真空玻璃的综合性能优势

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1、真空玻璃的综合性能优势　　　　　　　　　　　　　　唐健正朱亚勇　　　　　　　　　　　　北京新立基真空玻璃技术有限公司　真空玻璃是新型玻璃深加工产品，是我国玻璃工业中为数不多的具有自主知识产权的前沿产品，它的研发推广符合我国鼓励自主创新的政策，也符合国家大力提倡的节能政策，具有良好的发展潜力和前景。　从原理上看真空玻璃可比喻为平板形保温瓶，二者相同点是两层玻璃的夹层均为气压低于10-1pa的真空，使气体传热可忽略不计；二者内壁都镀有低辐射膜，使辐射传热尽可能小。二者不同点：一是真空玻璃用于门窗必须透明或透光，不能像保温瓶一样镀不透明银膜，镀的是不同种类

2、的透明低辐射膜；二是从可均衡抗压的圆筒型或球型保温瓶变成平板，必须在两层玻璃之间设置“支撑物”方阵来承受每平方米约10吨的大气压，使玻璃之间保持间隔，形成真空层。“支撑物”方阵间距根据玻璃板的厚度及力学参数设计，在20mm-40mm之间。为了减小支撑物“热桥”形成的传热并使人眼难以分辨，支撑物直径很小，目前的产品中的支撑物直径在0.3mm-0.5之mm间，高度在0.1mm-0.2mm之间。真空玻璃的结构如图1所示  　由于结构不同，真空玻璃与中空玻璃的传热机理也有所不同。图2为简化的传热示意图，真空玻璃中心部位传热由辐射传热和支撑物传热构成，其中忽略

3、了残余气体传热。而中空玻璃则由气体传热（包括传导和对流）和辐射传热构成。  　由此可见，要减小因温差引起的传热，真空玻璃和中空玻璃都要减小辐射传热，有效的方法是采用镀有低辐射膜的玻璃（LOW-E玻璃），在兼顾其它光学性能要求的条件下，其发射率（也称辐射率）越低越好。二者的不同点是真空玻璃还要尽可能减小点阵支撑物的传热，目前新立基公司根据自有专利采用直径0.5mm的开口环形（或称C型）支撑物，点阵间距25mm，其热导约为0.5Wm-2k-1。中空玻璃则要尽可能减小气体传热。为了减小气体传热并兼顾隔声性及厚度等因素，中空玻璃的空气层厚度一般为9-24mm

4、，以12mm居多。要减少气体传热，还可用大分子量的气体（如惰性气体：氩、氪、氙）来代替空气，但即使如此，气体传热仍占据主导地位。　表1所列的是目前国内市场可用于真空玻璃生产的三种low-E玻璃，此三种low-E玻璃上镀有“在线”Low-E膜或带保护层的“离线”“硬”Low-E膜，二者均可耐500℃高温。  　　　　　　表2给出以上三种Low-E玻璃制成的四种真空玻璃的传热系数计算结果。  　一般均匀材料用导热系数(热导率)λ表征其导热性能。其定义为：在稳态条件下，1m厚的物体，两侧表面温度差为1K时，单位时间内通过1m2面积传递的热量。我国法定单位为

5、Wm-1K-1。　 真空玻璃不是均匀连续材料，是一薄片结构。为了便于与其它保温材料比较其性能，常引用“表观导热系数”或称“折算导热系数”的概念。其含义可想象成将许多片真空玻璃叠合到1m厚时，其导热系数的值。实际上根据下式即可方便地算出表观导热系数 式中C为真空玻璃热导，单位为Wm-2K-1式中d为真空玻璃厚度，单位为m由此可算出表2中4种真空玻璃的表观导热系数列于同一表最后一栏中。表3列出几种常见建筑材料的导热系数  　对比可知，真空玻璃由于特别薄，故表观导热系数远低于一般保温材料，也比我国GB4272-92标准规定的保温材料导热系数界定值0.12W

6、m-1K-1小十多倍，说明它是性能极优良的保温隔热体。　如果以表3中红砖墙为例形象地比喻，不难算出表2中序号1至4的4种真空玻璃分别相当于厚为0.60m,0.66m,0.86m和1.10m红砖墙的保温性能。　由于中空玻璃的气体传热超过真空玻璃的支撑物传热，所以在玻璃原片类型相同条件下，真空玻璃的传热系数总是低于中空玻璃。表4序号1至4给出表2中同样4组玻璃制成的普通中空玻璃的参数，序号5－8则是同样4组玻璃制成充氩气中空玻璃的参数。  *12A表示12mm空气　　　　4L表示4mmLow-E玻璃12Ar表示12mm氩气　　　4表示4mm白玻*表内参数

7、均为用window4.1软件计算值由表2和表4的结果对比可知，真空玻璃的K值比中空玻璃低得多，而且还兼有下列优点：1．由于热阻高，防结露结霜性能更好。2．由于间隔是真空，因而具有下列优点：　隔声性能好，特别是低频段隔声性能优于同样厚度玻璃构成的中空玻璃　不存在中空玻璃存在的内结雾结露问题　不存在中空玻璃水平放置时气体热导变化问题　不存在中空玻璃运到高原低气压地区的胀裂问题3．由于两片玻璃形成刚性连结，抗风压强度高于同等厚度玻璃构成的中空玻璃。比如，4mm玻璃构成的　真空玻璃，抗风压强度高于8mm厚玻璃，是两片4mm玻璃构成的中空玻璃的一倍半以上。4．

8、由于是全玻璃材料密封，内部又加有吸气剂，所用的Low-E膜是“硬膜”，不是易氧化变质变色的离线“　软膜”，只