北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司

陳玉梅，李成安(中國建筑科學研究院物理所，北京 ) ??????? 摘要：真空玻璃是在兩層玻璃中抽真空，兩塊玻璃四周用特殊材料燒熔密封而成。它基本上清理了玻璃間氣體對流及導熱傳熱，其保溫性、密封性和耐久性優(yōu)良。真空玻璃采用低輻射膜后，窗戶保溫性能大大提高，節(jié)能效果明顯。在真空玻璃上采用單面低輻射鍍膜或雙面低輻射鍍膜，真空玻璃塑鋼窗的傳熱系數(shù)分別由未鍍膜的2．23W／(m2·K)下降為1．56、1．29W／( ·K)。?????? 關(guān)鍵詞：真空玻璃；低輻射玻璃；建筑節(jié)能；中空玻璃；建筑窗 ??????? 在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，窗戶是主要組成部分之一，也是耗能大戶。它不但具有采光、通風、裝飾等功能，更重要的是應當具有較好的保溫隔熱性能。然而，我國窗戶的保溫性能總體水平與國外有非常大的差距，北歐和北美國家窗戶傳熱系數(shù)一般小于2．0 w／(m2·K)，有的達到1．1～1．2 W／(m2·K)。目前，我國除采用低輻射中空玻璃的PVC塑料雙層窗(框間距100 ram)傳熱系數(shù)小于2．0 w／(ms·K)外，其它類型窗很少達到這樣的要求，其原因是窗玻璃耗能大。因此，改善玻璃的光、熱性能，是提高窗戶保溫隔熱性能的重要途徑之一。由于我國各地氣候差別很大，應根據(jù)氣候條件來確定窗戶的保溫隔熱指標，并采取相應的技術(shù)措施。??????? 1 國內(nèi)玻璃保溫性能現(xiàn)狀??????? 我國已研制了鍍膜玻璃、熱反射玻璃、夾層玻璃、中空玻璃、低輻射中空玻璃和充特殊氣體的低輻射中空玻璃等，以提高玻璃保溫隔熱性能。表1列出幾種不同類型玻璃保溫性能實測值。 ?????? ??????? 由表1可知：??????? (1)同為單層玻璃，熱反射鍍膜玻璃和低輻射玻璃比浮法玻璃的傳熱系數(shù)分別降低23％和59％。??????? (2)夾層玻璃和低輻射夾層玻璃的保溫性能差別不大，但傳熱系數(shù)比浮法玻璃低12％～14％。??????? (3)低輻射玻璃比低輻射夾層玻璃的傳熱系數(shù)低42％，而低輻射中空玻璃的保溫性能較佳，表明低輻射膜夾在兩層玻璃之間無作用。這是因為膜層已直接成為熱傳導固態(tài)介質(zhì)，其輻射熱絕緣系被直接傳導熱絕緣系數(shù)短路，而不能發(fā)揮低輻射效能。???????(4)中空玻璃的保溫性能明顯高于單層和夾層玻璃。??????? (5)在規(guī)格相同的條件下：?????? 低輻射中空玻璃的保溫性能優(yōu)于中空玻璃；低輻射中空玻璃傳熱系數(shù)隨膜的輻射率降低而降低；低輻射中空玻璃內(nèi)充特殊氣體后，傳熱系數(shù)較小，節(jié)能效果較佳。從目前大量檢驗結(jié)果來看，低輻射中空玻璃充填特殊氣體后，傳熱系數(shù)較低為1．40 W／(1TI2·14)。若采用PVC塑料做窗框，就能滿足嚴寒地區(qū)使用要求。?????? 2 真空玻璃?????? 2．1 真空玻璃性能分析????? (1)試驗方法：真空玻璃是一種新產(chǎn)品，目前國內(nèi)外無相應標準。而它又不同于中空玻璃，因此不能完全按中空玻璃試驗方法進行。在試驗項目上，我們主要參考國家標準《中空玻璃)GB 11944—89的性能要求，試驗方法參照GB 7020、GB 13477及GB 16766等標準進行。試件分別經(jīng)高溫一高濕、低溫及浸水一紫外光照射處理后，采用處理前后熱絕緣系數(shù)變化值進行比對，以衡量其耐久性。?????? (2)試驗標準條件：t=23±2℃，中=60％±5％。?????? (3)真空玻璃性能測試結(jié)果及分析?????? ①規(guī)格：3c+0．1+3c，檢驗依據(jù)GB 10294及GB 7020。試件在標準條件下放置7 d，測熱絕緣系數(shù)為0．214( ·K)／w(平均溫度t=13℃)，相對偏差一1．9％；高溫一高濕試驗：試件在 ：95％，(52±2)℃下加熱(140±1)min，然后在(25±2)℃冷卻(40±1)rain，循環(huán)250次后，在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0，210(m2·K)／W(平均溫度t：13℃)，相對偏差為一1．9％。??????? ②規(guī)格：3c+0．1+3c，檢驗依據(jù)：GB 10294及GB 13477等標準。試件在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0．216(m2·K)／W(平均溫度t=13℃)，相對偏差0．46％；耐低溫試驗：試件在t=(一23±2)℃下放置500 h后，在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0．217(m2·K)／W，相對偏差為0．46％。???????? ③規(guī)格：4c+0．1+4c，檢驗依據(jù)：GB 10294及GB16776。試件在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0．223(m2·K)／W(平均溫度t=14℃)，相對偏差一I．3％；浸水一紫外光照射試驗：試件在紫外線老化箱中放置600 h后，在標準條件下放置7 d，測得熱絕緣系數(shù)為0．220(m2·K)／W，相對偏差為一1．3％。???? ?? ④規(guī)格：1500mmx600mmx6．2mm，依據(jù)GB／T7106測試，抗風壓性能為I級。??????? ⑤低輻射真空玻璃熱絕緣系數(shù)值(見表2) ? ???????? 同時，低輻射真空玻璃的保溫性能優(yōu)于低輻射中空玻璃。這是因為，在中空玻璃中氣體傳熱仍然存在，使總熱絕緣系數(shù)值減小。??????? (4)采用單、雙面低輻射真空玻璃及低輻射真空+中空組合玻璃其保溫性能大大提高。按GB 50176《民用建筑熱工設計規(guī)范》取內(nèi)、外表面換熱熱絕緣系數(shù)進行計算，傳熱系數(shù)分別為1．66 W／(m2·K)、1．24 W／(m2·K)、1．37 W／(m2·K)，能滿足嚴寒地區(qū)節(jié)能保溫的要求。?????? ? (5)真空玻璃其厚度雖然只有6．2 mm左右，但抗風壓性能卻達到I級，能滿足工程使用要求。??????? 2．2 平開真空玻璃鍍塑鋁框保溫窗??????? 在一20℃以下嚴寒地區(qū)采用普通雙層玻璃和中空玻璃時，結(jié)露現(xiàn)象非常嚴重。為了提高窗的保溫性能，解決的辦法：一是采用三層窗，在歐洲正大量推行三層密封平開窗，國內(nèi)現(xiàn)已有廠家開始生產(chǎn)采用三層密封、三層玻璃、主型材四腔室的型材，為采用三層窗創(chuàng)造了條件；二是采用低輻射中空玻璃和低輻射中空玻璃內(nèi)充特殊氣體；三是采用低輻射真空玻璃和低輻射真空+中空組合玻璃 ??????? 上述3種方法各有優(yōu)缺點，但從耐久性、成本及施工等方面比較，采用低輻射真空玻璃其優(yōu)越性更大。表4為平開真空玻璃鍍塑鋁框保溫窗的檢驗結(jié)果。 ???????? ????????? 3 真空玻璃的節(jié)能效果???????? 試驗表明，真空玻璃具有良好的保溫性能，如果在建筑物上采用真空玻璃，其節(jié)能效果如何?我們以實測熱絕緣系數(shù)為依據(jù)，采用塑鋼窗框，計算北京地區(qū)80住一2—4(為磚混結(jié)構(gòu))通用設計耗熱量指標。比較幾種窗型的節(jié)能效果(見表5)，從而可以看出真空玻璃保溫性能的優(yōu)越性。 ?????? 注：(1)中空玻璃和真空玻璃塑鋼窗的框窗比均為0．