節(jié)能的真空玻璃

【中玻網(wǎng)】國(guó)際玻璃工業(yè)和其他科技、工業(yè)領(lǐng)域一樣，正在展開(kāi)著一場(chǎng)全球性的跨國(guó)、跨洲的激烈競(jìng)爭(zhēng)。目前，圍繞著整個(gè)世界玻璃工業(yè)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(jìn)行一場(chǎng)國(guó)際性的玻璃科技拉力賽。競(jìng)爭(zhēng)正日益呈現(xiàn)出無(wú)國(guó)界、全方位立體交叉的態(tài)勢(shì)，展現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代科技競(jìng)爭(zhēng)的新形勢(shì)、新特點(diǎn)。
　　建筑門窗玻璃是玻璃工業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。在整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能量損失的分布中，通過(guò)門窗的能量損失約占1／3~1／2，其中通過(guò)玻璃的損失又在門窗中占到75％。由此，人們想到用保溫瓶原理來(lái)制造門窗用平板真空玻璃，但需要解決到三大技術(shù)難題：(1)平板真空玻璃是一個(gè)小容積、大表面積、狹窄扁平的真空腔體，如何快速抽真空并長(zhǎng)期有效；(2)平板真空玻璃只能使用中間支撐物來(lái)承受l0噸／m的壓力，該支撐物的物理化學(xué)性能以及幾何形狀、幾何分布必須精心設(shè)計(jì)，才能使真空玻璃產(chǎn)品滿足建筑玻璃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所要求的強(qiáng)度和力學(xué)壽命；(3)門窗真空玻璃在抽氣口、支撐物的設(shè)計(jì)和選材上，要不影響透明美觀。經(jīng)過(guò)科技人員的努力，在1913年誕生了靠前個(gè)平板真空玻璃專利。
　　2O世紀(jì)7O年代的石油危機(jī)以及由此而來(lái)的一系列戰(zhàn)爭(zhēng)，大大促進(jìn)了西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑設(shè)計(jì)上應(yīng)用節(jié)能技術(shù)、節(jié)能玻璃的積極性，他們紛紛進(jìn)行立法，規(guī)定建筑玻璃窗必須用中空玻璃等節(jié)能玻璃。根據(jù)門窗玻璃既要通風(fēng)換氣，又要采光透視，還要密封、保溫隔熱、節(jié)能，科技人員開(kāi)發(fā)出一批節(jié)能玻璃材料并得到廣泛應(yīng)用，如中空玻璃、吸熱玻璃、低輻射膜玻璃等等。從20世紀(jì)80年代以后，對(duì)具有更優(yōu)異保溫隔熱性能的真空玻璃的研制開(kāi)發(fā)逐漸趨向活躍，正式拉開(kāi)了競(jìng)爭(zhēng)的序幕。
　　參加競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)家有英國(guó)、希臘、日本、美國(guó)、澳大利亞。還有韓國(guó)、法國(guó)、丹麥等。美國(guó)克羅拉多太陽(yáng)能研究所本森教授領(lǐng)導(dǎo)的真空玻璃研究組，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)立了許多值得讓后人借鑒的技術(shù)理論、思路和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。
　　悉尼大學(xué)應(yīng)用物理系教授考林斯領(lǐng)導(dǎo)的研究組，1989年開(kāi)始研究真空玻璃，但研制工作一度陷入困境。1990年北京大學(xué)唐健正教授找到癥結(jié)所在，指點(diǎn)迷津，于是課題研發(fā)順利進(jìn)展。兩位教授攜手，一起攻克世界性的科技難題——平板真空玻璃。1993年，世界上靠前塊lmxlm的實(shí)用真空玻璃，在兩位教授的手中誕生。從1989年至1994年，他們登記擁有了四項(xiàng)真空玻璃國(guó)際專利技術(shù)權(quán)。1997年8月在韓國(guó)舉行的世界太陽(yáng)能學(xué)術(shù)會(huì)議上，他們的極具開(kāi)創(chuàng)性的有關(guān)論文被授予魯?shù)婪蜉^佳論文獎(jiǎng)。
　　日本在真空玻璃技術(shù)上，再次表現(xiàn)出善于爭(zhēng)搶、吸收國(guó)際先進(jìn)技術(shù)成果的能力。
