更薄更硬的柔性玻璃，在温室领域将大有作为！

导读

2012年，康宁公司发布了一款柔性玻璃——Willow Glass，该玻璃特点纤薄如纸，具有很好的弹性。该技术的出现给温室屋面上的应用带来希望。荷兰瓦赫宁根大学研究中心联合玻璃生产企业及温室屋面设计公司进行了相关研究，旨在通过超高绝缘技术和新温室设计技术，开发出比普通玻璃更节能，同时具有更高透光率的材料，它不仅能够改进温室屋顶的传动装置，还能替代柔性塑料薄膜，延长使用寿命。

什么是柔性玻璃？

柔性玻璃是一种厚度为0.03 mm - 2mm的可弯曲玻璃。一般以康宁为代表的柔性玻璃厚度约0.1mm，外面附有一层压高分子塑料，可以使玻璃弯曲而不会折断。在未来，厚度小于0.03 mm的超薄柔性玻璃也可能被广泛使用，图1中可以看出，这些玻璃有着良好的柔韧性，厚度更接近塑料薄膜。

图1 卷筒上的柔性玻璃

温室工业屋面设计

图2a玻璃材料的温室屋顶

图2b塑料覆盖的温室屋顶

温室屋顶柔性玻璃固定原理

1.单片玻璃：

为了达到屋顶单片玻璃的机械强度，可以采用以下基本原理进行单片玻璃的固定，即预应力或冷弯。通过冷弯实现了型材的强度。

2.中空玻璃与柔性玻璃的对比：

图3 左侧为0.55 mm柔性玻璃制成的双层中空玻璃，重量仅为1,4 kg/m2(而普通4 mm玻璃制成的双层中空温室玻璃，重量为10kg/m2)；图3右侧为柔性玻璃(左)和4mm普通玻璃(右)制成的双层中空玻璃对比图

为了达到机械强度，Mureau(2017)发现了柔性玻璃的以下可能性，即充气、扭曲、张力以及硬化。而为了达到温室屋顶的机械强度，通常情况下是在整个玻璃的宽度或长度上设置一个间隔器。除此之外，两种预应力或夹紧的平板玻璃的组合，或冷弯玻璃与玻璃或塑料薄膜的组合，都可以产生新的屋顶设计。Mureau & Louter, TU Delft研究了使用(透明)间隔片的可能性。他们发现这种夹层结构适合于降低缺陷，从而达到所需的机械强度。不过，如果未来能够使用全尺寸玻璃，还需要进行更详细的计算和试验。现在的研究仅限于可用的玻璃尺寸。

柔性玻璃的优势

1.AR镀膜玻璃透光性高，重量轻(与传统镀膜双层玻璃相比)，具体参数检测结果见表1；

2.与PC片材相比，多层玻璃具有更高的透光性(重量相当)；

3.高抗弯强度可以用于新的温室屋顶结构(弯曲、冷弯)；

4.化学强化玻璃的高冲击强度(更好的抗冰雹性)；

5.多层玻璃仍然可以透光，但重量更轻；运输成本更低；由于重量较轻，在最初的建造和维护过程中具有优势；

6.柔性玻璃的化学稳定性比普通玻璃更强；

图4.普通玻璃（Sodalime）与柔性玻璃（Leoflex™）的抗老化（左）及随时间雾度的变化（右）

7.节能(热量)约20%，未来能源的可用性和低碳排放的目标可能会加速引进温室保温系统。

柔性玻璃面临的挑战

由于目前的柔性材料成本过高限制了引进，在未来，柔性玻璃在其他行业得到大规模的发展时，使用柔性玻璃材料的成本有望下降；此外，目前可用的玻璃尺寸在宽度上是有限的，例如在温室中，我们通常使用1.67米宽的玻璃，而柔性玻璃强度更高而且更宽，因此受到限制；与此同时，由于化学强化工艺，柔性玻璃表面具有不同的性能。表面处理和涂层的应用仍在发展中；单层玻璃需要通过冷弯或预应力加固，多层夹层板或新型材料组合具有较高的应用潜力。温室屋顶的应用细节需要在解决其他问题后尽快进行研究。

结语

总而言之，AR镀膜的柔性玻璃的光学性能非常好。与聚碳酸酯板(PC)相比，带有8xAR的四倍薄玻璃具有高出15%的透光能力。同时，柔性玻璃的热性能也很好。从理论上讲，生产双层、三层甚至四层中空玻璃是可能的，因为这种玻璃的重量仍然只有传统双层温室玻璃的一半。虽然目前可用尺寸以及高成本限制了柔性玻璃的应用，但由于对柔性玻璃的要求与温室应用以及建筑或汽车等其他行业(成本、绝缘、尺寸)相当，未来柔性玻璃可能会用于温室。

参考文献：Silke Hemming1, Vida Mohammadkhani1, Frank Kempkes1, Anton Peters2, Vincent Lieffrig2,Keitaro Harada2, Michiel van Spronsen3, Tjibbe van der Werff4 and Christian Louter5

1 Wageningen University & Research (WUR), 2 Asahi Glass Company (AGC), 3 Glascom Tuinbouw, 4 Boal Systems, 5 TU Delft

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