37；(2)建筑物外墻、屋頂、樓梯間內(nèi)墻、地面等圍護結(jié)構(gòu)都相同；(3)建筑節(jié)能率是與未采取節(jié)能措施建筑耗熱量指標31．68 W／m 相比較。 ?????? 由表5司知：?????? (1)與采用雙層玻璃相比，采用真空玻璃后，窗戶的傳熱系數(shù)由4．0、I(m2·K)下降到2．23 W／(m2·K)。窗戶的傳熱耗熱占建筑物總耗熱比例由20．37％下降為13％。建筑物節(jié)能率由36．2％提高到42．7％。以100萬m2建筑為例，單是窗戶采用真空玻璃塑鋼窗，每年節(jié)約采暖能耗就達1220t標煤。??????? (2)與中空玻璃相比，真空玻璃傳熱耗熱占建筑物總耗熱的比例，由15．1％下降到13．0％，建筑物節(jié)能率由41％上升到42．7％，以100萬m2建筑為例，窗戶玻璃由中空玻璃改用真空玻璃，每年節(jié)約采暖能耗達320 t標煤。?????? (3)窗戶耗熱由傳熱耗熱和空氣滲透熱耗熱兩部分組成，盡管采用真空玻璃提高了玻璃保溫性能，但窗戶耗熱占建筑物總耗熱的比例仍高達33％以上。其原因是窗戶空氣滲透耗熱量大，占總耗熱量20％以上。在冬季，窗戶密閉，建筑物主要通過門窗縫隙與室外進行空氣交換，以保持空氣的衛(wèi)生質(zhì)量，而這種交換不可避免地將室內(nèi)熱量帶出室外。采用密封條增加門窗密封性，雖能減少滲透耗熱，但減少是有限的，計算中換氣次數(shù)為0．5次已是非常大較限，否則會嚴重影響室內(nèi)空氣衛(wèi)生質(zhì)量。因此，減少滲透耗熱，采取通風措施，增加窗戶密閉性才是可取的。??????? (4)真空玻璃采用低輻射膜后，窗戶保溫性能大大提高，節(jié)能效果明顯。在真空玻璃上采用單面低幅射鍍膜或雙面低幅射鍍膜，該塑鋼窗的傳熱系數(shù)分別由未鍍膜的2．23 w／(m2·K)下降為1．56w／(m2·K)或1．29W／(m2·K)。如果仍以80住一2—4磚混建筑為例，窗戶改用單面低幅射真空玻璃塑鋼窗，使窗戶傳熱耗熱下降至10％以下，建筑物耗熱量指標也分別由18．16W／m2下降到17．39W／m2、17．08w／m2。建筑物節(jié)能率分別由42．7％提高到45．1％和46．1％。由此可見，采用真空玻璃可大幅度地提高窗戶保溫性能及建筑節(jié)能效果，為我國建筑節(jié)能趕上先進國家水平創(chuàng)造了條件。??????? 4 提高真空玻璃性能的幾點建議??????? (1)真空玻璃由于間層抽真空，因而氣體導熱及對流傳熱基本清理，輻射成為主要傳熱形式。因此，降低輻射傳熱是提高真空玻璃保溫性能的重要途徑之一。降低輻射傳熱有2種方法：一是采用低輻射膜：試驗證明真空玻璃采用低輻射膜后，膜的作用得到充分發(fā)揮，其保溫性能大大提高，并隨膜的輻射率降低而提高；二是采用多層真空玻璃組合形式：例如采用兩層真空玻璃組合后，雙層真空玻璃的當量輻射系數(shù)是單層真空玻璃的1／2，而厚度為9．2 mm，小于中空玻璃厚度，但熱絕緣系數(shù)值成倍增加，將比中空玻璃熱絕緣系數(shù)大2～3倍。因此，采用多層真空玻璃也是提高玻璃保溫性能的有效途徑。??????? (2)我國地域遼闊，各地區(qū)氣候差異很大，窗玻璃的使用功能應適應各地區(qū)的使用要求。以保溫為主的嚴寒地區(qū)，應充分利用太陽輻射熱，可采用低輻射真空玻璃。對于夏熱冬暖以隔熱為主的地區(qū)，應減少太陽輻射熱進入室內(nèi)，可采用鍍有陽光控制膜的真空玻璃，但要考慮窗戶的采光要求。所以，不同地區(qū)使用鍍膜真空玻璃時，應根據(jù)膜的光、熱性能進行選擇，采用不同的組合方式，以達到較佳效果。??????? (3)增加間層的厚度，不僅可以改善隔聲性能，其保溫性能也將得到提高。???????(4)采用兩塊厚度不同的玻璃，以改善采用同等厚度玻璃吻合頻率處隔聲量下降的現(xiàn)象，從而提高窗玻璃隔聲量。 ?????? (5)窗戶或幕墻是采暖和空調(diào)中的耗能大戶，據(jù)統(tǒng)計，在有空調(diào)的建筑物總能耗中，空調(diào)能耗占60％以上，其原因是窗玻璃的保溫隔熱性能差。為此，國內(nèi)外一直在研究如何改進窗戶的保溫隔熱性能。例如，國內(nèi)近幾年來弓l進了國外先進的鍍膜技術(shù)，在玻璃表面上鍍膜，以解決房間夏天得熱和冬天失熱的問題。但這種方法還存在一定局限性，在冬冷夏熱地區(qū)難以達到較佳節(jié)能效果。美國在2O世紀90年代初開始研究“智能玻璃”，這種采用電致變色原理工作的“智能玻璃”經(jīng)過長期的試驗研究，已于2000年秋在美國正式投入生產(chǎn)。??????? 5 結(jié)語??????? 我國氣候的主要特點是冬寒夏熱，致使采暖空調(diào)能耗很大。從新世紀開始，我國將進入一體建設小康社會。在增進國民健康、提高舒適性的前提下有效利用能源、合理使用資源、減少溫室氣體排放、保護人類生存環(huán)境已是大勢所趨，人心所向。真空玻璃具有的性能和良好的性能價格比，必將得到社會和市場的廣泛認可，發(fā)展前景十分廣闊。 [詳情]

??????? 我國建筑物采暖和空調(diào)能耗約占全國能源消耗的25％。在建筑維護結(jié)構(gòu)中，通過窗戶散失的熱量占的比重很大。隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，為了采光、通風．裝飾等功能，建筑物窗戶的面積越來越大。因此，如何提高窗戶的保溫隔熱性能一直受到人們的關(guān)注。???????? 近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國對環(huán)境保護、節(jié)約能源、改善居住條件等問題高度重視，逐步健全法制，在建筑節(jié)能方面相應地制定了一批法規(guī)和標準規(guī)范，如：1987年頒布實施的國標 采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范 (GB兒9～ 87)、1993年頒布實施的國標 民用建筑熱工設計規(guī)范》(GB5017-93)、1995年頒布實施的部標 民用建筑節(jié)能設計標準 (JB526—95)。特別是 民用建筑節(jié)能設計標準 (JBJ26—95)要求建筑設計節(jié)能提高50％(其中建筑物節(jié)能30％，采暖系統(tǒng)節(jié)能20％)。在建筑物節(jié)能中圍護結(jié)構(gòu)的潛力已經(jīng)有限，主要是靠提高門窗的保溫隔熱性能。如何提高窗戶的保溫隔熱性能?一是加強窗戶的密封；二是提高窗框的保溫隔熱性能；三是提高窗用玻璃的保溫隔熱性能。為了提高窗用玻璃的保隔熱性能，已研制出許多窗用玻璃產(chǎn)品，如中空玻璃、熱反射膜玻璃、低輻射玻璃，等等。其中中空玻璃因生產(chǎn)簡便，廉、安裝方便等優(yōu)點，使用的比較普遍。而目前較新研制出的真空玻璃的保溫隔熱性能更優(yōu)于中空玻璃，重量比中空玻璃輕一半，厚度僅為中空玻璃的1／3～1／4。這可減小窗框的厚度和重量，減少窗戶在建筑物圍護結(jié)構(gòu)中占的體積，同時還能降低建筑物的重量。因此，真空玻璃是很有發(fā)展前途的窗用保溫隔熱材料。??????? 一 我國建筑物窗戶保溫性能要求及現(xiàn)狀??????? 為了提高建筑物門窗的保溫隔熱性能，建設部于1995年對原標準《民用建筑節(jié)能設計標準 (JBJ26—86)進行了修訂，頒發(fā)了新的《民用建筑節(jié)能設計標準》(JBJ26—95)。在新標準中，對窗戶的保溫隔熱性能要求有非常大的提高，但同國外相比仍有非常大的差距。國內(nèi)外建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)比較見表1。 ???? ????? ?????? 從表1可以看出，新標準對窗戶的保溫隔熱性能要求比原標準提高了23％～37．5％，但同國外相比還有一定差距。