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杭州設計研究院

　　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熱和對流傳熱，其保溫隔熱性、防結露結霜性、隔聲降噪性、抗風壓性、耐久性優良，是一種優于中空玻璃的節能產品。

　　真空玻璃是一種透明、節能型高科技深加工產品，其生產技術涉及真空技術、材料科學、機械與自動化技術、精密測量技術等科技領域。它可廣泛應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和對流，具有超保溫、防結露結霜、隔聲等功能，是可替代中空玻璃的一種新型綠色環保產品。

1、國內外真空玻璃現狀

　　有關記錄真空玻璃的文獻最早出現在1913 年，是一份專利文獻。其后，國內外研究者在此基礎上又相繼發表了許多專利和科研成果，主要介紹玻璃板的支撐方法。真空玻璃經過幾十年的研究，已取得了很大的進展。支撐物材料及排列、封邊、封口、抽真空的技術逐步成熟，特別是支撐物材料已從玻璃發展到合金。支撐物形狀大多數是圓柱狀，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專利技術，并于1996 年在京都工廠內建立了年產量6 萬m² 真空玻璃生產線，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，建成年產量24 萬m2 的真空玻璃工廠，使該公司真空玻璃的年產量接近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，利用國內設備和原材料完成產品的工藝和設備的工業化試驗，并開始批量生產。2001 年3 月北京新立基真空玻璃技術有限公司成立，并成立了我國第1 個真空玻璃技術研究所，在進一步改進工藝、設備自動化，提高產品質量和數量的基礎上，2004 年在北京建成了年產量5 萬m² 的真空玻璃自動化生產線。2005年新建了第2 條生產線，年產量提高到15 萬m²。始建于1992 年的青島亨達玻璃集團旗下的青島亨達實業有限公司歷經4 年的研究開發，解決了規模化生產的關鍵技術，形成具有自主知識產權的成套生產工藝技術，并開發了相關的C 型支撐物、紅外聚焦封口和封邊等專用設備。該公司在國內率先建成年產5 萬m²的生產線，目前，正在建設一條年產30 萬m² 的生產線。

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、對流、輻射3 種方式進行。真空玻璃中間的真空層將傳導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。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）防結露結霜性

　　由于真空玻璃熱絕緣系數高，室內一側的玻璃表面溫度下降少，因此可大幅度防止結露結霜現象。與相同條件下的中空玻璃相比，真空玻璃開始結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露結霜性能比較

真空玻璃和中空玻璃防結露結霜性能比較

（3）隔聲降噪性

　　由于真空玻璃特有的結構，它能有效克服中空玻璃在中低頻段容易產生共鳴的弱點，發揮其良好的隔聲效果。在大多數頻段，特別是中低頻段，真空玻璃的隔聲性能優于中空玻璃（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）抗風壓性

　　由于真空玻璃是將二片玻璃牢固結合成的結合體，剛性很好，一般來說它的抗風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 普通真空玻璃環境壽命試驗結果

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

3、真空玻璃的節能效果

　　在建筑門窗中，節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）。建筑物節能率則由42.7%提高到45.1%或51.6%。