真空玻璃的性能優(yōu)勢

【中玻網(wǎng)】1.真空玻璃定義
　　
　　真空玻璃是將兩片平板玻璃四周密閉起來，將其間隙抽成真空并密封排氣孔，兩片玻璃之間的間隙為0.1～0.2mm。真空玻璃的兩片一般至少有一片是低輻射玻璃，這樣就將通過真空玻璃的傳導、對流和輻射方式散失的熱降到較低。其工作原理與玻璃保溫瓶的保溫隔熱原理相同。真空玻璃是玻璃工藝與材料科學、真空技術、物理測量技術、工業(yè)自動化及建筑科學等，多種學科、多種技術、多種工藝協(xié)作配合的碩果。真空玻璃的結構如圖1所示。

　　從原理上看真空玻璃可比喻為平板形保溫瓶，其與保溫瓶的相同點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。兩者內壁都鍍有低輻射膜，使輻射傳熱盡可能小。兩者不同點：一是真空玻璃用于門窗必須透明或透光，不能像保溫瓶一樣鍍不透明銀膜，鍍的是不同種類的透明低輻射膜；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置“支撐物”方陣來承受約10t/m2的大氣壓力，使玻璃之間保持間隔，形成真空層。“支撐物”方陣間距根據(jù)玻璃板的厚度及相關力學參數(shù)設計，在20～50mm之間。為了減小支撐物“熱橋”形成的傳熱并使人眼難以分辨出支撐物的存在，支撐物直徑很小，目前產品中的支撐物直徑在0.3～0.5mm之間，高度在0.1～0.2mm之間。
　　
　　2真空玻璃性能優(yōu)勢
　　
　　Low-E中空玻璃是市場上運用較為普遍的節(jié)能玻璃品種，中空玻璃利用了空氣導熱系數(shù)低的特點。從傳熱學上講空氣雖然導熱系數(shù)較小，但畢竟還是要進行熱傳導，其他氣體包括惰性氣體也一樣。中空玻璃由于氣體傳熱占主要地位，使提高Low-E玻璃性能來降低輻射熱的效果不明顯，用較好的Low-E玻璃(如輻射率在0.02～0.04之間)制造的中空玻璃，充以氬氣，K值也只能作到1.0～1.2W/m2·K左右。只有真空狀態(tài)才能清理氣體傳熱，使Low-E玻璃的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。
　　
　　2.1真空玻璃傳熱機理
　　
　　真空玻璃與中空玻璃的結構不同，所以傳熱機理也有所不同。圖2為簡化的傳熱示意圖，真空玻璃中心部位傳熱由輻射傳熱、支撐物傳熱及殘余氣體傳熱3部分構成，而中空玻璃則由氣體傳熱(包括傳導和對流)和輻射傳熱構成。

　　由此可見，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)，在兼顧其他光學性能要求的條件下，膜的發(fā)射率(也稱輻射率)越低越好。兩者的不同點是真空玻璃不但要確保殘余氣體傳熱小到可忽略的程度，還要盡可能減小支撐物的傳熱，中空玻璃則要盡可能減小氣體傳熱。為了減小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；要減小氣體傳熱，還可用大分子量的氣體(如惰性氣體：氬、氪、氙)來代替空氣，但即便如此，氣體傳熱仍占據(jù)主要地位。

　　真空玻璃較基本的品種是標準真空玻璃，即一塊浮法玻璃加上一塊低輻射鍍膜玻璃(Low-E玻璃)。北京新立基公司的半鋼化標準真空玻璃的產品參數(shù)如表1所示，從表1中可以看出，僅是標準真空玻璃K值就可以達到1.0W/m2·K以下，如果使用輻射率0.06的雙銀Low-E玻璃標準真空玻璃K值可達到0.5以下。目前，Guardian、ST.Gobain和Interpane等廠商生產的鋼化Low-E玻璃的輻射率已達到0.02～0.04，如果使用該性能的Low-E玻璃，真空玻璃的性能會更好。