為了滿足窗戶保溫隔熱性能要求，我國許多建筑物已采用塑鋼窗框和中空玻璃 但由于目前生產(chǎn)的中空玻璃的質(zhì)量較差，而中間間隙又小，所以大多數(shù)建筑物還達不到要求。???????? 二、窗用玻璃的保溫隔熱性能?????? 目前常用的窗用玻璃有浮法玻璃、中空玻璃、熱反射膜玻璃、低輻射玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃等。其中浮法玻璃的保溫隔熱性能較差，鋼化玻璃只改善了玻璃的強度，其保溫隔熱性能與浮玻璃一樣。中空玻璃隨兩片玻璃板間的間隙大小不同而保溫隔熱性能也不同，間隙越大，保溫隔熱性能越好。中空玻的標準間隙有6mm9rrml、12mm、16ram、20ram等。目前國內(nèi)較常用的中空玻璃間隙為6mm或9rrml。中空玻璃按使用的玻璃品種和間隙內(nèi)的氣體又可分為普通中空玻璃、低輻射中空玻璃、充惰性氣體中空玻璃、充惰性氣體低輻射中空玻璃。其中充惰性氣體低輻射中空玻璃的保溫隔熱性能較好。表2列出了目前窗用玻璃的保溫隔熱性能。 ??????? ????????? 從表l和表2可以看出，在北京地區(qū)和哈爾濱地區(qū)采用單層浮法玻璃和單層熱反射玻璃都不能達到窗戶的保溫隔熱性能要求。在哈爾濱地區(qū)既使采用普通中空玻璃也難達到窗戶的保溫隔性能要求。??????? 三 真空玻璃?????? 真空玻璃是將間隙為0．1～0．2mm的兩塊玻璃板的四周密封，然后抽成真空，真空度要達到并保持在0．1Pa以上。由于真空玻璃清理了氣體對流傳熱和傳導傳熱，因此，其保溫隔熱性能非常好。經(jīng)鋇4試，用3mm浮法玻璃制造的普通真空玻璃的傳熱系數(shù)可達到2．23w／m k，而用5mm普通浮法玻璃制造的中空玻璃的傳熱系數(shù)為3．09 w／m k(5F+l2A+5F)。用低輻射膜玻璃制造的真空玻璃的傳熱系數(shù)可達到1．33 W／m2 k(4L+0．12+4F)，而用低輻射膜玻璃制造的中空玻璃的傳熱系數(shù)為1．96W／m -k(5F+l2A+5L)~u 2．20w／m ·k(8F+9A+8L)。 ???????? 日本已建成真空玻璃生產(chǎn)線，年產(chǎn)真空玻璃達到50萬平米。我國新立基技術(shù)有限公司已建成生產(chǎn)試驗線，生產(chǎn)出600 X 1500ram的真空玻璃產(chǎn)品，中國建筑科學研究院和北京新立基真空玻璃研究所對其產(chǎn)品的隔熱性能進行了測定。現(xiàn)將國外測定的結(jié)果和國內(nèi)測定結(jié)果列于表3 ???????? ??????? 從表2和表3可以看出，真空玻璃的保溫隔熱性能優(yōu)于中空玻璃的保溫隔熱性能??????? 四 真空玻璃在建筑節(jié)能中的效果?????? 中國建筑科學研究院以實測熱阻為依據(jù)，對在建筑物上采用真空玻璃的節(jié)能效果進行了計算 《80住一2—4》(為磚混結(jié)構(gòu))通用設計耗能指標計算結(jié)果列于表 ?????? 4，同時也列出了采用其他玻璃的計算結(jié)果。 ?????? 表4北京地區(qū)80住一2-4磚混建筑窗戶耗熱計算結(jié)果 ?????? ??????? 從表4可以看出，真空玻璃窗的傳熱系數(shù)低于中空玻璃窗的傳熱系數(shù)，以雙面低輻射膜真空玻璃較小。真空玻璃窗的傳熱耗熱占建筑物總耗熱的比例比雙玻窗減少了7．4％，建筑物節(jié)能率提高了6．5％。以一萬平方米建筑物為例，采用真空玻璃塑鋼窗每年可以節(jié)約采暖能耗相當于1220噸煤。由此可見，真空玻璃提高了窗戶保溫隔熱性能，為建筑大幅度節(jié)能創(chuàng)造了條件。 ? [詳情]

張瑞宏，馬承偉，張俊芳，劉瑞春（中國農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)業(yè)部設施農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程要點公開實驗室，北京 ） ?????? 摘 要：真空平板玻璃是目前隔熱性能較好的材料之一。為此，介紹了真空平板玻璃性能，概述了國內(nèi)外溫室覆蓋材料的應用現(xiàn)狀，并對真空平板玻璃在溫室工程中的應用做了節(jié)能效果、生產(chǎn)成本、使用壽命、投入資金回報等方面的分析。?????? 關(guān)鍵詞：無機非金屬材料；真空玻璃；應用；平板玻璃；溫室工程 ????? 1 引言???? 真空保溫技術(shù)的應用已經(jīng)擴展到設施溫室領(lǐng)域。近十幾年來，國內(nèi)外有關(guān)部門研制了多層復合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系蓋層、硬質(zhì)矩形中空塑料板、半中空硬質(zhì)覆蓋材料和充氣雙層塑料薄膜覆蓋等溫室透光保溫蓋層。目前，只有日本的板硝子株式會社建成年產(chǎn)50萬m2 的真空玻璃生產(chǎn)線，國內(nèi)未見有任何廠家進行真空玻璃產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的報道。?????? 中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)部設施農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程要點公開實驗室與揚州大學真空絕熱實驗室合作，對真空玻璃性能和制作工藝進行了實驗性研究，已取得初步成果，申報了兩項國家專利（專利號.2，.0）。 ????? 2 真空平板玻璃技術(shù)????? 2.1 真空玻璃結(jié)構(gòu)????? 真空玻璃結(jié)構(gòu)如圖1 所示。 ??????? 真空平板玻璃是將四周焊接密封的兩塊玻璃間的間隙抽成真空狀態(tài)，來達到隔熱的目的。這兩塊玻璃間的空隙很小，只有0.2～0.4mm。為使玻璃在真空狀態(tài)下能承受外界大氣壓力，需在兩塊玻璃之間放有許多支撐柱，支撐柱采用φ0.5～1.0mm、厚度0.2～0.4mm 的玻璃小柱子，一般情況下沒有凸異感，其透光性能不受影響。?????? 2.2 真空玻璃性能?????? 真空平板玻璃有優(yōu)良的絕熱性，很高的日光透射性、紅外光反射性和化學性能穩(wěn)定性，是目前較優(yōu)的透光保溫材料之一。?????? 2.2.1 透光性????? 真空玻璃的透光性良好（達80%以上），不存在老化問題，不易積垢納污，結(jié)露能減少90%以上，這些優(yōu)越性是現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系覆蓋材料所無法比擬的。?????? 2.2.2 保溫隔熱?????? 中空玻璃通過排氣抽成真空，配以鍍透明Low-E 膜技術(shù)，可將傳熱系數(shù)減少到0.7W/m2·K[3， 4]，而中空Low-E 膜充氬玻璃的傳熱系數(shù)為3.2～3.5W/m2·K，雙層中空PC、PE 等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系板材的傳熱系數(shù)為3.0～3.2 W/m2·K[3， 4]。?????? 2.2.3 防結(jié)露結(jié)霜????????玻璃在室外低溫時會產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象。真空玻璃的真空層不傳熱，內(nèi)層玻璃溫度不會太低，在一般氣候條件下不會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。從表1 可以看出，室外為20℃，濕度為60%時，單層玻璃在室外溫度為8℃時就會結(jié)露，而真空玻璃在室外溫為-6℃時也不會結(jié)露。??????? 2.2.4 耐風壓強度?????? 