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      雙中空玻璃間距設(shè)計方案優(yōu)化的研究

      來源:東北林業(yè)大學(xué)  作者:*  日期:2015-1-15
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        東北地區(qū)處于我國的高緯度地區(qū),冬天氣溫極低,室內(nèi)外溫差很大,為了滿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(shè)計。其中,窗戶的保溫性能是建筑物保溫性能中很重要的環(huán)節(jié)。
        

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        東北地區(qū)處于我國的高緯度地區(qū),冬天氣溫極低,室內(nèi)外溫差很大,為了滿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(shè)計。其中,戶的保溫性能是建筑物保溫性能中很重要的環(huán)節(jié)。而窗戶的組成中玻璃的設(shè)計尤為重要,是窗戶保溫性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

        建筑門窗(詞條“建筑門窗”由行業(yè)大百科提供)是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能最薄弱的部位,它的長期使用能耗約占整個建筑物長期使用能耗的50%,因此,提高門窗保溫性能是降低建筑物長期使用能耗的重要途徑。窗戶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(nèi)熱環(huán)境、舒適感以及室內(nèi)的衛(wèi)生狀況也有明顯的影響。如果窗戶的保溫質(zhì)量不佳,通過窗戶的傳熱熱損失(詞條“熱損失”由行業(yè)大百科提供)和通過窗戶縫隙的空氣滲透熱損失就會顯著增加,進(jìn)而引起采暖能耗顯著增加。目前廣泛使用的中空玻璃(詞條“中空玻璃”由行業(yè)大百科提供)是一種隔熱隔音、美觀適用、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(shè)計方案進(jìn)行研究,力求得出能夠使保溫性能達(dá)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(qū)建筑物窗戶保溫設(shè)計提供一定的科學(xué)參考。

        1 實(shí)驗方案

        玻璃窗戶的保溫性能由傳熱系數(shù)(詞條“傳熱系數(shù)”由行業(yè)大百科提供)K 值直接反應(yīng),傳熱系數(shù)越低,說明散熱越少,窗戶的保溫性能越好。因此本實(shí)驗主要探究在現(xiàn)有技術(shù)條件下使傳熱系數(shù)最小的玻璃間距組合。通過擬定漸變擬定的間距組合,進(jìn)行傳熱系數(shù)測定的實(shí)驗,繪制間距組合與傳熱系數(shù)的變化圖像,根據(jù)圖像研究間距組合與才傳熱系數(shù)之間的關(guān)系,提出滿足較優(yōu)保溫性能的最優(yōu)間距組合,完成研究。在探究組合的研究過后,研究δ1,δ2的朝向問題,即玻璃安裝的過程中的安置方向問題,研究不同朝向?qū)Υ皯舯匦阅艿挠绊憽T诖_定最后間距組合后,進(jìn)一步探索最優(yōu)朝向,使窗戶的保溫性能進(jìn)一步提升,對建筑建設(shè)過程中窗戶的安裝問題提供依據(jù)。根據(jù)以往的實(shí)驗數(shù)據(jù)得知,雙玻間距在10 mm以下時,間距和熱阻幾乎成直線關(guān)系; 當(dāng)雙玻間距在10 mm~30 mm 時,間距和熱阻的關(guān)系成曲線;當(dāng)間距超過30 mm 時,由于對流輻射熱交換的綜合作用,使空氣層的熱阻增加十分緩慢。

        設(shè)計應(yīng)根據(jù)熱阻的需要和框材的經(jīng)濟(jì)尺度,適當(dāng)確定玻璃的間距,一般不宜小于9 mm。目前市面上廣泛使用的兩玻玻璃窗戶,有塑料窗,木窗,鋁合金窗復(fù)合窗,傳熱系數(shù)均在2.4 ~2.5 W·m-2·K-1,質(zhì)量稍差的高達(dá)2.8 W·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)境肯定沒有實(shí)驗室的優(yōu)良條件,這一系數(shù)在實(shí)際中肯定還會更高。我們也對校園內(nèi)學(xué)生寢室進(jìn)行了走訪,測定了室內(nèi)溫度,有的地方室內(nèi)溫度只有15℃,不難得出大多數(shù)熱量由窗戶散失,造成供暖更大的壓力和資源更多的浪費(fèi)。窗戶玻璃由單玻變成雙玻或三玻,玻璃保溫性能會明顯提高。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(shù)比任何材料都要低。

