【中玻網(wǎng)】東北地區處于我國的高緯度地區，冬天氣溫較低，室內外溫差很大，為了滿(mǎn)足居民冬天的生活要求，需要對建筑物進(jìn)行良好的保溫設計。其中，窗戶(hù)的保溫性能是建筑物保溫性能中很重要的環(huán)節。而窗戶(hù)的組成中玻璃的設計尤為重要，是窗戶(hù)保溫性能的關(guān)鍵環(huán)節。
　　
　　建筑門(mén)窗是建筑外圍護結構保溫性能較薄弱的部位，它的長(cháng)期使用能耗約占整個(gè)建筑物長(cháng)期使用能耗的50%，因此，提高門(mén)窗保溫性能是降低建筑物長(cháng)期使用能耗的重要途徑。窗戶(hù)的保溫性能不但明顯地影響建筑物的采暖能耗，而且對室內熱環(huán)境、舒適感以及室內的衛生狀況也有明顯的影響。如果窗戶(hù)的保溫質(zhì)量不佳，通過(guò)窗戶(hù)的傳熱熱損失和通過(guò)窗戶(hù)縫隙的空氣滲透熱損失就會(huì )顯著(zhù)增加，進(jìn)而引起采暖能耗顯著(zhù)增加。目前廣泛使用的中空玻璃是一種隔熱、隔音、美觀(guān)適用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料。本項目旨在對雙中空玻璃間距的設計方案進(jìn)行研究，力求得出能夠使保溫性能達到較高水平的優(yōu)化間距方案，并進(jìn)行實(shí)驗驗證，為今后東北地區建筑物窗戶(hù)保溫設計提供一定的科學(xué)參考。
　　
　　1實(shí)驗方案
　　
　　玻璃窗戶(hù)的保溫性能由傳熱系數K值直接反應，傳熱系數越低，說(shuō)明散熱越少，窗戶(hù)的保溫性能越好。因此本實(shí)驗主要探究在現有技術(shù)條件下使傳熱系數較小的玻璃間距組合。通過(guò)擬定漸變擬定的間距組合，進(jìn)行傳熱系數測定的實(shí)驗，繪制間距組合與傳熱系數的變化圖像，根據圖像研究間距組合與才傳熱系數之間的關(guān)系，提出滿(mǎn)足較優(yōu)保溫性能的較優(yōu)間距組合，完成研究。在探究組合的研究過(guò)后，研究δ1，δ2的朝向問(wèn)題，即玻璃安裝的過(guò)程中的安置方向問(wèn)題，研究不同朝向對窗戶(hù)保溫性能的影響。在確定較后間距組合后，進(jìn)一步探索較優(yōu)朝向，使窗戶(hù)的保溫性能進(jìn)一步提升，對建筑建設過(guò)程中窗戶(hù)的安裝問(wèn)題提供依據。根據以往的實(shí)驗數據得知，雙玻間距在10mm以下時(shí)，間距和熱阻幾乎成直線(xiàn)關(guān)系;當雙玻間距在10mm～30mm時(shí)，間距和熱阻的關(guān)系成曲線(xiàn);當間距超過(guò)30mm時(shí)，由于對流與輻射熱交換的綜合作用，使空氣層的熱阻增加十分緩慢。
　　
　　設計應根據熱阻的需要和框材的經(jīng)濟尺度，適當確定玻璃的間距，一般不宜小于9mm。目前市面上廣泛使用的兩玻玻璃窗戶(hù)，有塑料窗，木窗，鋁合金窗，鋁塑復合窗，傳熱系數均在2.4～2.5W·m-2·K-1，質(zhì)量稍差的高達2.8W·m-2·K-1，再加上冬季供暖等方面條件的誤差，普通居民生活環(huán)境肯定沒(méi)有實(shí)驗室的優(yōu)良條件，這一系數在實(shí)際中肯定還會(huì )更高。我們也對校園內學(xué)生寢室進(jìn)行了走訪(fǎng)，測定了室內溫度，有的地方室內溫度只有15℃，不難得出大多數熱量由窗戶(hù)散失，造成供暖更大的壓力和資源更多的浪費。窗戶(hù)玻璃由單玻變成雙�；蛉�，玻璃保溫性能會(huì )明顯提高。這并不是玻璃熱阻起作用，而是玻璃間的空氣層是熱阻增加的主要原因，因為靜止的空氣其傳熱系數比任何材料都要低。
　　
　　因此，順應玻璃窗戶(hù)技術(shù)發(fā)展水平的提高，為更好的提高門(mén)窗的保溫性能，可制作三玻玻璃窗戶(hù)。根據密閉空氣層的熱阻與空氣層厚度的關(guān)系，研究滿(mǎn)足較優(yōu)的保溫性能的凈間距厚度，并且研究玻璃不同間距的朝向問(wèn)題，完成此項目的研究。