真空玻璃是由兩塊平板玻璃焊接而成，中間有支承柱，因此耐風壓強度比單層玻璃有所提高。其耐風壓強度為 ????? ??????? 2.2.5 真空玻璃尺寸?????? 真空玻璃總厚度一般為6～8mm，而現(xiàn)有的中空玻璃厚度為12mm。真空玻璃厚度的減少可節(jié)省空間和材料，還可以在舊玻璃溫室改造中利用原來的舊窗框。????? 3 國內(nèi)外溫室覆蓋材料應用現(xiàn)狀????? 3.1 國外溫室覆蓋材料應用特點????? 3.1.1 玻璃溫室??????目前，大多數(shù)國家溫室覆蓋材料以塑料為主。荷蘭是世界設施園藝較發(fā)達的國家，現(xiàn)約有1.3 萬hm2 玻璃溫室，透明覆蓋物以玻璃為主。玻璃透光保溫好性好，不需經(jīng)常更換，能長季節(jié)不間斷生產(chǎn)，并利于計算機管理，可根據(jù)外界風速、風向、光強或降雨等情況及時調(diào)整各種設備運轉(zhuǎn)，減少風險，實現(xiàn)環(huán)境條件的動態(tài)模擬。?????? 3.1.2 塑料溫室????? 日本溫室面積達4.9 萬hm2，以塑料溫室為主，占溫室總面積的95%；玻璃溫室僅占4%；硬質(zhì)塑料溫室占1%左右。日本PVC 農(nóng)膜的生產(chǎn)技術(shù)十分，在透光、保溫、長壽、耐老化等方面處于較有優(yōu)勢水平，有些產(chǎn)品可使用7～10 年。?????? 3.1.3 復合式材料溫室????? 以色列溫室覆蓋材料采用紡織復合式聚乙烯薄膜SOLARIG，其透射比較差為80%，但機械強度高，抗拉及抗沖擊性能好，壽命長，并含有添加物。添加物的主要功能是吸收紅外線、預防光線直射，還有一種防結(jié)霜添加劑，能防止露水在薄膜上的凝結(jié)。該薄膜的換熱系數(shù)為470W/m2·K，厚度為200mm。???????? 3.1.4 三重壓制及充氣薄膜???????? 法國溫室頂部覆蓋材料采用三重壓制的聚氯乙烯塑料薄膜，厚20 mm、無色、含抗結(jié)霜添加劑，在法國南部惡劣的氣候中使用，壽命為45 個月。山墻及側(cè)墻覆蓋材料采用雙層充氣塑料薄膜， 厚200mm。?????? 3.2 國內(nèi)溫室覆蓋材料應用現(xiàn)狀?????? 3.2.1 溫室覆蓋材料現(xiàn)狀?????? 我國溫室覆蓋材料以塑料為主，其具體品種有聚乙烯、聚脂薄膜、PVC、PET、PC 及雙層中空塑板等，一般大型規(guī)�；瘻厥揖�采用PVC、PET、PC 或雙層中空塑板。但這部分占溫室總面積的比例約為5%，95%左右的溫室仍是簡易的日光溫室，覆蓋材料為塑料薄膜，但塑料薄膜強度低和易老化。我國塑料薄膜年消耗量達到55 萬t。自1995 年以來，PC（聚碳酸酯）板發(fā)展迅速。????????? 3.2.2 溫室保溫材料主要存在問題???????? (1) 我國現(xiàn)階段日光溫室以單層塑料薄膜溫室和塑料大棚為主。單層塑料薄膜有保溫性差、溫室利用率低、能耗大等缺點。保溫覆蓋材料主要為草苫、紙被、棉被等。雖然其保溫效果良好，但卻存在著笨重、易受雨雪侵蝕、易腐爛污染等缺點。???????? (2) 大型溫室普遍采用一層外覆蓋（ 塑料薄膜、玻璃、PC 板、PETP 板等[1]）與一層內(nèi)保覆蓋（塑料膜或綴鋁膜）的保溫形式，這種形式保溫效果仍不夠理想，傳熱系數(shù)一般在3W/m2·K 以上。?????????(3) 半透明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料（包括單層薄膜）透光性較差，易老化，積垢納污[2]。其透光性隨著時間的推移越來越差，這是目前溫室反季節(jié)蔬菜沒有當季蔬菜味道鮮美的主要原因之一。??????? (4) 我國大型連棟溫室能耗大，其虧損面積超過80%。一般估計，大型連棟溫室建在北緯35°左右地區(qū)，冬季加溫耗能費約占總生產(chǎn)成本的30%～40%；北緯40°左右地區(qū)約占40%～50%；43°以上地區(qū)約占60%～70%。 ??????? 4 真空玻璃在溫室工程中應用分析??????? 4.1 節(jié)能效果?????? 4.1.1 提高熱效率?????? 真空平板玻璃應用于溫室種植業(yè)，絕熱效率提高4 倍，節(jié)能30%以上，投入資金真空玻璃增加的費用在2～3 年內(nèi)收回。據(jù)美國SERI 研究報告，如果在美國西北太平洋沿岸地區(qū)采用真空玻璃，每平方米窗戶每年節(jié)約700MJ 的能量。??????? 4.1.2 節(jié)省電能??????? 寶島工藝研究院能源與資源研究所將悉尼大學的真空玻璃裝在冷藏柜上，并進行試驗，試驗報告指出：對于容積337L、耗電200W 冷藏柜，把第3層玻璃門改成真空玻璃門，可節(jié)電10%；用真空代替其中的兩層玻璃，保存一層3mm 的普通玻璃，可節(jié)電20%，相當于節(jié)省40W 長明燈的能耗[4]。???????? 4.1.3 減少煤耗???????? 目前，我國擁有溫室面積150 萬hm2，且每年以20%～30%的速度增長。如能在8 年內(nèi)，80%溫室保溫材料使用真空玻璃，屆時每年全國可節(jié)省標準煤9000 萬t。??????? 4.2 使用壽命??????? 真空平板玻璃使用壽命取決于下列因素：一是封邊質(zhì)量；二是封頭可靠性；三是吸氣劑的選用。日本板硝子公司產(chǎn)品進行了各種惡劣環(huán)境的試驗表明，真空玻璃使用壽命達到25 年以上。??????? 4.3 生產(chǎn)成本?????? 真空玻璃中試生產(chǎn)成本=玻璃工藝成本（如表3所示）+外構(gòu)件成本（如表4 所示）+管理成本（如表5 所示）=98.64 元/ m2。據(jù)生產(chǎn)工藝分析，如果形成大批量生產(chǎn)，可為市場提供150 元/ m2 以下的真空平板玻璃。 ??????? ????????? ???????? 4.4 真空玻璃的存在問題與解決措施????????4.4.1 存在問題??????? (1) 一次性投入資金大。真空玻璃需要堅固的棚架結(jié)構(gòu)，這將會增加溫室制造成本。??????? (2) 密封性要求高。真空平板玻璃不可能像PC、PET 片材那樣可以生產(chǎn)成大寬度、超長度的板材。目前，非常大的真空玻璃尺寸是2400mm×1350mm，這使真空玻璃和棚架之間留有很多縫隙，工藝要求這些縫隙密封，否則將會產(chǎn)生室內(nèi)外空氣對流，增加熱損。??????? (3) 抗御自然災害的能力差。真空玻璃不像農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料那樣能抵抗冰雹襲擊，一旦受到冰雹襲擊，后果將比較嚴重。?????? 4.4.2 解決措施?????? (1) 一次性投入資金大問題的解決措施。目前，復合PET、PE、PVC 等材料市場價為130～150 元/m2，由生產(chǎn)成本分析可知，如果真空玻璃形成大批量生產(chǎn)，其市場價為150 元/ m2，則可降低一次性投入資金成本。??????? 真空玻璃使用壽命為25 年以上，而PC、PET農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系板材的使用壽命為10 年，實際上使用5 年后，其透光率就減少10%～15%。真空玻璃當量壽命就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系板材的2.5～3 倍，這樣就長期效果來講這種投入資金是值得的。從節(jié)能角度來講，真空玻璃的溫室節(jié)能50%以上。按北京地區(qū)溫室年平均用煤量100kg/m2 計算，則每年節(jié)省煤50kg/m2，這樣只需要10 年就可以收回追加在真空玻璃上一次性投入資金。真空玻璃的化學性能較其穩(wěn)定，透光性幾十年不變，使溫室的作物光合作用更充分，品質(zhì)得到提高，品味變佳，增強了市場競爭力，這樣就會更顯其在溫室工程上應用的優(yōu)越性。 ?????? (2) 密封性問題的解決措施。密封性問題采取耐老化的航空密封膠來解決上述縫隙，其使用壽命達到15 年以上。?????? (3) 提高抗御自然災害能力的措施。防冰雹可采用鋼絲網(wǎng)做成遮陽簾頂置，在冰雹襲擊之前起用遮陽裝置擋住冰雹襲擊。?????? 5 結(jié)束語?????? 真空絕熱技術(shù)已經(jīng)應用于溫室工程領(lǐng)域。真空玻璃具有良好透光、保溫、不老化和節(jié)能等特點。我國設施農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，為真空玻璃在溫室上的應用提供了廣闊的市場，它促進了我國溫室行業(yè)的科技進步。這種新型的透光材料將會在溫室工程中嶄露頭角。 ? [詳情]

