真空玻璃的綜合性能優(yōu)勢(shì)

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1、真空玻璃的綜合性能優(yōu)勢(shì)　　　　　　　　　　　　　　唐健正朱亞勇　　　　　　　　　　　　北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司　真空玻璃是新型玻璃深加工產(chǎn)品，是我國(guó)玻璃工業(yè)中為數(shù)不多的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的前沿產(chǎn)品，它的研發(fā)推廣符合我國(guó)鼓勵(lì)自主創(chuàng)新的政策，也符合國(guó)家大力提倡的節(jié)能政策，具有良好的發(fā)展?jié)摿颓熬?。　從原理上看真空玻璃可比喻為平板形保溫瓶，二者相同點(diǎn)是兩層玻璃的夾層均為氣壓低于10-1pa的真空，使氣體傳熱可忽略不計(jì)；二者內(nèi)壁都鍍有低輻射膜，使輻射傳熱盡可能小。二者不同點(diǎn)：一是真空玻璃用于門(mén)窗必須透明或透光，不能像保溫瓶一樣鍍不

2、透明銀膜，鍍的是不同種類(lèi)的透明低輻射膜；二是從可均衡抗壓的圓筒型或球型保溫瓶變成平板，必須在兩層玻璃之間設(shè)置“支撐物”方陣來(lái)承受每平方米約10噸的大氣壓，使玻璃之間保持間隔，形成真空層?！爸挝铩狈疥囬g距根據(jù)玻璃板的厚度及力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)，在20mm-40mm之間。為了減小支撐物“熱橋”形成的傳熱并使人眼難以分辨，支撐物直徑很小，目前的產(chǎn)品中的支撐物直徑在0.3mm-0.5之mm間，高度在0.1mm-0.2mm之間。真空玻璃的結(jié)構(gòu)如圖1所示??　由于結(jié)構(gòu)不同，真空玻璃與中空玻璃的傳熱機(jī)理也有所不同。圖2為簡(jiǎn)化的傳熱示意圖，真空玻璃

3、中心部位傳熱由輻射傳熱和支撐物傳熱構(gòu)成，其中忽略了殘余氣體傳熱。而中空玻璃則由氣體傳熱（包括傳導(dǎo)和對(duì)流）和輻射傳熱構(gòu)成。??　由此可見(jiàn)，要減小因溫差引起的傳熱，真空玻璃和中空玻璃都要減小輻射傳熱，有效的方法是采用鍍有低輻射膜的玻璃（LOW-E玻璃），在兼顧其它光學(xué)性能要求的條件下，其發(fā)射率（也稱(chēng)輻射率）越低越好。二者的不同點(diǎn)是真空玻璃還要盡可能減小點(diǎn)陣支撐物的傳熱，目前新立基公司根據(jù)自有專(zhuān)利采用直徑0.5mm的開(kāi)口環(huán)形（或稱(chēng)C型）支撐物，點(diǎn)陣間距25mm，其熱導(dǎo)約為0.5Wm-2k-1。中空玻璃則要盡可能減小氣體傳熱。為了減小

4、氣體傳熱并兼顧隔聲性及厚度等因素，中空玻璃的空氣層厚度一般為9-24mm，以12mm居多。要減少氣體傳熱，還可用大分子量的氣體（如惰性氣體：氬、氪、氙）來(lái)代替空氣，但即使如此，氣體傳熱仍占據(jù)主導(dǎo)地位。　表1所列的是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)可用于真空玻璃生產(chǎn)的三種low-E玻璃，此三種low-E玻璃上鍍有“在線”Low-E膜或帶保護(hù)層的“離線”“硬”Low-E膜，二者均可耐500℃高溫。??　　　　　　表2給出以上三種Low-E玻璃制成的四種真空玻璃的傳熱系數(shù)計(jì)算結(jié)果。??　一般均勻材料用導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率)λ表征其導(dǎo)熱性能。其定義為：在穩(wěn)態(tài)

5、條件下，1m厚的物體，兩側(cè)表面溫度差為1K時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)1m2面積傳遞的熱量。我國(guó)法定單位為Wm-1K-1。　?真空玻璃不是均勻連續(xù)材料，是一薄片結(jié)構(gòu)。為了便于與其它保溫材料比較其性能，常引用“表觀導(dǎo)熱系數(shù)”或稱(chēng)“折算導(dǎo)熱系數(shù)”的概念。其含義可想象成將許多片真空玻璃疊合到1m厚時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)的值。實(shí)際上根據(jù)下式即可方便地算出表觀導(dǎo)熱系數(shù)?式中C為真空玻璃熱導(dǎo)，單位為Wm-2K-1式中d為真空玻璃厚度，單位為m由此可算出表2中4種真空玻璃的表觀導(dǎo)熱系數(shù)列于同一表最后一欄中。表3列出幾種常見(jiàn)建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)??　對(duì)比可知，真

6、空玻璃由于特別薄，故表觀導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于一般保溫材料，也比我國(guó)GB4272-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)界定值0.12Wm-1K-1小十多倍，說(shuō)明它是性能極優(yōu)良的保溫隔熱體。　如果以表3中紅磚墻為例形象地比喻，不難算出表2中序號(hào)1至4的4種真空玻璃分別相當(dāng)于厚為0.60m,0.66m,0.86m和1.10m紅磚墻的保溫性能?！∮捎谥锌詹ＡУ臍怏w傳熱超過(guò)真空玻璃的支撐物傳熱，所以在玻璃原片類(lèi)型相同條件下，真空玻璃的傳熱系數(shù)總是低于中空玻璃。表4序號(hào)1至4給出表2中同樣4組玻璃制成的普通中空玻璃的參數(shù)，序號(hào)5－8則是同樣4組玻璃制

7、成充氬氣中空玻璃的參數(shù)。??*12A表示12mm空氣　　　　4L表示4mmLow-E玻璃12Ar表示12mm氬氣　　　4表示4mm白玻*表內(nèi)參數(shù)均為用window4.1軟件計(jì)算值由表2和表4的結(jié)果對(duì)比可知，真空玻璃的K值比中空玻璃低得多，而且還兼有下列優(yōu)點(diǎn)：1．由于熱阻高，防結(jié)露結(jié)霜性能更好。2．由于間隔是真空，因而具有下列優(yōu)點(diǎn)：　隔聲性能好，特別是低頻段隔聲性能優(yōu)于同樣厚度玻璃構(gòu)成的中空玻璃　不存在中空玻璃存在的內(nèi)結(jié)霧結(jié)露問(wèn)題　不存在中空玻璃水平放置時(shí)氣體熱導(dǎo)變化問(wèn)題　不存在中空玻璃運(yùn)到高原低氣壓地區(qū)的脹裂問(wèn)題3．由于兩片玻

8、璃形成剛性連結(jié)，抗風(fēng)壓強(qiáng)度高于同等厚度玻璃構(gòu)成的中空玻璃。比如，4mm玻璃構(gòu)成的　真空玻璃，抗風(fēng)壓強(qiáng)度高于8mm厚玻璃，是兩片4mm玻璃構(gòu)成的中空玻璃的一倍半以上。4．由于是全玻璃材料密封，內(nèi)部又加有吸氣劑，所用的Low-E膜是“硬膜”，不是易氧化變質(zhì)變色的離線“　軟膜”，只