湯小慧, 林巖忠
（ 中國新型建筑材料工業杭州設計研究院，浙江杭州310003）

       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、防結露結霜性、隔聲降噪性、抗風壓性、耐久性良，是一種優于中空玻璃的節能產品。
       關鍵詞: 真空玻璃；低輻射真空玻璃；中空玻璃；建筑節能

        真空玻璃是一種透明、節能型高科技深加工產品，其生產技術涉及真空技術、材料科學、機械與自動化技術、準確測量技術等科技領域。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、防結露結霜、隔聲等功能，是可替代中空玻璃的一種新型綠色環保產品。

       1 國內外真空玻璃現狀
      有關記錄真空玻璃的文獻較早出現在1913 年，是一份專利文獻。其后，國內外研究者在此基礎上又相繼發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、抽真空的技術逐步成熟，特別是支撐物材料已從玻璃發展到合金。支撐物形狀大多數是圓柱狀，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，并于1996 年在京都工廠內建立了年產量6 萬m2 真空玻璃生產線，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，建成年產量24 萬m2 的真空玻璃工廠，使該公司真空玻璃的年產量接近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，利用國內設備和原材料完成產品的工藝和設備的工業化試驗，并開始批量生產。2001 年3 月北京新立基真空玻璃技術有限公司成立，并成立了我國第1 個真空玻璃技術研究所，在進一步改進工藝、設備自動化，提高產品質量和數量的基礎上，2004 年在北京建成了年產量5 萬m2 的真空玻璃自動化生產線。2005年新建了第2 條生產線，年產量提高到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有限公司歷經4 年的研究開發，解決了規模化生產的關鍵技術，形成具有自主知識產權的成套生產工藝技術，并開發了相關的C 型支撐物、紅外聚焦封口和封邊等專項使用設備。該公司在國內率先建成年產5 萬m2 的生產線，目前，正在建設一條年產30 萬m2 的生產線。

         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/[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）防結露結霜性
        由于真空玻璃熱絕緣系數高，室內一側的玻璃表面溫度下降少，因此可大幅度防止結露結霜現象。與相同條件下的中空玻璃相比，真空玻璃開始結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構，它能有效克服中空玻璃在中低頻段容易產生共鳴的弱點，發揮其良好的隔聲效果。在大多數頻段，特別是中低頻段，真空玻璃的隔聲性能優于中空玻璃（見表3）。

            （ 4）抗風壓性
            由于真空玻璃是將二片玻璃牢固結合成的結合體，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，其熱絕緣系數變化均在2%以下，可以認為它是長期穩定和耐久的。

        3 真空玻璃的節能效果
        在建筑門窗中，節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）。建筑物節能率則由42.7%提高到45.1%或51.6%。

        4 結語
       （ 1）采用真空玻璃可大幅度地提高窗戶保溫性能和建筑節能效果，同時又具備防結露結霜和降低噪聲等功能。
        （ 2）真空玻璃是近年來出現的新型深加工玻璃，在今后的應用中還有許多技術問題需進一步完善，也會有一些新的問題出現，需要更多的企業和相關人士學者共同合作，形成一個有序競爭的市場。
        （ 3）真空玻璃的質量控制是其發展的關鍵。要逐步制定相應的行業或國家標準，嚴格按標準執行。
        （ 4）真空玻璃目前的產品價格是中空玻璃的3～4 倍，除了企業要做好成本控制外，還需國家相關政策的扶持，以縮短市場的導入期，使真空玻璃能盡早推廣普及。