        因此,順應(yīng)玻璃窗戶技術(shù)發(fā)展水平的提高,為更好的提高窗的保溫性能,可制作三玻玻璃窗戶。根據(jù)密閉空氣層的熱阻與空氣層厚度的關(guān)系,研究滿足較優(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題,完成此項目的研究。

        2 實(shí)驗過程及結(jié)果

        根據(jù)空氣流動、玻璃厚度等因素對玻璃窗戶傳熱系數(shù)的影響,等分的間距能夠達(dá)到最好的保溫效果。若兩個間距一個過大一個過小,根據(jù)雙玻玻璃K 值變化趨勢可知,過大的間距承擔(dān)了大部分的保溫任務(wù),但玻璃間距過大時傳熱系數(shù)并不會大幅減小,減幅會越來越小,因此過大的間距只能是一種浪費(fèi),而過小的間距對保溫效果敏感性太大,稍微一點(diǎn)間距增加就會引起傳熱系數(shù)大幅度的降低,因此不宜采用過小的間距,過大或過小的間距最終都會導(dǎo)致保溫性能的惡化,因此假設(shè)等分的間距使窗戶傳熱系數(shù)達(dá)到最低。

        調(diào)研得知,目前市場上廣泛通用的為3 mm+3 mm,6 mm + 6 mm,9 mm + 9 mm 以及12 mm +12 mm 規(guī)格的三玻玻璃窗戶。較小間距的玻璃窗戶主要用于衛(wèi)生間等輔助房間較小的洞口,而較大間距的玻璃窗戶主要用于客廳,臥室等對保暖要求很高的主要房間的較大洞口。

        同時,筆者對黑龍江省旱地科學(xué)研究院進(jìn)行了調(diào)研,實(shí)際參與了傳熱系數(shù)測定的實(shí)驗,獲取了部分實(shí)驗數(shù)據(jù),通用的這幾種規(guī)格的三玻玻璃窗戶,以12 mm+ 12 mm 導(dǎo)熱系數(shù)最低,主要材質(zhì)為塑料窗的導(dǎo)熱系數(shù)為1. 7~1. 8 W·m-2·K-1,三玻木窗: 1.7~1. 8W·m-2·K-1,鋁塑復(fù)合三玻: 2.0~ 2. 1W·m-2·K-1。

        市場上通用的是等間距組合的三玻玻璃窗戶,那么不等間距的呢?因為玻璃間距在10 mm 以前時傳熱系數(shù)呈直線遞減,因此排除3 mm 可能的組合,它并不能發(fā)揮靜止空氣導(dǎo)熱系數(shù)很低的優(yōu)勢。同時考慮過薄的三玻玻璃窗戶也會使導(dǎo)熱系數(shù)接近兩玻,根據(jù)12 mm + 12 mm 擬定了幾組組合: 6 mm + 18 mm,9 mm + 15 mm,并對這兩組間距組合進(jìn)行了實(shí)驗。實(shí)驗與假設(shè)基本吻合。6 mm + 18 mm 間距組合傳熱系數(shù)為2. 2 W·m-2·K-1,9 mm+ 15 mm 組合傳熱系數(shù)為2. 0W·m-2·K -1。將之與12 mm+ 12 mm 規(guī)格的三玻玻璃窗戶進(jìn)行傳熱系數(shù)比較,不難看出12 mm+ 12 mm 組合的三玻玻璃窗戶傳熱系數(shù)在這些組合里最低,因此可以得出目前最優(yōu)的間距組合為該等分間距組合。設(shè)想寬的間距組合,比如15 mm+ 15 mm,但是根據(jù)目前熱阻的需要、技術(shù)水平和框材的經(jīng)濟(jì)尺寸,總計間距組合為24 mm,15 mm + 15 mm 這樣的間距組合甚至更高的間距組合不符合經(jīng)濟(jì)原理,因為在目前的技術(shù)水平下這會導(dǎo)致窗戶框架(詞條“框架”由行業(yè)大百科提供)制作成本突然陡增,因此排除這樣的可能。

