经过不断研究改进,图3A中半钢化真空玻璃两侧可用特种类别和不同厚度(如0.38—1.52mm)的中间膜加两片不同类别和厚度的玻璃(如3—6mm厚的普通玻璃或半钢化玻璃)制作成双面夹层半钢化安全真空玻璃,在要求不高的场合,可以用图4B的方式,可减少一片玻璃,使厚度和重量减少。表5归纳上述各项性能,列出三种类型夹层半钢化真空玻璃的性能参数范围。
2、
传热系数(K值或U值)极低,为
节能玻璃之“世界冠军”。
如图4所示,真空玻璃中心部位的热导C真空主要由辐射热导C辐射和支撑物热导C支撑物相加而成,可表示为:C真空=C辐射+C支撑物。而中心部位传热系数K值由下式决定:
式中C内为内表面换热系数,C外为外表面换热系数
要降低传热系数,就要降低C真空,而降低C真空有两个途径,一是通过采用低辐射的LOW-E膜来降低C辐射;二是降低C支撑物。
由于半钢化玻璃的强度比普通玻璃高得多,所以支撑物直径可减小,间距可加大,从而使C支撑物减小,也达到降低C真空和传热系数的目的。
表6给出用相同的支撑物制作的半钢化真空玻璃和普通真空玻璃的传热系数相关数据的对比。
﹡国家建筑工程质量监督检验中心检测。
﹡美国Natianal Fenestration Rating Council 检测,为包括边缘热导的U值,样品尺寸:1127×1425mm。
未标﹡号实测值为东方新立基真空玻璃研究所测量值
表6中所列的
辐射率ε为0.17,0.11,0.05和0.03的四种LOW-E玻璃都是市场上已有供应的。但其LOW-E膜随存放情况会有变化,也会因制造真空玻璃时的加热而变化,已经用这些玻璃制成半钢化真空玻璃,并已经或正在通过权威部门检测,最后优选使用。可以看出,单LOW-E半钢化真空玻璃的传热系数已在0.3—0.8 Wm-2K-1范围,比普通真空玻璃和中空玻璃大幅度降低,用这些LOW-E玻璃制作的普通真空玻璃在0.6—1.0 Wm-2K-1之间。充氩气(间隔≥12mm)中空玻璃在1.1—1.5 Wm-2K-1之间。
*数据取自顾同曾“加气混凝土单一保温节能墙体体系研究”《建设科技》2009年2月上P26
表7给出三种墙体的K值,第一种是传统的37粘土砖墙,另两种是适合寒冷和严寒地区的保温墙板,例如:我国
建筑节能设计标准要求长春地区墙体K值小于0.56(体形系数≤0.3)和0.45(体形系数>0.3),第三种墙板就接近此标准,而表2中半钢化真空玻璃的性能已达到和超过这种墙体,而厚度仅是墙体的十分之一。此对比形象地说明真空玻璃优异的保温性能。
3、半钢化真空玻璃的隔声性能优于普通真空玻璃
真空层是隔声的,真空玻璃中由于有支撑物形成“声桥”,使隔声性能下降,但仍比普通玻璃好[4]。半钢化玻璃中支撑物数量大大减少,少于普通真空玻璃的四分之一,
由表9和表10数值可以粗略看出,即使室外噪音达到70-90dB,用以上产品隔去41dB后,仍可使室内达到30-50dB的安静环境。
很显然,如果把表8中样品的玻璃和夹层加厚,达到国家Ⅰ级标准45dB以上也是可能的。
4、半钢化真空玻璃比普通真空玻璃更美观
由于玻璃板强度增加,支撑物间距加大1倍以上,数量减少为普通真空玻璃的四分之一以下,支撑物直径也可做的更小,肉眼更“难”看到和看清支撑物的存在,使半钢化真空玻璃给人的感觉更通透、更美观。
5、半钢化真空玻璃保持了普通真空玻璃的其它优点
5.1、由于K值低,
热阻高,抗结露结霜性能好。而且由于支撑物数量大大减少,发生在支撑物这些“热桥”周围的结雾现象更加不明显。
由于间隔层是全玻璃密封的真空层,杜绝了“内结雾”、“内结露”的现象。
5.2、由于间隔层是全玻璃材料密封真空层,又加有长效吸气剂,内部又没有如显像管和灯泡等电真空器件中必须装的发热元件,所以现代真空技术完全可以保证真空玻璃达到20年以上的真空寿命。
5.3、众所周知,目前生产的高质量低辐射LOW-E膜,都是以银膜为基础的,很怕受潮氧化,这种膜置于真空玻璃中则是找到了最佳“庇护所”,可以确保其高效长寿。
5.4、由于真空玻璃本身是负压器件,不存在运到高原低气压地区或遇到负风压时产生胀裂问题,也不存在水平和倾率安装时中空玻璃存在的热导变大的问题。
综上所述,半钢化真空玻璃比普通真空玻璃具有更强的综合性能优势。
五、半钢化玻璃的应用前景
由上述优点可见,半钢化真空玻璃比普通真空玻璃应用范围更广,特别是图1所示的夹层半钢化真空玻璃可用于高层门窗幕墙和家电、车船等需要安全玻璃的领域。
略加对比和分析就可看出,用表5的夹层半钢化真空玻璃完全可以代替表2中5个建筑所用的中空玻璃并可带来显著的优点。
从热工角度看,K值可成倍降低,节能降耗将十分显著,而且大大改善室内环境;从力学上看,即使是表5中最薄最轻的序号1的夹层真空玻璃,也可达到这些建筑中5种中空玻璃的抗风压等力学性能要求,也可达到安全性要求,而厚度成倍减少,重量也减轻不少,可大大降低建筑物承重及
钢材用量,降低建筑成本,并使真空玻璃的种种优点充分发挥。
表11以中央电视台新址的夹层半钢化中空玻璃和表5中序号2的夹层半钢化真空玻璃作一比较,可以具体看出后者的优势
六、一条现代化半钢化真空玻璃
生产线已设计完成
在过去十年中,在改进真空玻璃生产工艺技术和充实自主知识产权的同时,对生产线硬件设备进行大量中试,在总结经验基础上又吸取各种平板电视生产线的经验,与国内外厂商合作设计出一条规模化、自动化半钢化真空玻璃生产线,此生产线特点:
1、产能高
设计年生产能力为50万㎡,最大尺寸2800×1800mm。
2、自动化程度高
主要工艺环节“支撑物布放—合片—钎焊料涂布—封边—真空排气—封口”大部分实现机器人自动操控,大大降低了人为操作可能引起的失误,确保产品质量并大大提高成品率。
3、实现连续化生产、提高生产效率,大大降低生产能耗。
4、技术含量高,融合了多年知识产权、工艺诀窍和经验,是软件和硬件高度结合的产物。
5、主生产线占地面积小,节约场地。
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