【康沃真空網(wǎng)】隨著科技日新月異的發(fā)展，人們的居住環(huán)境也在逐步改善與提高。如今國(guó)內(nèi)對(duì)于可持續(xù)材料的使用率日益增加，節(jié)能環(huán)保的綠色建筑成為一種趨勢(shì)。
而在綠色建筑的建設(shè)中最重要的節(jié)能材料之一就是玻璃，因?yàn)樗墙ㄖ芰苛魇У闹饕獊?lái)源之一。從2000年開始，國(guó)內(nèi)大量使用中空玻璃以減少建筑本身的能量消耗，保持建筑物內(nèi)的最佳溫度。后來(lái)它的升級(jí)替代品——真空玻璃開始興起。本期我們就來(lái)聊一聊真空玻璃的相關(guān)知識(shí)。
什么是真空玻璃
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，真空玻璃就是把兩片平板玻璃四周密閉，將其間隙抽成真空，兩片玻璃之間的間隙為0.1~0.2mm，真空度10-1Pa以上。由于需要抵抗空氣中的大氣壓，兩片玻璃之間分布著陶瓷支柱，玻璃內(nèi)表面鍍有一層或兩層透明低輻射膜。
真空玻璃的發(fā)明
從原理上看，真空玻璃就像是一個(gè)平板形的保溫瓶。事實(shí)上真空玻璃就是基于真空杜瓦瓶，也就是我們家用真空玻璃保溫瓶的原理發(fā)展而來(lái)的。
1892年劍橋大學(xué)教授詹姆士?杜瓦發(fā)明了杜瓦瓶，這是一個(gè)雙層玻璃容器，兩層玻璃膽壁都涂滿銀，然后把兩層玻璃間的空氣抽掉，形成真空。由于真空能防止對(duì)流和傳導(dǎo)散熱，銀質(zhì)涂層可以防止輻射散熱，因此，杜瓦瓶?jī)?nèi)物質(zhì)的溫度不易發(fā)生變化。
據(jù)此，他總結(jié)出了真空絕熱的兩項(xiàng)基本原則：通過(guò)高真空消除絕大部分熱量對(duì)流和傳導(dǎo)；通過(guò)高反射涂層降低輻射傳熱。這成為真空玻璃高保溫性能的基本原理。
1990年，在北京大學(xué)物理系教授唐健正，作為訪問(wèn)學(xué)者來(lái)到悉尼大學(xué)，開始與該校時(shí)任應(yīng)用物理系主任的Collins教授聯(lián)合研究平板真空玻璃。經(jīng)過(guò)3年的努力，1993年世界上首塊1米×1米的平板真空玻璃樣品問(wèn)世。1996年，悉尼大學(xué)把專利轉(zhuǎn)讓給日本，次年即開始量產(chǎn)真空玻璃。
真空玻璃的優(yōu)勢(shì)
在日常生活中，許多人會(huì)將真空玻璃與中空玻璃兩者混淆。雖然結(jié)構(gòu)上有相似之處，但中空玻璃兩片玻璃之間還是以空氣為主的，其結(jié)構(gòu)沒(méi)有真空技術(shù)的應(yīng)用。
我們都知道，熱量傳遞是通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射三種方式進(jìn)行的。真空玻璃中間的真空層將氣體的傳導(dǎo)和對(duì)流傳遞的熱量降至很低，以至于可以忽略不計(jì)。因此，真空玻璃比普通玻璃具有更好的保溫隔熱性能。真空玻璃的真空層內(nèi)無(wú)空氣，更無(wú)水汽分子，密封極嚴(yán)且熱阻大，到了冬天不會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。
總結(jié)一下，真空玻璃的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
● 低碳節(jié)能：真空玻璃依靠真空層特殊結(jié)構(gòu)，有效阻隔室內(nèi)外熱量傳導(dǎo)，傳熱系數(shù)與墻體相近。可以顯著減少空調(diào)電耗及污染物和溫室氣體的排放，減少環(huán)境污染。
● 超隔熱：選用適當(dāng)遮陽(yáng)系數(shù)的真空玻璃，在夏季，能夠有效控制太陽(yáng)輻射，保持室內(nèi)涼爽；在冬季，當(dāng)室外溫度為-20℃時(shí)，真空玻璃的內(nèi)表溫度僅比室內(nèi)空氣溫度低3-5℃，可以保持室內(nèi)溫暖舒適。
● 超隔音：輕松降噪42分貝，阻斷城市嘈雜環(huán)境，輕松超越安裝在城市噪音環(huán)境中家庭和工作場(chǎng)所的普通中空玻璃。
● 防結(jié)霜：真空玻璃具有超強(qiáng)的隔熱保溫性能，在寒冷的冬季，即使室外氣溫降到-30℃，室內(nèi)玻璃表面的溫度也與室溫相近，遠(yuǎn)高于結(jié)露溫度。
● 超?。赫婵詹ＡШ穸?~10mm，具備雙片使用的基礎(chǔ)，比中空玻璃薄很多，可節(jié)省安裝空間和窗框材料。
● 壽命長(zhǎng)：真空玻璃質(zhì)保30年，基本保證與門窗系統(tǒng)同壽命。玻璃表面不易冷卻，有效防止結(jié)霜和水霧的產(chǎn)生，防止木窗的腐爛和鋁框的氧化，也增加了窗框的耐久度和使用壽命。
真空玻璃發(fā)展前景
雖然真空玻璃的整體性能優(yōu)于中空玻璃，但真空玻璃的實(shí)際應(yīng)用相對(duì)中空玻璃來(lái)說(shuō)，完全還不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。影響真空玻璃市場(chǎng)主要原因有：專利的限制和技術(shù)的封閉導(dǎo)致產(chǎn)能很??；受限于設(shè)備和工藝，無(wú)法制備大尺寸版面；設(shè)備和工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于中空玻璃等。
真空玻璃在國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)了20多年的發(fā)展，基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域都已經(jīng)基本成熟，但是目前只有為數(shù)不多的公司在經(jīng)營(yíng)這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。從經(jīng)濟(jì)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，真空玻璃在國(guó)內(nèi)還是一個(gè)十分年輕的領(lǐng)域。
在全球倡導(dǎo)節(jié)能減排的今天，真空玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷向各行業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展延伸，近幾年已顯現(xiàn)出增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
2016年5月18日，國(guó)辦發(fā)〔2016〕34號(hào)文發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)建材工業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)調(diào)結(jié)構(gòu)增效益的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確要發(fā)展高端玻璃。此外，國(guó)家高度重視節(jié)能減排，提倡低碳生活。2017年，真空玻璃需求量為77.7萬(wàn)平方米，市場(chǎng)規(guī)模約為7.47億元。預(yù)計(jì)到2024年，我國(guó)平板真空玻璃產(chǎn)量將達(dá)到244.9萬(wàn)平方米，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到24.36億元。真空玻璃有更好的節(jié)能性能，因此在能耗控制要求嚴(yán)格的區(qū)域和場(chǎng)景，真空玻璃取代中空玻璃是必然的趨勢(shì)。
隨著真空玻璃的廣泛應(yīng)用和普及，將大幅降低建筑領(lǐng)域的建材消耗和使用過(guò)程中能源消耗、碳排放，并帶給社會(huì)大眾健康悠享、可持續(xù)的品質(zhì)生活。