        3 結(jié)束語

        根據(jù)調(diào)研,實(shí)驗,分析,數(shù)據(jù)整理,得出間距組合為12 mm+ 12 mm的三玻玻璃窗戶為目前最經(jīng)濟(jì)最保溫的間距組合。這樣的窗戶應(yīng)該廣泛使用與各種建筑的大型洞口,以替換傳熱系數(shù)遠(yuǎn)低于它的兩玻玻璃窗戶或者其他間距組合的三玻玻璃窗戶。對保溫性能要求沒有客廳,臥室等主要房間高的衛(wèi)生間,儲物間,廚房,樓道等輔助房間,可以采用9 mm+ 9 mm 或者更低的間距組合。它們雖然沒有12 mm+ 12 mm 間距保溫,但這些房間對保溫的要求本來就沒有主要房間高,這樣的間距可以滿足這些輔助房間的保溫要求,而且高于兩玻玻璃窗戶的保溫性能,更加經(jīng)濟(jì)。

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      • 都在一概而論,你接觸了好的你說好,有問題了你說不好,問題誰敢保證不出,解決問題的能力才是發(fā)展的硬道理,請了解中國幕墻30年歷史,行業(yè)膠類技術(shù)高端難題,請關(guān)注每家膠企業(yè)宣傳語言,請注意細(xì)節(jié),大家都在說是結(jié)構(gòu)膠認(rèn)證企業(yè),請看每家認(rèn)證時間和認(rèn)證機(jī)構(gòu),了解了分析了請客觀做出評價。
      • 我們的標(biāo)準(zhǔn)比歐盟的標(biāo)準(zhǔn)低得太多了,定標(biāo)準(zhǔn)的人簡直是在殺人啊!!!
        來自 219.149.84.75 的讀者對影響硅酮結(jié)構(gòu)膠壽命的老化因素和化解方法的評論
      • 安泰膠之所以大家都認(rèn)可,是因為它的133防水膠價位便宜吧?我以前外墻基本都用它,后來用廣州匯東的682,感覺后者更甚,建議同行朋友試試。
        來自 111.174.152.36 的讀者對2010幕墻門窗行業(yè)產(chǎn)品選用指南的評論
      • 我支持第三種處理辦法。建筑業(yè)的規(guī)定相關(guān)從業(yè)人員都是熟諳于心的,B公司的做法肯定是違法的,但D公司作為承建方在建設(shè)過程中沒能及時發(fā)現(xiàn)問題這也說明其監(jiān)管不力,也應(yīng)付一部分責(zé)任。
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      • 安泰膠不錯,我們常年都在用,特別是售后服務(wù)這塊,感覺很貼心。業(yè)務(wù)員也很有素質(zhì),跟客戶感覺很好!
      • 企業(yè)很缺少企業(yè)文化,對員工的人文關(guān)懷不夠,我想這一定程度上影響了企業(yè)的發(fā)展,企業(yè)不能光用錢來砸人,要用真情去關(guān)心人,要建立起完備的人才激勵機(jī)制。我認(rèn)為,目前做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在遠(yuǎn)大工作簡直是在受煎熬
        來自 123.191.148.43 的讀者對遠(yuǎn)大集團(tuán) 志向遠(yuǎn)大的評論
      • 聽聽陽陽的意見吧,沒錯的,一定好!收費(fèi)低廉.龍型是肯定不行的,沒有一點(diǎn)力度,尖頂型三分之二以下可以,上面設(shè)計太過急躁,草率、簡單。
        來自 58.39.22.177 的草莽英雄對上海中心大廈圈定“龍型、尖頂型”兩方案的評論
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