真空玻璃应用前景乐观可期

       据悉，一条真空玻璃全自动化连续生产线即将在北京亦庄建成投产。该项目由北京新立基真空玻璃技术有限公司投资五亿多元人民币建设，堪称世界第一。这条生产线的性能如何？真空玻璃建筑工程应用的市场前景怎样？本刊就此专访了北京新立基真空玻璃技术有限公司首席科学家唐健正。
　　
　　《墙材与围护结构》：唐教授，您好！您从事真空玻璃研究20多年，积累了不少经验，请您简要介绍一下真空玻璃技术的发展过程。
　　
　　唐健正：真空玻璃早在1913年已经出现，但由于技术等各方面原因，20世纪70年代世界各国才真正开始对真空玻璃进行研究。当时正值第一次世界性能源危机，世界各国开始关注建筑节能。据统计，美国西北岸每天从窗户“跑掉”的能耗相当于100万桶石油。当时使用的主要是单层玻璃，节能效果差，因此各国开始研究如何从窗做起，于是才逐步有了双层中空玻璃、Low-E镀膜玻璃等。真空玻璃的探索正是那时在美国开始启动的。
　　
　　20世纪90年代悉尼大学也开始研究。当时我到澳大利亚做访问学者，选择了真空玻璃作为研究方向，于是从原来的物理改行研究玻璃，没想到一做就是自己的后半辈子。1995年底，日本板硝子玻璃公司取得悉尼大学真空玻璃专利亚洲部分地区使用权，并于1997年初在京都建成第一条生产线，宣告“神奇玻璃”问世，目前该公司真空玻璃年产量为20万平方米。1998年，我带着真空玻璃技术回国，并筹划将其产业化，但遇到了很多困难，直到今年，新立基投资五亿元在亦庄建设的第一条全自动连续生产线很快就要完成了。
　　
　　《墙材与围护结构》：当今世界能源危机的警示从来没有停止过，而且还面临着气候变化的挑战，各国对建筑节能非常重视，真空玻璃是不是也得到了很好的发展契机？
　　
　　唐健正：是这样。随着第二次节能高潮的到来，各国都在不断提高节能标准，并且非常重视窗户，窗（包括窗框）的保温性能好已经成为建筑商与建材商的竞争优势。我国的能耗状况处于世界落后水平，且能源人均拥有量最低，因此窗户的保温性能至关重要。一般地说，窗框的保温性普遍较差，玻璃起决定性的作用。举个例子，传统的双砖墙加上双层抹灰，U值在1.8左右，好的保温墙可达到0.4~0.5。两层普通玻璃制成的中空玻璃，其保温系数与双砖墙接近，Low-E镀膜的中空玻璃U值在1.2~1.5，双中空（三层玻璃，两层或三层Low-E膜）充氩气的又更低一些，国外最好的双中空玻璃（空隙间充氪气）U值可到0.4~0.5，近乎保温墙的传热系数，但缺点是非常厚重。与此相比，真空玻璃的U值有可能低于0.4，而且很薄。我们新生产线的目标是使其U值低于0.6，向低于0.4的目标努力，争取研发生产出世界上最优质的真空玻璃。　　近来很多公司宣布开始研究或生产真空玻璃。例如，韩国LG旗下子公司最近宣布开始销售真空玻璃，他们使用的是日本板硝子的技术；台玻集团也投资1000万美元建立试生产线，预计明年底投产；美国加迪安宣布恢复真空玻璃的研究并开始试销；德国也有著名的设备公司开始建设生产线，正在与我们联系合作。
　　
　　就目前的技术和应用情况来说，我国还处于世界领先地位。我国应用真空玻璃的工程达几十个，如天恒大厦、清华超低能耗实验楼、郑州图书馆、长沙滨江文化园等，我们建造了世界第一个全真空玻璃大厦、第一个大真空玻璃幕墙，打破了国外真空玻璃不能做幕墙和屋顶的技术限制，还制定了世界第一个真空玻璃的行业标准。
　　
　　《墙材与围护结构》：现今真空玻璃的技术和生产还有什么问题？新建的生产线特点和优势在哪里？
　　