??????????????????????????????????????????? 湯小慧, 林巖忠（ 中國新型建筑材料工業(yè)杭州設計研究院，浙江杭州） ?????? 摘要: 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。它基本清理了玻璃間氣體的導熱和對流傳熱，其保溫隔熱性、防結(jié)露結(jié)霜性、隔聲降噪性、抗風壓性、耐久性良，是一種優(yōu)于中空玻璃的節(jié)能產(chǎn)品。?????? 關(guān)鍵詞: 真空玻璃；低輻射真空玻璃；中空玻璃；建筑節(jié)能 ??????? 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、機械與自動化技術(shù)、準確測量技術(shù)等科技領(lǐng)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(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較早出現(xiàn)在1913 年，是一份專利文獻。其后，國內(nèi)外研究者在此基礎上又相繼發(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較早從澳大利亞引進專利技術(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入資金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)設備和原材料完成產(chǎn)品的工藝和設備的工業(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，在進一步改進工藝、設備自動化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的基礎上，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 年的青島亨達玻璃集團旗下的青島亨達實業(yè)有限公司歷經(jīng)4 年的研究開發(fā)，解決了規(guī)�；�生產(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項使用設備。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、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 玻璃類型?????????????????????????????? 組合形式?????????????????????????? 傳熱系數(shù)/[W（/ m·2 K）]低輻射真空玻璃????????? ????? ?4C+0.12V+4L???????????????????????????? ??? 1.40低輻射真空中空玻璃??????? 4C+0.12V+4L+12A+4C???????????? ?? ??1.02中空玻璃???????????????????????????? 4C+12A+4C????????????????????????????????????3.12充氬氣中空玻璃???????????????? 4C+12Ar+4C????????????????????????????????? ?2.85??????????? 注：4C- 4 mm 厚浮法玻璃；4L- 4 mm 厚低輻射鍍膜玻璃；0.12V-0.12 mm 厚真空層；12A- 12 mm 厚空氣層；12Ar- 12 mm 厚氬氣層，下同。 ??????? （ 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???????? ??????????（ 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）。 ????????? ??????????? （ 4）抗風壓性??????????? 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） ???????????? ??????? 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，全部上推崇的第三代門窗玻璃，是目前較有效的節(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%。 ??????? 4 結(jié)語?????? （ 1）采用真空玻璃可大幅度地提高窗戶保溫性能和建筑節(jié)能效果，同時又具備防結(jié)露結(jié)霜和降低噪聲等功能。??????? （ 2）真空玻璃是近年來出現(xiàn)的新型深加工玻璃，在今后的應用中還有許多技術(shù)問題需進一步完善，也會有一些新的問題出現(xiàn)，需要更多的企業(yè)和相關(guān)人士學者共同合作，形成一個有序競爭的市場。??????? （ 3）真空玻璃的質(zhì)量控制是其發(fā)展的關(guān)鍵。要逐步制定相應的行業(yè)或國家標準，嚴格按標準執(zhí)行。??????? （ 4）真空玻璃目前的產(chǎn)品價格是中空玻璃的3～4 倍，除了企業(yè)要做好成本控制外，還需國家相關(guān)政策的扶持，以縮短市場的導入期，使真空玻璃能盡早推廣普及。 [詳情]

戴大祥 上海耀華皮爾金頓玻璃有限公司上海 ????? 較近20年來，全部玻璃工業(yè)圍繞著尚處于萌芽狀態(tài)的新技術(shù)、新產(chǎn)品之一—— 真空玻璃，正在進行一場跨國、跨地區(qū)的類似于汽車拉力賽的玻璃科技拉力賽，日益呈現(xiàn)出無國界、整體化、多較化立體交叉的態(tài)勢，展現(xiàn)出經(jīng)濟大部分國家化時代科技競爭的新形勢、新特點。 ????? 緣 由???? 建筑門窗玻璃是玻璃工業(yè)的主要產(chǎn)品之一。在整個建筑圍護結(jié)構(gòu)能量損失的分布中，通過門窗的能量損失約占I／3到一半，其中通過玻璃的損失又在門窗中占到75％ 。 ????? 自從1893年英國物理學家、化學家占姆士·杜瓦發(fā)明保溫瓶后，人類就懷有一個夢想，什么時候能把保溫瓶原理應用到門窗玻璃上?從圓柱體的保溫瓶到門窗用平板真空玻璃，抽真空技術(shù)的進步性不可同日而語，三大技術(shù)難題橫亙在人們面前：1．平板真空玻璃是一個小容積、大表面積又狹窄扁平的真空腔體，要快速抽真空并長期有效；2．平板真空玻璃只有使用中間支撐物來承受lOt／m 的壓力，該支撐物的物理化學性能以及幾何形狀、幾何分布必須精心設計，才能使真空玻璃產(chǎn)品滿足建筑玻璃設計標準所要求的強度和力學壽命；3．門窗真空玻璃在抽氣口、支撐物的設計和選材上，要不影響透明美觀。 ??????? 科學技術(shù)是靠前生產(chǎn)力。實現(xiàn)人類夢想的是科學家。一代代物理學家圍繞著門窗用平板真空玻璃，前赴后繼地開始了一場科研接力賽。1913年即誕生了靠前個平板真空玻璃專利。 ?????? 人類社會的發(fā)展對能源的需求量日益增長，與有限的、日益枯竭的能源儲量的矛盾日益激化。能源供求必須開源節(jié)流。上世紀70年代的石油危機，大大促進了西方工業(yè)發(fā)達國家的建筑設計上開發(fā)應用節(jié)能技術(shù)、節(jié)能玻璃的積較性，他們紛紛進行立法，用法治力量保證，建筑玻璃窗必須使用節(jié)能玻璃。門窗玻璃既要通風換氣，又要采光，要透過同時阻擋外視，還要密封、保溫隔熱、節(jié)能，玻璃工業(yè)的科技人員接受了這個二律背反的悖論課題的挑戰(zhàn)，一批節(jié)能玻璃材料相繼問世并得到廣泛應用：中空玻璃、吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射膜玻璃，等等。節(jié)能玻璃材料的強制性規(guī)定應用，使發(fā)達國家的市場很少看見單片原片玻璃的應用，節(jié)能加工玻璃產(chǎn)品占據(jù)了玻璃工業(yè)產(chǎn)品的大部分。但是這一切終究還沒有圓人類的真空玻璃之夢。從80年代以后，對具有更保溫隔熱性能的真空玻璃的研制開發(fā)逐漸趨向活躍，圍繞這一熱點的科技接力賽，逐漸變成科技拉力賽，正式拉開序幕。 ?????? 靠前站：中澳聯(lián)隊——原帶 ?????? 始發(fā)靠前站競技場是科研實驗室。自然是“千車競發(fā)”的壯觀景象，有英國、希臘、日本、美國、澳大利亞，還有韓國、法國、丹麥等。其中有兩個隊引人注目。其一是美國隊，美國克羅拉多太陽能研究所本森教授(D·K·Benson)領(lǐng)導的真空玻璃研究組，經(jīng)過1985—1991年的實驗，創(chuàng)立了許多值得讓后人借鑒的技術(shù)理論、思路和實驗室數(shù)據(jù)。世界水平的原始創(chuàng)新自然是高難度的，因為諸多難題的困擾，研制工作沒有進行到底。 ???????? 另一個是悉尼大學應用物理系教授科林斯(R·E·Collins)領(lǐng)導的研究組，1989年開始研究真空玻璃，研制工作也一度陷入困境�！坝行脑曰ɑú话l(fā)，無意插柳柳成蔭”。1990年，恰逢原北京大學物理系唐健正教授以高等訪問學者身份訪問悉尼大學，不愧為中國科教國家隊出身的唐教授，厚積薄發(fā)，不久就看出癥結(jié)所在，指點迷津，消滅攔路虎，于是課題研發(fā)順利進展。以發(fā)達國家教授自居的科林斯教授開始有點自負，這時候不禁對唐健正教授另眼垂青�？鐕�競爭并不排斥全部合作。共同的物理學有經(jīng)驗，同樣深厚的學者素養(yǎng)，使兩位教授攜手，一起攻克世界性的科技難題——平板真空玻璃�？茖W家之間的強強聯(lián)合，1+l>2。從此以后，一發(fā)而不可收，一搞就是7年。鍥而不舍地耕耘，必有收獲。1993年，世界上靠前塊1×lm的實用真空玻璃，在兩位科技巨擘的手中誕生。在發(fā)明保溫瓶之后整整100年，人類終于圓了平板真空玻璃之夢。從1989年至1994年．他們登記擁有了四項真空玻璃多國專利權(quán)。1997年8月在韓國舉行的世界太陽能學術(shù)會議上，他們的較具開創(chuàng)性的有關(guān)論文被授予魯?shù)婪蜉^佳論文獎。兩位科學家的高智商的猛烈激發(fā)，終于使他們共同登上了世界玻璃科技的高峰。 ?????? 世界玻璃工業(yè)史將會記載，平板真空玻璃之2004年第2期父：考林斯教授、唐健正教授。 ?????? 第二站：日本隊— —工業(yè)化反超????? 日本人在真空玻璃技術(shù)上的動作，再次展露出善于爭搶、吸收全部先進技術(shù)成果，迅速壯大自己的驚人的日本速度。日本板硝子公司聞風而動，以較其敏銳的競爭情報系統(tǒng)的嗅覺，早在1995年即靠前個從悉尼大學購得真空玻璃專利技術(shù)使用權(quán)；以準確、迅速、果斷的行動進行論證、決策；以超強的工業(yè)化能力，將真空玻璃的實驗室技術(shù)進行中試、工業(yè)化生產(chǎn)，形成產(chǎn)品、商品。1996年日本板硝子在京都工廠內(nèi)進行工業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)量l0萬m 。1997年1月29日，日本正式宣布推出真空玻璃產(chǎn)品。日本各大媒體爭相報道“優(yōu)點玻璃”問世。l998年日本板硝子的真空玻璃產(chǎn)品產(chǎn)量躍為24萬m：，同年在日本茨城縣建材中心投入資金20億日元建一座新廠，使該公司的真空玻璃年產(chǎn)量接近50萬m 。非常大產(chǎn)品尺寸2400×l350mm，較小尺寸350×200mm，在短短的三年內(nèi)使其真空玻璃年產(chǎn)量實現(xiàn)三級跳。日本人掘得了世界平板真空玻璃技術(shù)從實驗室成果走向工業(yè)化生產(chǎn)的靠前桶金，顯示出工業(yè)發(fā)達國家的優(yōu)勢、強勢。凸現(xiàn)出當代科技競爭創(chuàng)新為先，速度取勝，強者為王，世界經(jīng)濟之林、科技之園是強者之宴，弱者淘汰靠邊站的嚴酷性。??????? 而在此時，世界上其他大多數(shù)國家的真空玻璃技術(shù)都停留在實驗室，未能實現(xiàn)工業(yè)化；水平也不高。 ?????? 第三站：中國海歸隊——先進與落后并存 ????? 海歸學人唐健正教授，謝絕了澳洲隊友的盛情挽留，懷著振興民族玻璃工業(yè)的強烈愿望回到家鄉(xiāng)，甩開膀子繼續(xù)拼搏，創(chuàng)辦了世界上高科技真空玻璃研究所，以及在北京、青島的兩家產(chǎn)學研、科工貿(mào)整體化的真空玻璃技術(shù)實業(yè)公司。 ?????? 唐教授的非常大心愿就是， 自己的科研成果能夠在中華大地開花結(jié)果，炎黃子孫的智慧結(jié)晶應該讓自己人較早受益。華人并不比洋人笨，我們不能永遠引進外國人的二三流技術(shù)設備，跟在洋人后面爬行，戰(zhàn)略技術(shù)、核心技術(shù)必須單獨自主，開始跨越式發(fā)展。拓荒者的路較難走，經(jīng)過一系列坎坎坷坷的摸爬滾打，“中國自造”的真空玻璃產(chǎn)品終于呱呱墜地，并已通過國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢驗。真空玻璃窗戶具有比現(xiàn)在所有玻璃材料都好的隔熱、隔聲、保溫、防結(jié)露、抗風壓等性能。目前節(jié)能性能比較好的窗戶玻璃是中空玻璃，而真空玻璃的傳熱系數(shù)至少比它低15％ 。據(jù)日本人測試，以空調(diào)使用狀況比較，真空玻璃窗可分別比單片玻璃、中空玻璃節(jié)電29～30％ 、16～18％ 。中空玻璃產(chǎn)品的較小厚度12ram，而真空玻璃的較小厚度只有6．2ram，真是更薄、更輕、更優(yōu)。2008年北京奧運會的一些場館、三峽工程北京控制中心等一批工程項目的玻璃窗戶，先后采用真空玻璃產(chǎn)品。地處喧鬧的交通要道口的噪音，房間窗戶一裝上真空玻璃，一下子變得寂靜無聲。 ???????? 唐教授希望，趁世界上大多數(shù)國家對真空玻璃還處于空白狀態(tài)的良好機遇，看清發(fā)展前景，吸取歷史教訓，把中國真空玻璃事業(yè)發(fā)展成世界水平的民族產(chǎn)業(yè)，改變玻璃行業(yè)目前的被動局面。他回國后不僅操心真空玻璃實驗成果的中試和工業(yè)化生產(chǎn)，還要兼顧真空玻璃技術(shù)的繼續(xù)研究、發(fā)展。他胸懷振興中華民族玻璃工業(yè)的大志，敢為人先的雄心，中西合壁的學術(shù)實力，老驥伏櫪，依然雄心勃勃，馬不停蹄，瞄準世界科技發(fā)展較的新技術(shù)，沖刺。