通過理論計算及測試數(shù)據(jù)，說明真空玻璃具有良好的保溫（隔熱）性能，良好的隔聲性能及防結(jié)露性能，節(jié)能效果明顯；介紹真空玻璃“一步法”生產(chǎn)工藝流程及主要技術(shù)裝備；論述目前制約真空玻璃推廣應(yīng)用的三大瓶頸（安全、價格、自動化）以及突破瓶頸的途徑；指出：借鑒中空玻璃的發(fā)展經(jīng)驗，積極開發(fā)滿足不同需求的真空玻璃新品種，將推動真空玻璃產(chǎn)業(yè)發(fā)展得更好，更快。

　　1892 年劍橋大學(xué)教授詹姆士·杜瓦(SirJames Dewar)在從事氣體液化的研究中發(fā)明了“真空瓶”, 當(dāng)初的真空瓶由玻璃制成且無內(nèi)表面涂層。在隨后的工作中他發(fā)現(xiàn)真空瓶內(nèi)表面的銀色涂層可以減少熱輻射。真空絕熱的兩項基本原則由此確立：通過高真空消除絕大部分氣體傳熱；通過高反射涂層降低輻射傳熱。

　　杜瓦的發(fā)明并沒有立即轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，12 年后兩名德國吹玻璃工人注冊成立了“Thermos（保溫瓶）”公司，1907 年又將“Thermos”商標(biāo)分別出售給美國、加拿大、英國的三家公司以擴(kuò)大生產(chǎn)。如今圓柱形的保溫瓶已走過百年歷程，其應(yīng)用領(lǐng)域早已從初期的低溫工藝、科研、醫(yī)藥等部門走進(jìn)了千家萬戶的日常生活。

　　沿著杜瓦開辟的道路,1913 年卓勒(A·Zoller)在其專利中首次提出了真空玻璃的概念,按照他提出的透明平板真空玻璃的設(shè)計方案, 為承受每平方米高達(dá)十噸的大氣壓力, 在抽成真空狀態(tài)的兩片平板玻璃之間要有許多小的“構(gòu)件”；他還設(shè)想將玻璃制成“瓦楞板”形狀以形成真空空間同時又能承受大氣壓力。

　　經(jīng)過70 余年的不懈努力，1989 年澳大利亞悉尼大學(xué)（S.J.Robinson and R.E.Collins）向世人宣告首先制成真空玻璃。在隨后發(fā)表的一系列論文中,《透明的真空隔熱材料》一文全面地介紹了真空玻璃的結(jié)構(gòu)、性能、制作及檢測方法。鑒于該文開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)，1997 年國際太陽能協(xié)會授予“魯?shù)婪蜃罴颜撐莫?rdquo;，在該文的三名作者中，有一位來自中國北京大學(xué)的唐健正（J- Z Tang）先生。1994 年日本第二大玻璃廠商———日本板硝子株式會社（NSG）購得悉尼大學(xué)真空玻璃專利使用權(quán)，三年后（1997）正式宣告真空玻璃投放市場。

　　我國真空玻璃研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程始于1998年唐先生回國。歷經(jīng)10 年努力已形成10 多項專利和10 萬米2/年的產(chǎn)能。在推廣應(yīng)用方面，已有20 余座大型建筑物采用真空玻璃幕墻或真空玻璃外窗。圖1 為國內(nèi)首座全真空玻璃大樓———北京天恒大廈的外觀。

圖1 天恒大廈

1、真空玻璃的熱工性能

　　做為“透明的平板保溫瓶”－真空玻璃的結(jié)構(gòu)如圖2 所示。真空玻璃的突出優(yōu)點在于其良好的保溫（隔熱）性能，具體表征的技術(shù)參數(shù)是“傳熱系數(shù)”U 值———“表示熱量通過玻璃中心部位而不考慮邊緣效應(yīng)，穩(wěn)態(tài)條件下，玻璃兩面單位空氣溫度差時，單位時間通過單位面積的熱量。U 值的單位是：W/（m²·K）”。同樣條件下若是玻璃兩表面的單位溫度差時就是玻璃的熱導(dǎo)C(W/m²·K)。熱導(dǎo)的倒數(shù)即為熱阻R (m2K/W)。

圖2 真空玻璃構(gòu)造簡圖

　　真空玻璃傳熱由3 部分即：輻射傳熱、支撐物傳熱及殘余氣體傳熱構(gòu)成。圖3 比較了真空玻璃與中空玻璃在傳熱機(jī)理上的差異。

　　真空玻璃的傳熱系數(shù)U 值可依據(jù)下述方法進(jìn)行理論計算

　　本方法是以下列公式為計算基礎(chǔ)：

　　式中he———玻璃室外表面至外部空間的換熱系數(shù),he=23 W/m2K
　　　　hi———玻璃室內(nèi)表面至內(nèi)部空間的換熱系數(shù),hi=8 W/m2K
　　　　ht———多層玻璃系統(tǒng)熱導(dǎo),按下式計算:

　　式中hs———真空玻璃熱導(dǎo), 單位W/m2·K
　　　　N———真空層的數(shù)量
　　　　M———玻璃層的數(shù)量
　　　　dm———每一層玻璃的厚度,單位m
　　　　rm———每一層玻璃的熱阻

圖3 真空玻璃與中空玻璃的傳熱機(jī)理

1.1、真空玻璃中的殘余氣體熱導(dǎo)

　　為了使殘余氣體的熱導(dǎo)降低到可以忽略不計的程度,真空玻璃中的壓強(qiáng)應(yīng)該低于0.1 Pa。分子流狀態(tài)下氣體的熱傳導(dǎo)與壓強(qiáng)成正比，（Corrucini，1957）用公式表述如下：

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6、結(jié)語鑒往開來前景可期

　　1865 年首份中空玻璃專利在美國誕生。在此后的數(shù)十年間先后出現(xiàn)了三種生產(chǎn)技術(shù)，目前在全球的中空玻璃生產(chǎn)中， 膠接法占55%~60%，焊接法占30%~35%，熔接法占10%。中空玻璃生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步與新材料的出現(xiàn)密不可分。我國中空玻璃研發(fā)始于1964 年， 興于1994 年以后, 至今已有50 多年的歷史，目前上規(guī)模的中空玻璃生產(chǎn)廠百余家，裝備中空玻璃生產(chǎn)線570 條（其中引進(jìn)線約80 條），年產(chǎn)能約1.5 億平方米。

　　反觀真空玻璃：國際上1997 年日本板硝子公司最早推出真空玻璃產(chǎn)品，至今不過十幾年，國內(nèi)真空玻璃成批量地推向市場不過5～6 年，與中空玻璃走過的百年長路相比，真空玻璃不過是蹣跚學(xué)步剛剛上路。

　　做為玻璃深加工領(lǐng)域的后來者，真空玻璃在未來的發(fā)展進(jìn)程中亟須海納百川，充分吸收國內(nèi)外材料科學(xué)、真空技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的最新成果，攻堅克難，接受考驗，在競爭中完善技術(shù)、擴(kuò)大市場，最終形成一套具有中國特色的、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的真空玻璃生產(chǎn)技術(shù)及相應(yīng)的裝備體系。