【中國門窗配套材料網】真空玻璃是新型玻璃深加工產品,是我國玻璃工業中為數不多的具有自主知識產權的前沿產品,它的研發推廣符合我國鼓勵自主創新的政策,也符合國家大力提倡的節能政策,具有良好的發展潛力和前景。 從原理上看真空玻璃可比喻為平板形保溫瓶,二者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;二者內壁都鍍有低輻射膜,使輻射傳熱盡可能小。二者不同點: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”方陣來承受每平方米約10噸的大氣壓,使玻璃之間保持間隔,形成真空層。“支撐物”方陣間距根據玻璃板的厚度及力學參數設計,在20mm-40mm之間。為了減小支撐物“熱橋”形成的傳熱并使人眼難以分辨,支撐物直徑很小,目前的產品中的支撐物直徑在0.3mm-0.5之mm間,高度在0.1mm-0.2mm之間。真空玻璃的結構如圖1所示。
由于結構不同,真空玻璃與中空玻璃的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和支撐物傳熱構成,其中忽略了殘余氣體傳熱。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),在兼顧其它光學性能要求的條件下,其發射率(也稱輻射率)越低越好。二者的不同點是真空玻璃還要盡可能減小點陣支撐物的傳熱,目前新立基公司根據自有專利采用直徑0.5mm的開口環形(或稱C型)支撐物,點陣間距25mm,其熱導約為0.5Wm-2k-1。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。要減少氣體傳熱,還可用大分子量的氣體(如惰性氣體:氬、氪、氙)來代替空氣,但即使如此,氣體傳熱仍占據主導地位。 表1所列的是目前國內市場可用于真空玻璃生產的三種low-E玻璃,此三種low-E玻璃上鍍有“在線”Low-E膜或帶保護層的“離線”“硬”Low-E膜,二者均可耐500℃高溫。
一般均勻材料用導熱系數(熱導率)λ表征其導熱性能。其定義為:在穩態條件下,1m厚的物體,兩側表面溫度差為1K時,單位時間內通過1m2 面積傳遞的熱量。我國法定單位為Wm-1K-1。 真空玻璃不是均勻連續材料,是一薄片結構。為了便于與其它保溫材料比較其性能,常引用“表觀導熱系數”或稱“折算導熱系數”的概念。其含義可想象成將許多片真空玻璃疊合到1m厚時,其導熱系數的值。 實際上根據下式即可方便地算出表觀導熱系數
式中C為真空玻璃熱導,單位為Wm-2K-1 式中d為真空玻璃厚度,單位為m 由此可算出表2中4種真空玻璃的表觀導熱系數列于同一表最后一欄中。 表3 列出幾種常見建筑材料的導熱系數
對比可知,真空玻璃由于特別薄,故表觀導熱系數遠低于一般保溫材料,也比我國GB4272-92標準規定的保溫材料導熱系數界定值0.12Wm-1K-1 小十多倍,說明它是性能極優良的保溫隔熱體。 如果以表3中紅磚墻為例形象地比喻,不難算出表2中序號1至4的4種真空玻璃分別相當于厚為0.60m,0.66m,0.86m和1.10m紅磚墻的保溫性能。 由于中空玻璃的氣體傳熱超過真空玻璃的支撐物傳熱,所以在玻璃原片類型相同條件下,真空玻璃的傳熱系數總是低于中空玻璃。表4序號1至4給出表2中同樣4組玻璃制成的普通中空玻璃的參數,序號5-8則是同樣4組玻璃制成充氬氣中空玻璃的參數。 上一頁12下一頁 |