自1999年到現(xiàn)在，又登記擁有了7項中國專利，其中有帶吸氣劑的真空玻璃等，又一次處于大部分國家地位，并已跨洋過海，申請登記了美國、日本、歐共體等發(fā)達國家和地區(qū)的專利權(quán)。 ??????? 但是，我們還須正視，由于歷史原因我國尚未實現(xiàn)工業(yè)化的落后面。國產(chǎn)真空玻璃產(chǎn)品非常大尺寸2000×1200mm，較小尺寸60O×400ram，均落后于日本。這是目前我國真空玻璃技術(shù)工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展瓶頸之一，需要各方面的協(xié)同攻關(guān)、打破。業(yè)內(nèi)人士認為，經(jīng)過幾個五年計劃的趕超，玻璃工業(yè)國產(chǎn)設備、材料的質(zhì)量都有了很大提高，有的三家制造的硬件水平已經(jīng)開始接近國外同類產(chǎn)品。目前大型玻璃加工企業(yè)的設備大多數(shù)是舶來品。玻璃制造及加工業(yè)盼望國產(chǎn)設備能夠漸入佳境，經(jīng)得起考驗，逐步擴大市場占有率，逐步壯大起來。 ?????? 未來：誰是桂冠? ??????? 大杠桿：真空玻璃的生產(chǎn)工藝要求規(guī)定了，必須以浮法玻璃及加工玻璃為原料(目前用的是上海耀皮、青島臺玻等外資企業(yè)的產(chǎn)品)，進行二次或多次復合加工。真空玻璃也可以與目前已有、日趨成熟的各種節(jié)能玻璃材料，組成“超級玻璃”，將逐步使節(jié)能玻璃產(chǎn)品成為玻璃行業(yè)的主流產(chǎn)品，登上綠色節(jié)能環(huán)保，高新質(zhì)量真境界的新臺階；逐步擴大浮法玻璃在整個平板玻璃產(chǎn)量中的比重，逐步擴大加工玻璃產(chǎn)品在整個玻璃產(chǎn)品中的比重，縮小與發(fā)達國家的差距，有利于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的平穩(wěn)過渡，實現(xiàn)新型工業(yè)化，走出目前玻璃工業(yè)低水平重復建設，同質(zhì)化低端平板玻璃產(chǎn)品惡性血拼的泥譚。真空玻璃的產(chǎn)業(yè)化，將大幅度增加玻璃行業(yè)主要產(chǎn)品的科技含量，優(yōu)化資源配置，對提升玻璃生產(chǎn)設備技術(shù)水平等級，玻璃工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級換代，是具有革命意義的巨大進步。真空玻璃產(chǎn)業(yè)化將引發(fā)一場玻璃工業(yè)的產(chǎn)業(yè)革命，成為撬動玻璃行業(yè)的大杠桿。 ??????? 真空玻璃是一個高滲透型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。不僅從未有過地將玻璃工業(yè)內(nèi)部的平板浮法玻璃工業(yè)、加工玻璃工業(yè)變成前后道工序．更加緊密地聯(lián)系在一起，而且將玻璃行業(yè)和建筑窗戶緊密聯(lián)系在一起(節(jié)能玻璃比單片玻璃需更多更仔細地與窗框的默契配合)。它對建筑、火車、輪船展示冰柜等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進步、節(jié)能、自然、環(huán)保等。同樣具有不可估量的綜合性經(jīng)濟、思想、社會益。 ??????? 我國建筑能源使用背景：我國是世界第二能耗大國，其中建筑能耗約占全國總能耗量的l／4。由于建筑保溫性能差，供暖效率低，采暖地區(qū)能耗為相同條件下發(fā)達國家的3倍左右。我國能源供應將長期嚴重短缺，能源使用與環(huán)境保護之問的矛盾日趨惡化。2001年，建設部建筑節(jié)能中心召開居民用綠色環(huán)保節(jié)能玻璃技術(shù)研討會，與會相關(guān)人士對國內(nèi)民用住宅玻璃的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及產(chǎn)業(yè)狀況進行研討和評估，認為我國大部分地區(qū)民用建筑所使用的普通玻璃起不到有效的保溫隔熱作用。建筑窗戶已成為建筑能耗使用中“跑冒滴漏”的大窟窿。北方主要靠煤取暖，能效低，又污染環(huán)境。住宅過去很少使用空調(diào)，改變公開以來，一下子普及了家用空調(diào)，而窗戶單片玻璃卻基本未動。南北廣大住宅仍然長期使用普通單片玻璃的舊傳統(tǒng)，顯然落伍了，早晚要進行“土改”。 ??????? 市場已開眼：不少新建商品房樓盤已自發(fā)地將中空玻璃、低輻射膜玻璃等節(jié)能玻璃作為一個新亮點、新賣點來吆喝。另外，．據(jù)上海市住宅發(fā)展局透露，今年上海市中心城區(qū)內(nèi)將建30O萬衛(wèi)n2的節(jié)能住宅，到2005年全市新建住宅有望全部披上冬暖夏涼的節(jié)能。保溫衣 。歷史證明，新型玻璃材料的運用，往往從賓館、體育館、展覽館、機場等公共建筑的大型玻璃開始，給住宅玻璃示范、帶領(lǐng)時尚。中空玻璃等節(jié)能玻璃材料的推廣應用．溢籃于公共建筑氣勢恢宏的大塊玻璃，在我國走過3o余年的路程。已開始與量大面廣的商品房住宅窗戶。聯(lián)姻 。住宅市場已向我們發(fā)出信號．只要玻璃行業(yè)拿得出適應新世紀新品位的安全、節(jié)能玻璃和質(zhì)量信得過的產(chǎn)品，消費者是能夠接受的。節(jié)能玻璃漸人。家 境。建筑是凝固的音樂，玻璃窗就是它的華彩樂章；建筑是美妙的圖畫．玻璃窗就是它的點睛之筆。安全、節(jié)能、綠色、自然環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展．同樣是玻璃材料的發(fā)展方向。用不著贅述，多少新穎的、晶瑩剔透、華麗璀燦的玻璃材料受到建筑市場的歡迎和追捧，為城市的標志性建筑、景觀建筑添上濃厚的異彩。玻璃，讓建筑更美好。各類公共、民用建筑進一步推廣應用安全、節(jié)能玻璃的條件，正在逐步加大砝碼、走向成熟。 ?????? 法搜建設：我國早已鑭定。近些年來。行業(yè)和地方的一批建筑節(jié)能技術(shù)規(guī)范和安全玻璃使用規(guī)范，緊鑼密鼓、相繼出臺。我國建筑節(jié)能技術(shù)水平。與發(fā)達國家相比雖然有差距，但是一直在不停地追趕．整個狀況猶如芝麻開花— —節(jié)節(jié)高。建設部公布了面向21世紀大眾小康住宅標準．其中之一是．房間采光充足。隔音保溫效果在現(xiàn)有國內(nèi)標準上提高l一2個等級。中國房地產(chǎn)協(xié)會和國家環(huán)�？偩忠堰_成共識，將籌備有關(guān)相關(guān)人士和學者，加緊進行。綠色住宅標準的{目I定工作，并將在適當時候啟動。綠色住宅認證工作。較近。國家質(zhì)檢總局又批準公布了一攬子6份建筑窗戶設計國家標準謦訂版。它t丁是建筑外窗抗風壓性能、氣密性能、水密性能、保溫性能、空氣聲隔聲性能、采光性能分較及檢驗方法等，2002年l2月1日實施，把我國建筑窗戶設計國家標準等級，進一步提高到了世界水平。(中空玻璃應用技術(shù)規(guī)程)國家標準正在編制，即將頒發(fā)。建筑安全玻璃的生產(chǎn)、銷售、進口的強制性產(chǎn)品認證即市場準人制度，因SARs之故推遲，即將于今年8月1日開始實行(耀皮玻璃是靠前家獲得市場準入國家派司的企業(yè))。不排除學習發(fā)達國家的經(jīng)驗，在較近的將來，比如國家強制性規(guī)定，新建(及修建)建筑外窗必須使用節(jié)能玻璃的可能性。 ?????? 玻璃行業(yè)能否跨越：世界玻璃科技競賽正酣，未有窮期。面對大部分國家性的科技與經(jīng)濟、能源、安全節(jié)能玻璃、自然建筑等發(fā)展、競爭新態(tài)勢、新要求，玻璃行業(yè)準備好了沒有?