　　
　　2實(shí)驗過(guò)程及結果
　　
　　根據空氣流動(dòng)、玻璃厚度等因素對玻璃窗戶(hù)傳熱系數的影響，等分的間距能夠達到較好的保溫效果。若兩個(gè)間距一個(gè)過(guò)大一個(gè)過(guò)小，根據雙玻玻璃K值變化趨勢可知，過(guò)大的間距承擔了大部分的保溫任務(wù)，但玻璃間距過(guò)大時(shí)傳熱系數并不會(huì )大幅減小，減幅會(huì )越來(lái)越小，因此過(guò)大的間距只能是一種浪費，而過(guò)小的間距對保溫效果敏感性太大，稍微一點(diǎn)間距增加就會(huì )引起傳熱系數大幅度的降低，因此不宜采用過(guò)小的間距，過(guò)大或過(guò)小的間距較終都會(huì )導致保溫性能的惡化，因此假設等分的間距使窗戶(hù)傳熱系數達到較低。
　　
　　調研得知，目前市場(chǎng)上廣泛通用的為3mm+3mm，6mm+6mm，9mm+9mm以及12mm+12mm規格的三玻玻璃窗戶(hù)。較小間距的玻璃窗戶(hù)主要用于衛生間等輔助房間較小的洞口，而非常大間距的玻璃窗戶(hù)主要用于客廳，臥室等對保暖要求很高的主要房間的非常大洞口。
　　
　　同時(shí)，筆者對黑龍江省旱地科學(xué)研究院進(jìn)行了調研，實(shí)際參與了傳熱系數測定的實(shí)驗，獲取了部分實(shí)驗數據，通用的這幾種規格的三玻玻璃窗戶(hù)，以12mm+12mm導熱系數較低，主要材質(zhì)為塑料窗的導熱系數為1.7～1.8W·m-2·K-1，三玻木窗:1.7～1.8W·m-2·K-1，鋁塑復合三玻:2.0～2.1W·m-2·K-1。
　　
　　市場(chǎng)上通用的是等間距組合的三玻玻璃窗戶(hù)，那么不等間距的呢?因為玻璃間距在10mm以前時(shí)傳熱系數呈直線(xiàn)遞減，因此排除3mm可能的組合，它并不能發(fā)揮靜止空氣導熱系數很低的優(yōu)勢。同時(shí)考慮過(guò)薄的三玻玻璃窗戶(hù)也會(huì )使導熱系數接近兩玻，根據12mm+12mm擬定了幾組組合:6mm+18mm，9mm+15mm，并對這兩組間距組合進(jìn)行了實(shí)驗。實(shí)驗與假設基本吻合。6mm+18mm間距組合傳熱系數為2.2W·m-2·K-1，9mm+15mm組合傳熱系數為2.0W·m-2·K-1。將之與12mm+12mm規格的三玻玻璃窗戶(hù)進(jìn)行傳熱系數比較，不難看出12mm+12mm組合的三玻玻璃窗戶(hù)傳熱系數在這些組合里較低，因此可以得出目前較優(yōu)的間距組合為該等分間距組合。設想寬的間距組合，比如15mm+15mm，但是根據目前熱阻的需要、技術(shù)水平和框材的經(jīng)濟尺寸，總計間距組合為24mm，15mm+15mm這樣的間距組合甚至更高的間距組合不符合經(jīng)濟原理，因為在目前的技術(shù)水平下這會(huì )導致窗戶(hù)框架制作成本突然陡增，因此排除這樣的可能。
　　
　　3結束語(yǔ)
　　
　　根據調研，實(shí)驗，分析，數據整理，得出間距組合為12mm+12mm的三玻玻璃窗戶(hù)為目前較經(jīng)濟較保溫的間距組合。這樣的窗戶(hù)應該廣泛使用與各種建筑的大型洞口，以替換傳熱系數遠低于它的兩玻玻璃窗戶(hù)或者其他間距組合的三玻玻璃窗戶(hù)。對保溫性能要求沒(méi)有客廳，臥室等主要房間高的衛生間，儲物間，廚房，樓道等輔助房間，可以采用9mm+9mm或者更低的間距組合。它們雖然沒(méi)有12mm+12mm間距保溫，但這些房間對保溫的要求本來(lái)就沒(méi)有主要房間高，這樣的間距可以滿(mǎn)足這些輔助房間的保溫要求，而且高于兩玻玻璃窗戶(hù)的保溫性能，更加經(jīng)濟。
　　
　　來(lái)源：東北林業(yè)大學(xué)