真空玻璃工程應(yīng)用前景樂觀

      據(jù)悉，一條真空玻璃全自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)線即將在北京亦莊建成投產(chǎn)。該項(xiàng)目由北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司投資五億多元人民幣建設(shè)，堪稱世界第一。這條生產(chǎn)線的性能如何？真空玻璃建筑工程應(yīng)用的市場(chǎng)前景怎樣？本刊就此專訪了北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司首席科學(xué)家唐健正。

      《墻材與圍護(hù)結(jié)構(gòu)》：唐教授，您好！您從事真空玻璃研究20多年，積累了不少經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)您簡要介紹一下真空玻璃技術(shù)的發(fā)展過程。

      唐健正：真空玻璃早在1913年已經(jīng)出現(xiàn)，但由于技術(shù)等各方面原因，20世紀(jì)70年代世界各國才真正開始對(duì)真空玻璃進(jìn)行研究。當(dāng)時(shí)正值第一次世界性能源危機(jī)，世界各國開始關(guān)注建筑節(jié)能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國西北岸每天從窗戶“跑掉”的能耗相當(dāng)于100萬桶石油。當(dāng)時(shí)使用的主要是單層玻璃，節(jié)能效果差，因此各國開始研究如何從窗做起，于是才逐步有了雙層中空玻璃、Low-E鍍膜玻璃等。真空玻璃的探索正是那時(shí)在美國開始啟動(dòng)的。

      20世紀(jì)90年代悉尼大學(xué)也開始研究。當(dāng)時(shí)我到澳大利亞做訪問學(xué)者，選擇了真空玻璃作為研究方向，于是從原來的物理改行研究玻璃，沒想到一做就是自己的后半輩子。1995年底，日本板硝子玻璃公司取得悉尼大學(xué)真空玻璃專利亞洲部分地區(qū)使用權(quán)，并于1997年初在京都建成第一條生產(chǎn)線，宣告“神奇玻璃”問世，目前該公司真空玻璃年產(chǎn)量為20萬平方米。1998年，我?guī)е婵詹ＡЪ夹g(shù)回國，并籌劃將其產(chǎn)業(yè)化，但遇到了很多困難，直到今年，新立基投資五億元在亦莊建設(shè)的第一條全自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)線很快就要完成了。

      《墻材與圍護(hù)結(jié)構(gòu)》：當(dāng)今世界能源危機(jī)的警示從來沒有停止過，而且還面臨著氣候變化的挑戰(zhàn)，各國對(duì)建筑節(jié)能非常重視，真空玻璃是不是也得到了很好的發(fā)展契機(jī)？

      唐健正：是這樣。隨著第二次節(jié)能高潮的到來，各國都在不斷提高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，并且非常重視窗戶，窗（包括窗框）的保溫性能好已經(jīng)成為建筑商與建材商的競爭優(yōu)勢(shì)。我國的能耗狀況處于世界落后水平，且能源人均擁有量最低，因此窗戶的保溫性能至關(guān)重要。一般地說，窗框的保溫性普遍較差，玻璃起決定性的作用。舉個(gè)例子，傳統(tǒng)的雙磚墻加上雙層抹灰，U值在1.8左右，好的保溫墻可達(dá)到0.4~0.5。兩層普通玻璃制成的中空玻璃，其保溫系數(shù)與雙磚墻接近，Low-E鍍膜的中空玻璃U值在1.2~1.5，雙中空（三層玻璃，兩層或三層Low-E膜）充氬氣的又更低一些，國外最好的雙中空玻璃（空隙間充氪氣）U值可到0.4~0.5，近乎保溫墻的傳熱系數(shù)，但缺點(diǎn)是非常厚重。與此相比，真空玻璃的U值有可能低于0.4，而且很薄。我們新生產(chǎn)線的目標(biāo)是使其U值低于0.6，向低于0.4的目標(biāo)努力，爭取研發(fā)生產(chǎn)出世界上最優(yōu)質(zhì)的真空玻璃。

      近來很多公司宣布開始研究或生產(chǎn)真空玻璃。例如，韓國LG旗下子公司最近宣布開始銷售真空玻璃，他們使用的是日本板硝子的技術(shù)；臺(tái)玻集團(tuán)也投資1000萬美元建立試生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)明年底投產(chǎn)；美國加迪安宣布恢復(fù)真空玻璃的研究并開始試銷；德國也有著名的設(shè)備公司開始建設(shè)生產(chǎn)線，正在與我們聯(lián)系合作。

      就目前的技術(shù)和應(yīng)用情況來說，我國還處于世界領(lǐng)先地位。我國應(yīng)用真空玻璃的工程達(dá)幾十個(gè)，如天恒大廈、清華超低能耗實(shí)驗(yàn)樓、鄭州圖書館、長沙濱江文化園等，我們建造了世界第一個(gè)全真空玻璃大廈、第一個(gè)大真空玻璃幕墻，打破了國外真空玻璃不能做幕墻和屋頂?shù)募夹g(shù)限制，還制定了世界第一個(gè)真空玻璃的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

      《墻材與圍護(hù)結(jié)構(gòu)》：現(xiàn)今真空玻璃的技術(shù)和生產(chǎn)還有什么問題？新建的生產(chǎn)線特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在哪里？

