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66三玻窗与60双玻窗保温性能实验分析

来源:《中大塑材》　作者:* 　日期:2006-11-21 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

　　为满足严寒地区节能建筑的要求，哈尔滨中大门窗型材厂研制开发了节能保温型66系列三玻窗。66系列三玻窗自问世以来深受广大用户欢迎，人们不仅从外观款式上喜欢它，而且结构功能上也接受了它。在海拉尔、满洲里等地66系列三玻窗的使用已达到80％，在哈尔滨高层建筑也使用了66三玻窗。通过对66系列三玻窗的推广使用与性能实验，我们对66三玻窗和60双玻窗的保温性能做如下分析：
　　一、66系列三玻窗保温性能提高原理
　　原60系列双玻窗在严寒地区实际使用中经常在室内侧玻璃表面上出现结露、结霜现象。抛开所有制作因素、安装因素、不是节能墙体、南北朝向等方面因素，其主要原因是双层玻璃室内侧表面温度偏低造成。特别是当室外温度在－30～－40℃时，房间内空气湿度大于正常值（冬季室内相对湿度≥30％），室内侧玻璃表面温度低于附近空气露点温度。当室内的热气流与玻璃表面冷气流相遇时即冷凝形成露水或结霜，所以提高玻璃表面温度应当作为解决结露、结霜的主要问题之一。玻璃表面温度提高的主要手段之一是增加空气间层厚度。

双玻空气间层厚度与传热系数曲线图

　　1、空气间层厚度与传热系数的关系
　　根据窗的传热系数计算公式可得出：传热系数并不是随着空气间层厚度逐渐增加而降低，是有一定范围的。当空气层厚度在6～30mm范围内，传热系数呈递减趋势（见曲线图），超过30mm以上传热系数降低幅度不大。
　　通过实验我们得出，当双玻间距为12mm时，窗户的传热系数为2.4W/M2K；当双玻间距为22mm时，窗户的传热为2.3W/M2K。由此可见仅靠增加空气间层厚度是不能理想地解决双层玻璃结露、结霜问题的。
　　2、空气间层数量与三玻窗
　　解决结露、结霜的另一手段是增加空气间层数量，根据热量对流转换原理，热气流通过导体在空气间层中进行冷热交换，再通过玻璃导体传向室外。当空气间层处于完全密封的状态下（中空玻璃结构），空气间层中的干燥空气相对静止，相对静止的空气是热的不良导体，是良好的隔热层，可以使冷热交换速率相对降低。在双层玻璃基础上再增加一层空气间层，使冷热交换距离增加，冷热交换时间加长，这对提高玻璃表面温度降低热散失冷辐射有很好地作用。通过理论计算和实验测得双玻窗和三玻窗的内表面温度和传热系数是不相同的。（见表1）
　　表1双玻与三玻表面温度及传热系数
　　计算值（－20℃）实测值（－20℃）
　　双玻表面温度（3＋12＋3）：4.4℃　　4.5℃
　　三玻窗表面温度（3＋12＋3+12＋3）7.4℃　10.41℃
　　双玻窗传热系数（3＋12＋3）:3.312W/M2K2.4W/M2K
　　三玻窗传热系数（3＋12＋3+12＋3）：2.18W/M2K　1.75W/M2K
　　三玻窗最佳组合
　　5mm:5+12+5+9+5
　　4mm:4+12+4+12+4
　　3mm:3+15+3+12+3
　　3、三玻窗与双玻窗的能耗比较
　　根据门窗传热量的计算公式可以看出，在传热温差相同的情况，耗热量Qc与门窗的传热系数K成正比，与门窗的传热面积F成反比。
　　Qc=KF(Tn-Tw)
　　式中：〖ZK(〗K-门窗传热系数，W/M2·℃
　　　　　F-门窗传热面积，M2
　　　　　Tn,Tw-分别为室内、外计算温度，℃
　　我们取双层玻璃与三层玻璃在相同面积、同样温差条件下进行测试，作测得的不同的传热系数进行能耗计算或得出：
　　三玻窗传热耗电量：149.63W
　　双玻窗传热耗电量：205.2W
　　（以上计算不包括窗缝冷风渗入耗热量和不同朝向窗缝冷风渗入耗热量）。上述数据可说明用单框三玻窗要比采用单框双玻窗仅在传热耗热量上可降低27％，由此可推算出在一栋节能建筑中，如果采用单框三玻窗比采用单框双玻窗节能10％以上，其节能效益是十分显著的。
　　二、60系列平开窗不同的双玻间距保温性能分析
　　众所周知，双层玻璃的传热能力与双层玻璃的间距有关，选择合理的双玻间距会使窗户的保温性能得到提高。我们选用60平开系列型材，窗型规格1515，玻璃间距分别采用12mm和22mm做保温性能测试，测试得当双玻间距为12mm时，室内侧玻璃表面温度为4.5℃；双玻间距为22mm时，室内侧玻璃表面温度为5.57℃。（见图2）虽然玻璃表面温度提高的幅度不大，但如能配合上节能墙体并在制作安装方面保证精度，对提高窗户的保温性能，增加室内的温度还是能起一定的作用。
　　黑龙江省建设厅根据建设部76号令下发了《民用建筑节能管理规定黑龙江省实施细则》，《细则》中明确指出：“…节能建筑是必须采用节能窗，南向窗传热系数≤2.5”w/m2k，北向窗使热系数≤2.0w/m2k。66三玻窗的实验证明完全能够满足严寒地区节能窗要求，而60系列不同双玻间距平开窗的保温性能也满足地市场的不同需求。
　　以上是我们对严寒地区节能的研究与实验中的一些体会，66三玻窗的实用性还有待于在实际应用中进一步研究、改善。
　　60系列不同双玻间距热测表面温度分布状况

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