O vidro a vácuo é um novo tipo de produto de vidro processado profundo, desenvolvido com base no princípio dos frascos térmicos. A estrutura do vidro a vácuo é semelhante à do vidro isolante, mas a diferença está na medida em que o gás na cavidade do vidro a vácuo é extremamente fino, quase se aproximando de um vácuo.
O vidro a vácuo é feito selando as bordas de dois pedaços de vidro planos, evacuando o espaço entre eles e selando os orifícios de escape. A diferença entre os dois pedaços de vidro é de 0,3 mm. Geralmente, pelo menos um dos dois pedaços de vidro a vácuo é o vidro de baixa emissividade, o que minimiza a perda de calor por condução, convecção e radiação do vidro a vácuo. Seu princípio de trabalho é o mesmo que o de preservação de calor e isolamento de frascos térmicos de vidro. O vidro a vácuo é fruto dos esforços colaborativos de várias disciplinas, tecnologias e processos, incluindo tecnologia de vidro e ciência de materiais, tecnologia de vácuo, tecnologia de medição física, automação industrial e ciência arquitetônica.
Princípio
Em princípio, o vidro a vácuo pode ser comparado a um balão térmico de forma plana. A semelhança entre os dois é que o intercalador das duas camadas de vidro é um vácuo com uma pressão menor que 10-1Pa, tornando insignificante a transferência de calor de gás. Ambos têm filmes de baixa emissividade revestidos em suas paredes internas para minimizar a transferência de calor radiativa o máximo possível. As diferenças entre os dois são as seguintes: primeiro, o vidro a vácuo usado para portas e janelas deve ser transparente ou transmitido de luz. Não pode ser revestido com um filme de prata opaco como um balão térmico. Em vez disso, é revestido com um tipo diferente de filme transparente de baixa emissividade. Segundo, para transformar um balão térmico cilíndrico ou esférico que pode suportar a pressão equilibrada em uma placa plana, uma matriz de "suporte" deve ser montada entre as duas camadas de vidro para suportar aproximadamente 10 toneladas de pressão atmosférica por metro quadrado, mantendo uma folga entre os vidro e a formação de uma camada de um vácuo. O espaçamento da matriz "suporte" é projetado com base na espessura e nos parâmetros mecânicos da placa de vidro, variando de 20 a 40 mm. Para reduzir a transferência de calor causada pela "ponte térmica" do suporte e dificultar a distinção do olho humano, o diâmetro do suporte é muito pequeno. O diâmetro do suporte no produto está entre 0,3 mm e 0,5 mm, e a altura está entre 0,1 mm e 0,2 mm. O vidro a vácuo também tem uma função ainda melhor, que é o isolamento sólido. Devido à camada de vácuo, ele não pode realizar ruído, portanto, o vidro a vácuo pode bloquear 90% do ruído.
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Mecanismo de transferência de calor
Devido a suas diferentes estruturas, os mecanismos de transferência de calor de vidro a vácuo e vidro isolante também são diferentes. A Figura 2 mostra um diagrama esquemático de transferência de calor simplificado. A transferência de calor no centro do vidro a vácuo é composta por transferência de calor radiativa e transferência de calor, na qual a transferência de calor de gás residual é ignorada. O vidro isolante, por outro lado, é composto de transferência de calor a gás (incluindo condução e convecção) e transferência de calor de radiação.
Pode -se observar a partir disso que, para reduzir a transferência de calor causada por diferenças de temperatura, o vidro a vácuo e o vidro isolante precisam reduzir a transferência de calor radiativa. Um método eficaz é usar o vidro revestido com um filme de baixa emissividade (vidro Low-E). Sob a condição de levar em consideração outros requisitos de desempenho óptico, quanto menor sua emissividade (também conhecida como emissividade), melhor. A diferença entre os dois é que o vidro a vácuo também precisa minimizar a transferência de calor do suporte da treliça o máximo possível
O desempenho de isolamento térmico do vidro a vácuo é baseado no princípio dos frascos térmicos a vácuo. O efeito de isolamento de calor dos produtos de vidro de vidro V a vácuo temperado excede o de uma parede de tijolos de 1 metro e espessura e é de 4 a 6 vezes o de vidro isolante comum. O valor U (também conhecido como coeficiente de transferência de calor ou valor K) é tão baixo quanto 0,4 W/m² · K (relatado pelo Laboratório Europeu IFT).
O isolamento sonoro e o desempenho de redução de ruído do vidro a vácuo baseiam -se no fato de que o som não se propaga sob condições de vácuo. O isolamento sonoro ponderado do vidro de vidro V a vácuo temperado atinge 39 decibéis (relatado pelo CTC National Inspeção Group), enquanto o isolamento sonoro ponderado do vidro isolante geral é de cerca de 28 decibéis.
Utilizando vidro vacuum temperado V, mesmo em aeroportos, em pontes elevadas ou ao lado de estradas principais, o interior é tão silencioso quanto uma biblioteca.
Nota: Quanto maior a quantidade de isolamento sonoro ponderado, melhor o efeito de isolamento sonoro. Se o ruído ao ar livre for de 75 decibéis, após o uso de vidro vacuum temperado V, o som interno será de 36 decibéis (75-39=36) e nas bibliotecas, geralmente está abaixo de 40 decibéis.
A vida útil esperada de vidro de vidro vacuum temperado pode atingir mais de 25 anos. Possui uma cavidade interna de alto vácuo, o que torna insignificante a transferência de calor de gás. Enquanto isso, ele usa vidro baixo de alto desempenho para suprimir significativamente a transferência de calor radiativa, garantindo que o coeficiente de transferência de calor (valor U) do vidro V seja tão baixo quanto 0,4w/(m ² · k). Enquanto isso, o desempenho de isolamento térmico do vidro em V é de 2 a 4 vezes o de vidro de vidro duplo e 6 a 10 vezes o de vidro de painel único. Quando usado de forma independente, ele pode atender aos requisitos internacionais da Casa Passiva para o coeficiente de transferência de calor de portas e janelas.