      唐健正：目前真空玻璃發(fā)展的瓶頸在于生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜、產(chǎn)量少、質(zhì)量控制較差、成品率不高，從而影響成本。其實(shí)從材料成本來說，真空玻璃的材料成本要等于甚至小于中空玻璃，關(guān)鍵在于工藝成本及難度較高，需要多道工序。我們經(jīng)過多年研究總結(jié)，為了解決成品產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；膯栴}，建設(shè)了第一條全自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)線。

      迄今為止，國內(nèi)外已建成的真空玻璃生產(chǎn)線都是“單體爐”間斷式生產(chǎn)，即把原片玻璃經(jīng)一系列工序制成半成品，再把半成品裝上多層料車，送入單體爐加熱封邊，然后抽真空并封離后降溫出爐，出完一爐再裝下一爐，每爐約需8~10小時(shí)。此法效率低、能耗高、成本高，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

      連續(xù)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)首先是效率高，把玻璃原片放入生產(chǎn)線，經(jīng)過打磨切割、布點(diǎn)、合片、封邊、抽真空等十余道工序，直接下線打包為成品，平均生產(chǎn)一片真空玻璃不到30秒，大小均可調(diào)整；其次是能耗低，連續(xù)線中每一節(jié)加熱或降溫爐的溫度是設(shè)定不變的，只要爐壁保溫好，能效比單體爐高得多。

      自動(dòng)化大大提高了效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，也降低了勞務(wù)成本。同時(shí)，大幅降低人為因素產(chǎn)生的質(zhì)量不穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高成品率。目前，大多數(shù)單體爐的成品率只有80%至90%，連續(xù)線則有可能提高到98%以上，從而可以大幅降低成本。新線計(jì)劃年產(chǎn)量在50萬平方米以上。

      生產(chǎn)線的高難度還在于尺寸復(fù)雜、定位難。每一個(gè)建筑物的玻璃規(guī)格各異，包括不同尺寸、厚度和形狀，這就給自動(dòng)化帶來很大的難度，機(jī)器手不僅要識(shí)別和舉放各種不同尺寸、重量的玻璃，為了提高效率還要在一個(gè)料架上優(yōu)化放置盡量多的玻璃，這就要求光學(xué)定位非常精確，否則影響后序封口位置。每一片成品還都必須檢測(cè)其真空度。

      下一步的計(jì)劃就是要?jiǎng)?chuàng)造產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，進(jìn)一步完善技術(shù)專利、設(shè)備生產(chǎn)等，降低成本，使真空玻璃可在國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)。另外還計(jì)劃設(shè)計(jì)特殊功能的生產(chǎn)線，如超市冰柜門生產(chǎn)線、太陽能光伏板玻璃專用生產(chǎn)線，以及自動(dòng)化率相對(duì)較低的生產(chǎn)線等。

      《墻材與圍護(hù)結(jié)構(gòu)》：除了保溫性能好，真空玻璃的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在哪些方面？您對(duì)此有什么期待呢？

      唐健正：除了保溫性能好，真空玻璃壽命更長。中空玻璃中Low-E膜含銀，一旦受潮即刻氧化，因此中空玻璃如果密封不好或因長期使用導(dǎo)致漏氣，鍍膜受潮氧化就會(huì)變成白色，影響玻璃的通透和視野。而真空玻璃由于是真空層，不易漏氣，使用壽命長。另外，真空玻璃因其很輕薄，便于與深加工技術(shù)結(jié)合。一片真空玻璃可與別的玻璃類型組合，如與智能玻璃結(jié)合，既可調(diào)光又兼具保溫功能，可以滿足中國北方朝南、朝西的調(diào)光保溫，以及南方地區(qū)的遮陽與保溫。

      真空玻璃的發(fā)展尚處于嬰兒期，產(chǎn)量較少，但也有與其他材料復(fù)合的互補(bǔ)性，因此我對(duì)前景非常樂觀。我認(rèn)為，中國的建筑材料必須積極創(chuàng)新，爭取走到世界前列，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定實(shí)施還需要加強(qiáng)，從公用建筑開始，大力推廣建筑節(jié)能改造。同時(shí)，我們也希望國家能加大對(duì)自主創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的支持力度，特別在節(jié)能建材領(lǐng)域支持有發(fā)展前景的新生力量和行業(yè)龍頭企業(yè)。

      《墻材與圍護(hù)結(jié)構(gòu)》：真空玻璃建筑工程應(yīng)用的安全性能怎樣？

      唐健正：新線生產(chǎn)主要使用半鋼化玻璃，但因?yàn)橐?guī)定高層建筑上不能直接使用，因此解決的方案目前是把真空玻璃作為一片，在其外加鋼化的中空玻璃，對(duì)要求特別高的，則在真空玻璃兩面加夾膠玻璃，或者一面中空、一面夾膠。但國內(nèi)外對(duì)鋼化的安全性普遍存在憂慮，因?yàn)殇摶Ａё员?，從而成為幕墻的隱患，所以玻璃行業(yè)也在醞釀改進(jìn)，很多人主張?jiān)诟邔咏ㄖ鲜褂冒脘摶瘖A膠玻璃，即便碎裂但不掉落，強(qiáng)度也是足夠的。