　　唐健正：目前真空玻璃发展的瓶颈在于生产技术复杂、产量少、质量控制较差、成品率不高，从而影响成本。其实从材料成本来说，真空玻璃的材料成本要等于甚至小于中空玻璃，关键在于工艺成本及难度较高，需要多道工序。我们经过多年研究总结，为了解决成品产业化、规模化的问题，建设了第一条全自动连续化生产线。
　　
　　迄今为止，国内外已建成的真空玻璃生产线都是“单体炉”间断式生产，即把原片玻璃经一系列工序制成半成品，再把半成品装上多层料车，送入单体炉加热封边，然后抽真空并封离后降温出炉，出完一炉再装下一炉，每炉约需8~10小时。此法效率低、能耗高、成本高，难以实现产业化。
　　
　　连续化生产的优点首先是效率高，把玻璃原片放入生产线，经过打磨切割、布点、合片、封边、抽真空等十余道工序，直接下线打包为成品，平均生产一片真空玻璃不到30秒，大小均可调整；其次是能耗低，连续线中每一节加热或降温炉的温度是设定不变的，只要炉壁保温好，能效比单体炉高得多。
　　
　　自动化大大提高了效率，降低了劳动强度，也降低了劳务成本。同时，大幅降低人为因素产生的质量不稳定性，提高产品质量，提高成品率。目前，大多数单体炉的成品率只有80%至90%，连续线则有可能提高到98%以上，从而可以大幅降低成本。新线计划年产量在50万平方米以上。
　　
　　生产线的高难度还在于尺寸复杂、定位难。每一个建筑物的玻璃规格各异，包括不同尺寸、厚度和形状，这就给自动化带来很大的难度，机器手不仅要识别和举放各种不同尺寸、重量的玻璃，为了提高效率还要在一个料架上优化放置尽量多的玻璃，这就要求光学定位非常精确，否则影响后序封口位置。每一片成品还都必须检测其真空度。
　　
　　下一步的计划就是要创造产业平台，进一步完善技术专利、设备生产等，降低成本，使真空玻璃可在国内大规模生产。另外还计划设计特殊功能的生产线，如超市冰柜门生产线、太阳能光伏板玻璃专用生产线，以及自动化率相对较低的生产线等。　　《墙材与围护结构》：除了保温性能好，真空玻璃的优势还体现在哪些方面？您对此有什么期待呢？
　　
　　唐健正：除了保温性能好，真空玻璃寿命更长。中空玻璃中Low-E膜含银，一旦受潮即刻氧化，因此中空玻璃如果密封不好或因长期使用导致漏气，镀膜受潮氧化就会变成白色，影响玻璃的通透和视野。而真空玻璃由于是真空层，不易漏气，使用寿命长。另外，真空玻璃因其很轻薄，便于与深加工技术结合。一片真空玻璃可与别的玻璃类型组合，如与智能玻璃结合，既可调光又兼具保温功能，可以满足中国北方朝南、朝西的调光保温，以及南方地区的遮阳与保温。
　　
　　真空玻璃的发展尚处于婴儿期，产量较少，但也有与其他材料复合的互补性，因此我对前景非常乐观。我认为，中国的建筑材料必须积极创新，争取走到世界前列，节能标准和规范的制定实施还需要加强，从公用建筑开始，大力推广建筑节能改造。同时，我们也希望国家能加大对自主创新产业化项目的支持力度，特别在节能建材领域支持有发展前景的新生力量和行业龙头企业。
　　
　　《墙材与围护结构》：真空玻璃建筑工程应用的安全性能怎样？
　　
　　唐健正：新线生产主要使用半钢化玻璃，但因为规定高层建筑上不能直接使用，因此解决的方案目前是把真空玻璃作为一片，在其外加钢化的中空玻璃，对要求特别高的，则在真空玻璃两面加夹胶玻璃，或者一面中空、一面夹胶。但国内外对钢化的安全性普遍存在忧虑，因为钢化玻璃自爆，从而成为幕墙的隐患，所以玻璃行业也在酝酿改进，很多人主张在高层建筑上使用半钢化夹胶玻璃，即便碎裂但不掉落，强度也是足够的。