1893年,英國物理學家、化學家占姆士·杜瓦發(fā)明保溫瓶,1913年世界靠前個平
板
真空玻璃專利發(fā)表。20世紀80年代起,對真空
玻璃的研發(fā)逐漸活躍,其中有2個團
體值得一提。一個是美國克羅拉多太陽能研究所D·K·Benson教授領導的真空玻璃研
究組,經(jīng)過1985~1991年的努力,創(chuàng)立了許多值得后人借鑒的技術(shù)理論、思路和實驗
室成果。另一個是悉尼大學應用物理系R·E·Coil ins教授領導的研究組,在1989~
1994年間進一步改進工藝,1989年試制出樣品,1993年試制出靠前塊1米X1米的實用真
空玻璃,并申請了十項專利;原我國北京大學物理系后健正教授也是參與合作者之一。
英國、希臘和日本等的科學家也做了大量粉似研究。經(jīng)過一代代科學家的不懈努力,
跨越了
中空玻璃生產(chǎn)工藝的三大難題:①對一個 0.0001立方米~0.0002立方米小容積、
大表面積、狹扁腔體快速。充分抽真空,并長期有效;②玻璃板之間支撐物的物理化學
特性以及幾何形狀、幾何分布須滿足10噸/平方米壓力的使用強度;③抽氣口、支撐物
和鍍膜層須不影響
門窗的透明美觀。
門窗玻璃材料從單片玻璃、中空玻璃,發(fā)展到真空玻璃已是第三代產(chǎn)品。中空玻璃
當中是普通空氣或充氮氣。建筑用真空玻璃的制造方法是將2片玻璃板(可以是
浮法玻璃、
夾絲玻璃、
鋼化玻璃、
壓延玻璃、噴砂玻璃、吸熱玻璃、紫外線吸收玻璃、熱反射玻璃
等)之間放支撐物,用450溫度加熱15~60分鐘,四周用焊接玻璃封邊,用真空泵從適當
位置的抽氣孔抽真空,真空壓力達到0.001毫米汞柱,即形成真空玻璃。玻璃板之間支撐
物是直徑0. 35毫米的圓柱體,高度約等于半徑(1毫米~0.2毫米),支柱間距23毫米。
支柱材料可以是不銹鋼、碳化鎢鋼、鉻鋼、
鋁合金等。
真空玻璃在大部分音域的隔音性能,優(yōu)于中空玻璃。中空玻璃平均衰減噪音為28分貝,
真空玻璃平均可使噪聲降低30分貝以上。真空玻璃抗風壓等級1級,是中空玻璃的1.5倍,
可用于高層建筑。真空玻璃窗透光抗減系數(shù)Tr=0.53,優(yōu)于中空玻璃。真空玻璃窗保溫性
能力11級。以空調(diào)節(jié)能性能比較,真空玻璃窗可分別比中空玻璃、單片玻璃節(jié)電 16~180、
29~300。以北京地區(qū) 80住一2-4磚混結(jié)構(gòu)通用設計耗熱量指標計算,與采用雙層玻璃
相比,采用真空玻璃后,建筑物節(jié)能率由36.2%提高到42.7%,以每年100萬平方米建筑為
例,單是窗戶采用真空玻璃塑鋼窗,每年節(jié)約采暖能耗就達1220噸標煤,可以大幅度提高
窗戶保溫性能及建筑節(jié)能效果,為我國建筑節(jié)能趕上先進國家水平創(chuàng)造了條件。
1994年底,即在發(fā)明真空玻璃的第2年,日本較硝于玻璃公司聞風而動,較早從悉尼大
學購得真空玻璃專利使用權(quán),在世界上靠前個將真空玻璃從實驗室推向工廠,實現(xiàn)工業(yè)化、
產(chǎn)業(yè)化。1996年在京都工廠進行工業(yè)化生產(chǎn),年產(chǎn)量10萬平方米。1997年 1月 29日,板硝
子公司正式宣布推出真空玻璃產(chǎn)品。日本各大媒體爭相報道"優(yōu)點玻璃"問世。1998年板硝
子真空玻璃產(chǎn)品年產(chǎn)量24萬平方米。同年在日本茨城縣投入資金20億日元建1座新廠,使該公司
真空玻璃產(chǎn)品年產(chǎn)量又躍為近50萬平方米,實現(xiàn)年產(chǎn)量三級跳。據(jù)報道韓國、法國、丹麥
等國家也在研制真空玻璃,但目前均未達到工業(yè)化生產(chǎn)水平。
國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局已批準、頒布了修訂過的一攬子6份建筑設計國家標準,從
2002年12月1日開始實施,這對從整體上提升我國建筑設計標準等級是一個非常大的推動,而
對真空玻璃的應用推廣又是一條"利好",消息。過去我國建筑窗戶的保溫性能總體水平與
國外有非常大差距,而新版《建筑外窗保溫性能分級及檢驗方法》國家標準則由原來5個等級
增為10級,進一步提高了要求。