真空玻璃技術(shù)與應(yīng)用分析

　　3.3農(nóng)業(yè)溫室
　　
　　作為中國“三高”農(nóng)業(yè)的主要措施和重要標(biāo)志,溫室種植業(yè)、溫室養(yǎng)殖業(yè)近年來發(fā)展速度驚人,該產(chǎn)業(yè)將成為我國支柱產(chǎn)業(yè)之一。但溫室工程在較大豐富人們冬季菜籃子同時,出產(chǎn)的蔬菜卻普遍味淡,更談不上鮮美。新溫室所種出來的蔬菜味道尚可,但往后一年不如一年,原因就是目前溫室的透光保溫材料均采用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系PET、TIM等材料。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料耐老化性能不好,且易于靜電吸附塵埃,特別是油污性塵埃一旦占染上就難以清除,從而導(dǎo)致透光性能逐年變?nèi)?植物的光合作用亦不足,其味變差。另外,溫室種植的能耗成本已占總成本2/3以上,也是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系保溫材料絕熱性能較差導(dǎo)致。
　　
　　真空玻璃透光性能和普通單層玻璃相仿,它的獨特之處在于其絕熱性能是普通平板玻璃的十多倍,是普通透明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料的6～8倍,是普通雙層中空玻璃的3～4倍。另外,真空玻璃化學(xué)穩(wěn)定性能和抗露天老化性能亦是普通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系透光保溫材料(如PET、TIM等)無法比擬的�？梢�,中國溫室工程急需先進的價格適中的透光保溫材料,真空玻璃是該行業(yè)的較佳選擇。
　　
　　3.4太陽能熱水器
　　
　　目前,太陽能熱水器基本采用管狀真空集熱器(即真空集熱管),而管狀真空集熱器的單位面積集熱效率遠不如板狀真空集熱器高。此外,剛剛興起的太陽能小區(qū)屋頂太陽能熱水池也以板狀集熱器為較佳結(jié)構(gòu),所以,平板真空玻璃如果用于太陽能熱水器行業(yè),太陽能熱水器的價格將大幅下降,單位面積的集熱效率也將大幅提高,并且易于實現(xiàn)建筑與太陽能熱利用的整體化,這將導(dǎo)致太陽能熱水器行業(yè)的一次變革。
　　
　　3.5空調(diào)汽車、火車
　　
　　目前,中國汽車行業(yè)用的側(cè)、后窗玻璃均為單層玻璃,火車也只采用中空玻璃。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展,車內(nèi)空調(diào)恒溫越來越成為人們的優(yōu)選,而隨著世界能源的逐步枯竭,節(jié)能問題成為緊迫任務(wù),所以作為較優(yōu)的透光保溫隔音材料來講,真空玻璃將會替代汽車和火車的側(cè)、后窗玻璃,這是總的發(fā)展趨勢。而交通行業(yè)所用的玻璃一般都為異形,一些藝術(shù)玻璃也為異形,如果真空玻璃采用以往的外加支撐點的方式,因為支撐點的脫落就無法實現(xiàn),本文提出的自支撐真空隔離結(jié)構(gòu)則可解決這個問題。不僅建筑采用真空玻璃門窗,汽車、鐵道機車、輪船、農(nóng)業(yè)作物暖房、太陽能熱水器蓋板、展示冰柜等,都能夠使用真空玻璃產(chǎn)品。而異形真空玻璃的實現(xiàn),還會大大拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域,使真空玻璃的市場前景從未有過廣闊。未來玻璃市場的發(fā)展趨勢是,從高耗能到低耗能,從半自動到自動化,從單一功能到組合功能,從組合功能到多元應(yīng)用,從多元應(yīng)用到高附加值。
　　
　　4真空玻璃技術(shù)的發(fā)展前景
　　
　　自1893年保溫瓶問世以來,由兩個同心圓筒玻璃組成的真空容器無論在理論上、技術(shù)上、工藝上已發(fā)展得很成熟,但1913年專利文獻提出“將保溫瓶的保溫隔熱原理用于平板玻璃”的設(shè)想?yún)s一直久攻不破。
　　
　　20世紀(jì)80年代起,世界對真空玻璃的研發(fā)逐漸活躍,代表性的有兩個:美國科羅拉多太陽能研究所由D·K·Benson教授領(lǐng)導(dǎo)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);北京大學(xué)唐健正教授參加的悉尼大學(xué)應(yīng)用物理系R·E·Collins教授1989～1994年領(lǐng)導(dǎo)的研究組,進一步改進工藝,1989年試制出樣品,1993年取得了實質(zhì)性的進展,研制出靠前塊1m×1m的實用真空玻璃,并申請了4項專利。人類在發(fā)明保溫瓶之后整整100年,終于又發(fā)明了平板真空玻璃。
　　
　　1997年,日本板硝子株式會社較早向悉尼大學(xué)購買該技術(shù),成為世界上靠前個將平板真空玻璃產(chǎn)業(yè)化的廠商。本世紀(jì)初,唐健正教授回國創(chuàng)辦了北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司,成為世界上第二家掌握真空玻璃制造技術(shù)的廠商。
　　
　　目前,世界各國又再次重視真空玻璃研究,美國Guardian公司近年又恢復(fù)了過去曾進行多年的真空玻璃研發(fā)。在2010年9月29日至10月1日杜塞爾多夫“Glasstec”全部玻璃展上,各方爭相展出了自己的節(jié)能玻璃產(chǎn)品,如德國斯圖加特大學(xué)和BBG公司的U值為0.6W/(m2·K)的真空玻璃樣品和生產(chǎn)線流程圖、捷克和中國寶島等多家公司的實物樣品。
　　
　　另外,韓國的LGhansys、EAGON和Hanwha L&C公司也宣布要銷售自己研制的真空玻璃。中國的真空玻璃研發(fā)也已列入“十二五”國家科技計劃,這將大大推動真空玻璃的產(chǎn)業(yè)化進程,希望在當(dāng)前低碳節(jié)能環(huán)保主題下,向世界提供以真空玻璃為代表的超級節(jié)能系列產(chǎn)品。真空玻璃產(chǎn)業(yè)化將形成專利技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈和工業(yè)體系,同時也形成專利技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品的出口體系,為我國開創(chuàng)一個新的產(chǎn)業(yè);與現(xiàn)有玻璃深加工技術(shù)的結(jié)合將帶動玻璃工業(yè)的升級改造;真空玻璃技術(shù)及其向建筑維護結(jié)構(gòu)的擴展也將帶動建筑業(yè)的進步。
　　
　　5結(jié)束語
　　
　　本文研究真空玻璃技術(shù)的性能及應(yīng)用分析。首先基于熱量傳遞理論分析了真空玻璃的工作原理和性能特點,并針對真空玻璃隔離結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)難點,在筋條自支撐基礎(chǔ)上提出了一種凸點自支撐真空隔離方法,為真空玻璃生產(chǎn)與應(yīng)用提供了新思路;然后通過與中空玻璃比較分析,對真空玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域進行了分析研究;較后,對真空玻璃的發(fā)展前景進行了展望,在大部分國家低碳節(jié)能大背景下,具有綜合性能優(yōu)勢的真空玻璃將隨著產(chǎn)業(yè)化進程的加快獲得越來越廣泛的應(yīng)用。分析研究表明,真空玻璃是新材料、新能源與效率高節(jié)能領(lǐng)域的高技術(shù)項目,可廣泛應(yīng)用于建筑、制冷、設(shè)施農(nóng)業(yè)、太陽能利用、交通等行業(yè),具有相當(dāng)龐大的潛在市場,應(yīng)用前景十分廣闊。
　　
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