真空玻璃资料

真空玻璃

是新型玻璃深加工产品，是我国玻璃工业中为数不多的具有自主知识产权的前沿产品，它的研发推广符合我国鼓励自主创新的政

策，也符合国家大力提倡的节能政策，具有良好的发展潜力和前景。

从原理上看真空玻璃可比喻为平板形保温瓶，二者相同点是两层玻璃的夹层均为气压低于10-1pa的真空，使气体传热可忽略不计；二者内壁

都镀有低辐射膜，使辐射传热尽可能小。二者不同点：一是真空玻璃用于门窗必须透明或透光，不能像保温瓶一样镀不透明银膜，镀的是不同种类的透明低辐射膜；二是从可均衡抗压的圆筒型或球型保温瓶变成平板，必须在两层玻璃之间设置“支撑物”方阵来承受每平方米约10吨的大气

压，使玻璃之间保持间隔，形成真空层。“支撑物”方阵间距根据玻璃板的厚度及力学参数设计，在20mm-40mm之间。为了减小支撑物“热桥”形成的传热并使人眼难以分辨，支撑物直径很小，目前的产品中的支撑物直径在0.3mm-0.5之mm间，高度在0.1mm-0.2mm之间。真空玻璃的结构如

图1所示

由于结构不同，真空玻璃与中空玻璃的传热机理也有所不同。图2为简化的传热示意图，真空玻璃中心部位传热由辐射传热和支撑物传热构成，其中忽略了残余气体传热。而中空玻璃则由气体传热（包括传导和对流）和辐射传热构成。

由此可见，要减小因温差引起的传热，真空玻璃和中空玻璃都要减小辐射传热，有效的方法是采用镀有低辐射膜的玻璃（LOW-E玻璃），在兼顾其它光学性能要求的条件下，其发射率（也称辐射率）越低越好。二者的不同点是真空玻璃还要尽可能减小点阵支撑物的传热，目前新立基公司根据自有专利采用直径0.5mm的开口环形（或称C型）支撑物，点阵间距25mm，其热导约为0.5Wm-2k-1。中空玻璃则要尽可能减小气体传热。为

了减小气体传热并兼顾隔声性及厚度等因素，中空玻璃的空气层厚度一般为9-24mm，以12mm居多。要减少气体传热，还可用大分子量的气体（如惰性气体：氩、氪、氙）来代替空气，但即使如此，气体传热仍占据主导地位。

表1所列的是目前国内市场可用于真空玻璃生产的三种low-E玻璃，此三种low-E玻璃上镀有“在线”Low-E膜或带保护层的“离

线”“硬”Low-E膜，二者均可耐500℃高温。

表2给出以上三种Low-E玻璃制成的四种真空玻璃的传热系数计算结果。

一般均匀材料用导热系数(热导率)λ表征其导热性能。其定义为：在稳态条件下，1m厚的物体，两侧表面温度差为1K时，单位时间内通过1m2 面积传递的热量。我国法定单位为Wm-1K-1。

真空玻璃不是均匀连续材料，是一薄片结构。为了便于与其它保温材料比较其性能，常引用“表观导热系数”或称“折算导热系数”的概念。

其含义可想象成将许多片真空玻璃叠合到1m厚时，其导热系数的值。

实际上根据下式即可方便地算出表观导热系数

式中C为真空玻璃热导，单位为Wm-2K-1

式中d为真空玻璃厚度，单位为m

由此可算出表2中4种真空玻璃的表观导热系数列于同一表最后一栏

中。

表3 列出几种常见建筑材料的导热系数

对比可知，真空玻璃由于特别薄，故表观导热系数远低于一般保温材料，也比我国GB4272-92标准规定的保温材料导热系数界定值

0.12Wm-1K-1 小十多倍，说明它是性能极优良的保温隔热体。

如果以表3中红砖墙为例形象地比喻，不难算出表2中序号1至4

的4种真空玻璃分别相当于厚为0.60m,0.66m,0.86m和1.10m红砖墙的保温性能。

由于中空玻璃的气体传热超过真空玻璃的支撑物传热，所以在玻璃原片类型相同条件下，真空玻璃的传热系数总是低于中空玻璃。表4序号1至4给出表2中同样4组玻璃制成的普通中空玻璃的参数，序号5－8则是同样4组玻璃制成充氩气中空玻璃的参数。

*12A 表示12mm空气4L表示4mm Low-E玻璃

12Ar表示12mm氩气4表示4mm白玻

*表内参数均为用window4.1软件计算值

由表2和表4的结果对比可知，真空玻璃的K值比中空玻璃低得多，而且还兼有下列优点：

1．由于热阻高，防结露结霜性能更好。

2．由于间隔是真空，因而具有下列优点：

隔声性能好，特别是低频段隔声性能优于同样厚度玻璃构成的中空玻璃

不存在中空玻璃存在的内结雾结露问题

不存在中空玻璃水平放置时气体热导变化问题

不存在中空玻璃运到高原低气压地区的胀裂问题

3．由于两片玻璃形成刚性连结，抗风压强度高于同等厚度玻璃构成的中空玻璃。比如，4mm玻璃构成的真空玻璃，抗风压强度高于8mm厚玻璃，是两片4mm 玻璃构成的中空玻璃的一倍半以上。

4．由于是全玻璃材料密封，内部又加有吸气剂，所用的Low-E膜是“硬膜”，不是易氧化变质变色的离线“软膜”，只要制造工艺和设备先进，真空玻璃使用寿命远比用有机材料密封的中空玻璃长得多。

5．厚度比中空玻璃薄一倍以上，不仅可节省窗框材料，而且可以当成一片玻璃配合其它玻璃深加工技术组合成夹层真空、“真空+中空”、“自洁真空”等具有各种性能的“组合真空玻璃”。这种与其它深加工技术的兼容性，不仅可促进其它技术的发展，同时也正好可弥补真空玻璃的不足之处。例如目前还不能制造钢化真空玻璃，但可利用组合技术来解决安全性问题。

因此，真空玻璃的特点使其具有综合性能优势。

上面提到的组合真空玻璃种类很多，现已研发成功或正在研发的如：1．真空夹层玻璃

目前，已生产或正研发的夹层玻璃有两种，如图5所示

图3所示的是单面夹层结构，也可以做成双面夹层结构，EVA膜（也称EN膜）厚度约为0.4和0.7mm两种。聚碳酸酯板厚度约为1.2mm。附加玻璃板在2.5mm到5mm之间选用，也可用钢化玻璃。其特点是安全性和防盗性，同时其传热系数、隔声及抗风压等性能也优于真空玻璃原片，总