　　日本板硝子玻璃公司聞風(fēng)而動(dòng)，以極其敏銳的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)系統(tǒng)的嗅覺(jué)，早在1995年即靠前個(gè)從悉尼大學(xué)購(gòu)得真空玻璃專利技術(shù)使用權(quán)；以準(zhǔn)確、迅速、果斷的行動(dòng)進(jìn)行論證、決策；以超強(qiáng)的工業(yè)化能力，將真空玻璃的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)進(jìn)行中試、工業(yè)化生產(chǎn)，形成產(chǎn)品。1996年板硝子在京都工廠內(nèi)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)量lO萬(wàn)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(zhēng)相報(bào)道“神奇玻璃”問(wèn)世。1998年板硝子的真空玻璃產(chǎn)品產(chǎn)量躍為24萬(wàn)m，同年在日本茨城縣建材中心投資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(wàn)m。較大產(chǎn)品尺2400mm~1350mm，較小尺寸350mmx200mm。在短短的三年內(nèi)，使其真空玻璃年產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)三級(jí)跳。日本人掘得世界平板真空玻璃技術(shù)從實(shí)驗(yàn)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(dá)國(guó)家的優(yōu)勢(shì)。凸現(xiàn)出當(dāng)代科技競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)新為先，速度取勝，強(qiáng)者為王，不同情弱者的嚴(yán)酷性。
　　唐健正教授在中國(guó)硅谷北京中關(guān)村科技園區(qū)，創(chuàng)辦了世界上高科技真空玻璃研究所，并在北京、青島成立了兩家產(chǎn)學(xué)研、科工貿(mào)一體化的真空玻璃技術(shù)實(shí)業(yè)公司。經(jīng)過(guò)一系列坎坎坷坷的摸爬滾打，戴著中國(guó)專利技術(shù)帽子、“中國(guó)自造”的真空玻璃產(chǎn)品終于問(wèn)世，并已通過(guò)國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢測(cè)。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(fēng)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(cè)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12mm，而真空玻璃的較小厚度只有6．2mm，真是更薄、更輕、更優(yōu)。北京地區(qū)有兩個(gè)正在建設(shè)中的工程項(xiàng)目的玻璃窗戶采用真空玻璃，雖地處喧鬧的交通要道口，但房間窗戶一裝上真空玻璃，一下子變得寂靜無(wú)聲。去年，該公司的真空玻璃年生產(chǎn)能力為20萬(wàn)m。
　　但是，我們還須正視我國(guó)尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的落后面。國(guó)產(chǎn)真空玻璃產(chǎn)品較大尺寸2000mmx1200mm，較小尺寸600mm~4OOmm，均落后于日本。尚有待于各方面的協(xié)同攻關(guān)、突破。歷史證明，新型玻璃材料的運(yùn)用，往往從賓館、體育館、展覽館、機(jī)場(chǎng)等公用建筑的大型玻璃開(kāi)始，給民居建筑示范、引領(lǐng)時(shí)尚，推動(dòng)中空玻璃等節(jié)能玻璃材料的推廣應(yīng)用。唐教授希望，趁世界上大多數(shù)國(guó)家對(duì)真空玻璃還處于空白狀態(tài)的良好機(jī)遇，看清發(fā)展前景，吸取歷史教訓(xùn)，把我國(guó)真空玻璃事業(yè)發(fā)展成具有世界冰平的民族產(chǎn)業(yè)，改變玻璃行業(yè)目前的被動(dòng)局面。自1999年到現(xiàn)在，又申請(qǐng)了7項(xiàng)中國(guó)專利，其中有帶吸氣劑的真空玻璃等，又一次處于全球領(lǐng)先地位，并已跨洋過(guò)海，申請(qǐng)了美國(guó)、日本、歐共體等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的國(guó)際專利。
