中空玻璃的熱工性能研究及其在住宅建筑上適用性分析.pdf

1、長(zhǎng)江流域地區(qū)的建筑氣候特征十分復(fù)雜，夏季氣候炎熱，冬季陰冷，突出表現(xiàn)在夏季時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大。該地區(qū)的窗戶節(jié)能應(yīng)側(cè)重在夏季隔熱上，兼顧冬季保溫。由于《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2001)對(duì)住宅建筑窗戶的傳熱系數(shù)提出了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，因此要求新建住宅建筑上推廣使用節(jié)能玻璃窗。中空玻璃具有良好的保溫隔熱、降低冷輻射和不結(jié)露等性能，將替代雙玻窗成為住宅上首先考慮選用的節(jié)能產(chǎn)品。論文主要研究中空玻璃的熱工性能，著重通過(guò)

2、傳熱系數(shù)這一節(jié)能指標(biāo)來(lái)研究中空玻璃的最佳空氣夾層厚度。
　　論文首先分析了中空玻璃的節(jié)能原理，提出了影響中空玻璃節(jié)能性能的主要因素，包括原片玻璃、空氣夾層的厚度與氣體種類，室內(nèi)外的環(huán)境條件等。對(duì)中空玻璃的熱工計(jì)算進(jìn)行分析，尤其是對(duì)空氣夾層的傳熱熱阻進(jìn)行計(jì)算。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，論文采用數(shù)值模擬方法對(duì)中空玻璃空氣夾層內(nèi)的自然對(duì)流換熱進(jìn)行分析。采用常壁溫邊界條件對(duì)不同的中空玻璃結(jié)構(gòu)和壁面溫度條件進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果表明，空氣

3、夾層內(nèi)自然對(duì)流換熱的主要影響因素包括夾層內(nèi)的氣體種類、夾層的相對(duì)厚度/H和夾層冷熱壁面溫差T，其中夾層厚度對(duì)對(duì)流換熱的影響最大。輻射換熱是中空玻璃主要的傳熱形式，導(dǎo)熱和對(duì)流所占比例較小。對(duì)空氣夾層來(lái)說(shuō)，輻射換熱量是一常數(shù)，空氣夾層的最佳厚度即是是對(duì)流換熱量達(dá)到最小的厚度。并對(duì)空氣夾層內(nèi)的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)空氣夾層內(nèi)的對(duì)流微弱，可以把傳熱過(guò)程近似看成純導(dǎo)熱。由模擬結(jié)果計(jì)算中空玻璃的傳熱系數(shù)K，與玻璃熱工計(jì)算的成熟軟件的

4、計(jì)算數(shù)據(jù)比較吻合。然后以長(zhǎng)江流域地區(qū)的七個(gè)主要城市為代表，模擬計(jì)算了各城市的中空玻璃最佳空氣夾層厚度。
　　為了驗(yàn)證模擬結(jié)果的可靠性，論文采用了正交試驗(yàn)。對(duì)空氣夾層厚度、高度以及冷熱壁面溫度3大因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)采用熱水箱法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量空氣夾層的熱流量Q、熱壁面溫度Ht和冷壁面溫度Ct以及空氣夾層壁面積A，以公式QhttA計(jì)算空氣夾層的當(dāng)量換熱系數(shù)。由于實(shí)驗(yàn)裝置的散熱損失較sH(C)大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果在空氣夾層傳熱系