建設行業(yè)同樣把節(jié)能玻璃的研發(fā)視為己任。建設部已于2002年下文立項。將中空玻璃、真空玻璃作為效率高節(jié)能新技術(shù)項目進行開發(fā)，推廣應用。新穎節(jié)能玻璃窗技術(shù)量大面廣，節(jié)能效益好，示范作用大。建筑業(yè)對其比較敏感，滿懷熱忱渴望盡快培育、加快催生、早日擁抱“變新兒”。較近，科技部也正在研究將真空玻璃新技術(shù)予以立項開發(fā)。大力研發(fā)、促進新穎節(jié)能玻璃材料工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，是玻璃行業(yè)責無旁貸的份內(nèi)事。我們的責任是要攜手并肩，共同培育新型節(jié)能玻璃的新市場、大市場。 ??????? 發(fā)達國家玻璃工業(yè)走過的道路。其中好的經(jīng)后我們應該學習，但是我們也不必亦步亦趨地跟在洋人后面爬行。后來居上是事物發(fā)展的普遍規(guī)律。節(jié)能玻璃材料的普遍推廣應用．我們能否跳過中空玻璃這一代，直接進入以真空玻璃為主框架的新一代節(jié)能玻璃?過去一提建材產(chǎn)品，好象就是“傻大黑粗”，低檔廉價�，F(xiàn)在可不一樣了。高科技的真空玻璃登堂入室，和其他新產(chǎn)品一樣，同樣物有所值，物超所值，具有較高的性價比，具有較其廣泛的應用前途，較其光明的前景。 ??????? 縱觀圍繞真空玻璃新技術(shù)展開的全部拉力賽，目前相繼的好像都屬于亞太地區(qū)。現(xiàn)代玻璃工業(yè)發(fā)源于英國，興旺在美國，后起之秀是日本。曾任美國國務卿的約翰·海倫說過，地中海是過去的海，大西洋是現(xiàn)在的洋，太平洋是未來的洋。21世紀是否是太平洋世紀?2l世紀的世界玻璃工業(yè)會不會重新洗牌?上世紀末，自我國玻璃工業(yè)靠前次行業(yè)虧損以來的數(shù)年間，似乎患了產(chǎn)業(yè)軟骨病，至今尚未復原，走起路來搖搖晃晃，找不著北，腳欲行而又趔趄。玻璃行業(yè)也許還處于轉(zhuǎn)型過渡陣痛期，尚有待于突圍。我國民族玻璃工業(yè)什么時候能夠重塑未來，能夠與世界大玻璃公司在高科技平臺上過招? ??????? 早在新舊世紀交替之際，原國家建材局就已制定了我國建材工業(yè)“由大變強，靠新出強”的跨世紀發(fā)展戰(zhàn)略。“挽弓當挽強，射箭當用長”。在“世界杯”的全部玻璃科技拉力賽競技場上，在與重量級“大狼”的角逐中，和體育競賽一樣，只有充滿危機感、緊迫感，奮發(fā)圖強，敢于拼搏，你“狼”我更“狼”。才能取勝，方成立身之基。何況桂冠只有一個，取法乎上，也許得乎中；倘若取法乎中，難免得乎下。 ??????? 彩電行業(yè)的大型企業(yè)，帶頭跳出同質(zhì)化低端產(chǎn)品惡性血拼的泥淖，大力研發(fā)推出等離子、液晶顯示等高等產(chǎn)品，與世界發(fā)展水平同步，整個行業(yè)和市場為之一振，面貌一新。例如，信息產(chǎn)業(yè)部籌備TEL公司等離子顯示技術(shù)鑒定會，認為TEL研制開發(fā)的等離子顯示器達到全部先進水平，對形成中國PDP核心競爭力具有重要意義，對中國等離子產(chǎn)業(yè)走向單獨自主具有重要意義。彩電行業(yè)的經(jīng)驗對玻璃行業(yè)也許不無啟示。 ? 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?????? 1893年，英國物理學家、化學家占姆士·杜瓦發(fā)明保溫瓶，1913年世界靠前個平板真空玻璃專利發(fā)表。20世紀80年代起，對真空玻璃的研發(fā)逐漸活躍，其中有2個團體值得一提。一個是美國克羅拉多太陽能研究所D·K·BenSon教授領(lǐng)導的真空玻璃研究組，經(jīng)過1985～1991年的努力，創(chuàng)立了許多值得后人借鑒的技術(shù)理論、思路和實驗室成果。另一個是悉尼大學應用物理系R·E·Coll ins教授領(lǐng)導的研究組，在1989~1994年間進一步改進工藝，1989年試制出樣品，1993年試制出靠前塊1米×1米的實用真空玻璃，并申請了4項專利；原我國北京大學物理系唐健正教授也是參與合作者之一。英國、希臘和日本等的科學家也做了大量粉似研究。經(jīng)過一代代科學家的不懈努力，跨越了中空玻璃生產(chǎn)工藝的三大難題：①對一個0．000 l立方米～0．0002立方米小容積、大表面積、狹扁腔體快速、充分抽真空，并長期有效；② 玻璃板之間支撐物的物理化學特性以及幾何形狀、幾何分布須滿足1 0噸／平方米壓力的使用強度；③抽氣口、支撐物和鍍膜層須不影響門窗的透明美觀。 ??????? 門窗玻璃材料從單片玻璃、中空玻璃，發(fā)展到真空玻璃已是第三代產(chǎn)品。中空玻璃當中是普通空氣或充氬氣。建筑用真空玻璃的制造方法是將2片玻璃板(可以是浮法玻璃、夾絲玻璃、鋼化玻璃、壓延玻璃、噴砂玻璃、吸熱玻璃、紫外線吸收玻璃、熱反射玻璃等)之間放支撐物，用450。溫度加熱l 5～60分鐘，四周用焊接玻璃封邊，用真空泵從適當位置的抽氣孔抽真空，真空壓力達到0．00 1毫米汞柱，即形成真空玻璃。玻璃板之間支撐物是直徑0．35毫米的圓柱體，高度約等于半徑(0．1毫米～0．2毫米)，支柱間距23毫米。支柱材料可以是不銹鋼、碳化鎢鋼、鉻鋼、鋁合金等。 ??????? 真空玻璃在大部分音域的隔音性能，優(yōu)于中空玻璃。中空玻璃平均衰減噪音為28分貝，真空玻璃平均可使噪聲降低30分貝以上。真空玻璃抗風壓等級I級，是中空玻璃的1．5倍，可用于高層建筑。真空玻璃窗透光折減系數(shù)Tr=O．53，優(yōu)于中空玻璃。真空玻璃窗保溫性能為II級。以空調(diào)節(jié)能性能比較，真空玻璃窗可分別比中空玻璃、單片玻璃節(jié)電16～18％、29～30％。以北京地區(qū)80住一2—4磚混結(jié)構(gòu)通用設計耗熱量指標計算，與采用雙層玻璃相比，采用真空玻璃后，建筑物節(jié)能率由36．2％提高到42．7％，以每年100萬平方米建筑為例，單是窗戶采用真空玻璃塑鋼窗，每年節(jié)約采暖能耗就達1220噸標煤，可以大幅度提高窗戶保溫性能及建筑節(jié)能效果，為我國建筑節(jié)能趕上先進國家水平創(chuàng)造了條件。??????? 1994年底，即在發(fā)明真空玻璃的第2年，日本板硝子玻璃公司聞風而動，較早從悉尼大學購得真空玻璃專利使用權(quán)，在世界上靠前個將真空玻璃從實驗室推向工廠，實現(xiàn)工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。1 996年在京都工廠進行工業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)量1 0萬平方米。1997年1月29日，板硝子公司正式宣布推出真空玻璃產(chǎn)品。日本各大媒體爭相報道“優(yōu)點玻璃” 問世。l 998年板硝子真空玻璃產(chǎn)品年產(chǎn)量24萬平方米。同年在日本茨城縣投入資金20億日元建1座新廠，使該公司真空玻璃產(chǎn)品年產(chǎn)量又躍為近5 0萬平方米，實現(xiàn)年產(chǎn)量三級跳。據(jù)報道韓國、法國、丹麥等國家也在研制真空玻璃，但目前均未達到工業(yè)化生產(chǎn)水平。?????? 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局已批準、頒布了修訂過的一攬子6份建筑設計國家標準，從2002年12月1日開始實施，這對從整體上提升我國建筑設計標準等級是一個非常大的推動，而對真空玻璃的應用推廣又是一條“利好”消息。過去我國建筑窗戶的保溫性能總體水平與國外有非常大差距，而新版《建筑外窗保溫性能分級及檢驗方法》國家標準則由原來5個等級增為1 0級，進一步提高了要求。 [詳情]