　　一流企業(yè)賣技術(shù)，二流企業(yè)賣產(chǎn)品，三流企業(yè)賣勞務(wù)。我國(guó)玻璃工業(yè)有史以來(lái)靠前次，實(shí)現(xiàn)零的突破，向發(fā)達(dá)國(guó)家出口“中國(guó)造”專利技術(shù)，搶占國(guó)際玻璃科技的高峰。
　　真空玻璃的生產(chǎn)工藝要求規(guī)定，必須以優(yōu)質(zhì)浮法玻璃及優(yōu)質(zhì)加工玻璃為原料(目前用的是上海耀皮、青島臺(tái)玻等外資企業(yè)的產(chǎn)品)，進(jìn)行二次、甚至多次加工；其操作工藝，更需小心翼翼，同電子工業(yè)相似，員工要戴白手套，也許今后還要規(guī)定車間須除塵凈化(如玻璃鍍有低輻射膜層，不容污染)。真空玻璃的工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，將大幅度增加玻璃行業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品的科技含量，對(duì)提升玻璃生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平等級(jí)，玻璃工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級(jí)換代，是具有革命意義的巨大進(jìn)步。真空玻璃也可與目前已有的或日趨成熟的各種節(jié)能玻璃材料，組成“超級(jí)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(tái)階；逐步擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)浮法玻璃在整個(gè)玻璃產(chǎn)量中的比重，逐步擴(kuò)大深加工玻璃產(chǎn)品在整個(gè)玻璃產(chǎn)量中的比重，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。有利于改變目前玻璃工業(yè)低水平重復(fù)建設(shè)，低端平板玻璃產(chǎn)品惡性血拼的落后局面，有利于徹底改變玻璃工業(yè)的形象。
　　我國(guó)是世界第二能耗大國(guó)，其中建筑能耗約占全國(guó)總能耗量的1／'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(dá)國(guó)家的3倍左右。國(guó)家質(zhì)檢總局已批準(zhǔn)、公布修訂6份建筑窗戶設(shè)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，它們是建筑外窗抗風(fēng)壓、氣密、水密、保溫、空氣聲隔聲、采光性能等分級(jí)及檢測(cè)方法，從2002年12月1日開(kāi)始實(shí)施把我國(guó)建筑窗戶設(shè)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)，提高到了世界水平。建設(shè)部公布了面向21世紀(jì)大眾小康住宅十大標(biāo)準(zhǔn)，其中之一是，房間采光充足，隔音保溫效果在現(xiàn)有國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)上提高1～2個(gè)等級(jí)。建設(shè)部已于2oo2年下文立項(xiàng)，將真空玻璃作為節(jié)能新技術(shù)項(xiàng)目進(jìn)行開(kāi)發(fā)，推廣應(yīng)用。
　　真空玻璃是一個(gè)強(qiáng)勁的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，不僅將玻璃工業(yè)內(nèi)部的平板浮法玻璃工業(yè)、加工玻璃工業(yè)更緊密地聯(lián)在一起，而且將玻璃行業(yè)和建筑窗戶緊密聯(lián)在一起。它對(duì)建筑、火車、輪船、冰柜等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、節(jié)能、生態(tài)、環(huán)保等，同樣具有不可估量的綜合性的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。前有上游中國(guó)專利技術(shù)引路，后有下游產(chǎn)品用戶的推動(dòng)，高科技的真空玻璃將登堂人室，和其他新產(chǎn)品一樣，同樣物有所值，物超所值。何況真空玻璃目前的價(jià)格并非很高，具有較高的性價(jià)比，具有極其廣泛的應(yīng)用前途，極其光明的前景。圍繞真空玻璃，目前相繼領(lǐng)先的好像都屬亞太地區(qū)?，F(xiàn)代玻璃工業(yè)發(fā)源于英國(guó)，興旺在美國(guó)，后起之秀是日本。21世紀(jì)的世界玻璃工業(yè)很可能重新洗牌。