早出現(xiàn)在1913 年，是一份專利文獻(xiàn)。其后，國內(nèi)外研究者在此基礎(chǔ)上又相繼發(fā)表了許多專利和科研成果，主要介紹玻璃板的支撐方法。真空玻璃經(jīng)過幾十年的研究，已取得了很大的進(jìn)展。支撐物材料及排列、封邊、封口、抽真空的技術(shù)逐步成熟，特別是支撐物材料已從玻璃發(fā)展到合金。支撐物形狀大多數(shù)是圓柱狀，此外還有方形、橢圓形、線狀、格子狀等。制造支撐物的材料可以是不銹鋼、碳化鎢鋼、鉻鋼、鋁合金、鎳、鉬、鉭、陶瓷等。

　　日本板硝子玻璃公司最先從澳大利亞引進(jìn)專利技術(shù)，并于1996 年在京都工廠內(nèi)建立了年產(chǎn)量6 萬m² 真空玻璃生產(chǎn)線，1998 年又提高到24 萬m²。1998 年在日本茨城縣建材中心又投資20 億日元，建成年產(chǎn)量24 萬m2 的真空玻璃工廠，使該公司真空玻璃的年產(chǎn)量接近50 萬m2，銷售額100 億日元。我國于1998 年成立的青島新立基真空玻璃公司，利用國內(nèi)設(shè)備和原材料完成產(chǎn)品的工藝和設(shè)備的工業(yè)化試驗，并開始批量生產(chǎn)。2001 年3 月北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司成立，并成立了我國第1 個真空玻璃技術(shù)研究所，在進(jìn)一步改進(jìn)工藝、設(shè)備自動化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的基礎(chǔ)上，2004 年在北京建成了年產(chǎn)量5 萬m² 的真空玻璃自動化生產(chǎn)線。2005年新建了第2 條生產(chǎn)線，年產(chǎn)量提高到15 萬m²。始建于1992 年的青島亨達(dá)玻璃集團(tuán)旗下的青島亨達(dá)實業(yè)有限公司歷經(jīng)4 年的研究開發(fā)，解決了規(guī)�；a(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套生產(chǎn)工藝技術(shù)，并開發(fā)了相關(guān)的C 型支撐物、紅外聚焦封口和封邊等專用設(shè)備。該公司在國內(nèi)率先建成年產(chǎn)5 萬m²的生產(chǎn)線，目前，正在建設(shè)一條年產(chǎn)30 萬m² 的生產(chǎn)線。

2、真空玻璃的性能

　　真空玻璃采用二片平板玻璃用低熔點玻璃將四邊密封起來，其中一片玻璃上有一排排氣管，排氣管與該片玻璃也用低熔點玻璃密封。二片玻璃板間隙為0.1～0.2 mm，為使玻璃在真空狀態(tài)下能承受大氣壓力，二片玻璃板之間放置有微小支撐物，支撐物用金屬或非金屬材料制成，均勻分布。由于支撐物非常小，不會影響玻璃的透光性。

（1）保溫隔熱性

　　熱量傳遞通過傳導(dǎo)、對流、輻射3 種方式進(jìn)行。真空玻璃中間的真空層將傳導(dǎo)和對流傳遞的熱量降至很低，以至于可以忽略不計，低輻射膜玻璃可減少輻射傳熱。而中空玻璃中的空氣層仍存在氣體的熱傳導(dǎo)。因此，真空玻璃比中空玻璃具有更好的保溫隔熱性能（見表1）。

表1 真空玻璃、中空玻璃保溫隔熱性能比較

真空玻璃、中空玻璃保溫隔熱性能比較

（2）防結(jié)露結(jié)霜性

　　由于真空玻璃熱絕緣系數(shù)高，室內(nèi)一側(cè)的玻璃表面溫度下降少，因此可大幅度防止結(jié)露結(jié)霜現(xiàn)象。與相同條件下的中空玻璃相比，真空玻璃開始結(jié)露的溫度要比中空玻璃低得多（見表2）。

表2 真空玻璃和中空玻璃防結(jié)露結(jié)霜性能比較

真空玻璃和中空玻璃防結(jié)露結(jié)霜性能比較

（3）隔聲降噪性

　　由于真空玻璃特有的結(jié)構(gòu)，它能有效克服中空玻璃在中低頻段容易產(chǎn)生共鳴的弱點，發(fā)揮其良好的隔聲效果。在大多數(shù)頻段，特別是中低頻段，真空玻璃的隔聲性能優(yōu)于中空玻璃（見表3）。

表3 真空玻璃和中空玻璃隔聲降噪性能比較

真空玻璃和中空玻璃隔聲降噪性能比較

（4）抗風(fēng)壓性

　　由于真空玻璃是將二片玻璃牢固結(jié)合成的結(jié)合體，剛性很好，一般來說它的抗風(fēng)壓性能是同樣玻璃厚度制成的中空玻璃的1.5 倍。

（5）耐久性（見表4）

表4 普通真空玻璃環(huán)境壽命試驗結(jié)果

　　從表4 可見，真空玻璃在苛刻的條件下，其熱絕緣系數(shù)變化均在2%以下，可以認(rèn)為它是長期穩(wěn)定和耐久的。

3、真空玻璃的節(jié)能效果

　　在建筑門窗中，節(jié)能隔聲真空玻璃是繼單層玻璃、中空玻璃之后，國際上推崇的第三代門窗玻璃，是目前最有效的節(jié)能門窗材料之一。

　　與雙層玻璃相比，采用真空玻璃后，窗戶的傳熱系數(shù)由4.0 W（/ m·2 K）下降到2.23 W（/ m·2 K）。窗戶的傳熱耗熱占建筑物總耗熱比例由20.37%下降到13%，建筑物節(jié)能率由36.2%提高到42.7%。

　　與中空玻璃相比，真空玻璃窗戶的傳熱耗熱占建筑物總耗熱比例由15.1%下降到13%，建筑物節(jié)能率由41.0%提高到42.7%。

　　如采用低輻射真空玻璃，窗戶的保溫性能將大大地提高，節(jié)能效果更加明顯。建筑門窗采用單面低輻射真空玻璃或低輻射真空中空玻璃，該塑鋼窗的傳熱系數(shù)由普通真空玻璃的2.23W（/ m·2 K）下降到1.56 W（/ m2·K）或1.09 W（/ m2·K）。建筑物節(jié)能率則由42.7%提高到45.1%或51.6%。