影響中空玻璃傳熱系數(shù)的關(guān)鍵因數(shù)分析及建議

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1、材料研究MATERIAI．SRESEARCH影響中空玻璃傳熱系數(shù)的關(guān)鍵因數(shù)分析及建議丁志龍(福建省建筑科學(xué)研究院，福建福州350025)摘要：從中空玻璃的熱傳遞原理入手，對典型的中空玻璃傳熱系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算分析，研究了中空玻璃間隔層寬度及氣體種類、玻璃表面輻射率、玻璃原片厚度及中空玻璃使用狀態(tài)對中空玻璃傳熱系數(shù)的影響的一般規(guī)律，并就中空玻璃節(jié)能設(shè)計(jì)給出了相關(guān)建議。關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能中空玻璃傳熱系數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TQl71．72+7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674-3024(2012)03—68—03●引言在當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)中采用大面積玻璃作為外圍護(hù)

2、結(jié)構(gòu)的主要材質(zhì)，它在帶來美觀通透的藝術(shù)效果的同時(shí)，還需要滿足人們對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的要求。增強(qiáng)外圍護(hù)的保溫隔熱性能，減少門窗、玻璃幕墻的能耗，是改善室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和提高建筑節(jié)能水平的重要環(huán)節(jié)。玻璃是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，是影響建筑能耗最主要的因素之一【I】，因此對玻璃的節(jié)能分析是建筑節(jié)能分析的重要組成部分。傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)是門窗、玻璃幕墻影響建筑能耗的關(guān)鍵指標(biāo)。隨著季節(jié)的變化，門窗、玻璃幕墻節(jié)能的控制指標(biāo)有所不同：夏季，遮陽系數(shù)(SC值)是主要控制指標(biāo)，而冬季，傳熱系數(shù)(u值)是主要控制指標(biāo)旺】。玻璃幕墻、門窗

3、的70％～90％的面積為玻璃，玻璃的熱工性能對幕墻、門窗有直接影響，例壹H(-J窗中通過玻璃的熱損失占門窗總熱損失的2／3左右，可見，玻璃的熱工性能對門窗、幕墻總體熱工性能有決定性的影響【3J。在國內(nèi)中空玻璃行業(yè)蓬勃發(fā)展的過程中，對中空玻璃最主要的性能評價(jià)指標(biāo)之一的傳熱系數(shù)(u值)，并不是非常重視，即使重視了，但是基于成本或其他各方面的考慮，也并沒有采取最合理有效的u值，這就造成設(shè)計(jì)、制造及后期應(yīng)用上的浪費(fèi)。雖然不合理的中空玻璃同樣能起到一定的節(jié)能效果，但是這個(gè)效果是有疑問的【41。這導(dǎo)致的最終結(jié)果是成本提高了，但是節(jié)能效果并沒有想象中的明顯。1

4、中空玻璃傳熱系數(shù)計(jì)算方法中空玻璃的傳熱系數(shù)(u值)是指在穩(wěn)態(tài)條件下，中空玻璃中央?yún)^(qū)域不考慮邊緣效應(yīng)，玻璃兩外表面在單位時(shí)間、單位溫差，通過單位面積的熱量，單位為W／(m2·K)15l。中空玻璃傳熱系數(shù)的影響因素很多，主要有玻璃性能、間隔層氣體性能、表面對流狀況、使用狀態(tài)等。其中玻璃性能包括玻璃表面輻射率、導(dǎo)熱系數(shù)、厚度等；間隔層氣體性能主要是指氣體間隔層厚度及密度、動(dòng)態(tài)黏度、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容等各種物理性能；表面對流狀況主要是指玻璃表面氣流速度所引起的換熱系數(shù)差異；中空玻璃使用狀態(tài)主要是指玻璃使用時(shí)所處的垂直、水平等狀態(tài)。中空玻璃傳熱系數(shù)的計(jì)算公式

5、如下：的粘結(jié)性原料完全溶解及均化。參考文獻(xiàn)：(3)在制樣時(shí)應(yīng)首先用膩?zhàn)犹幚砩皾{塊表面的微小缺【111建筑室內(nèi)用膩?zhàn)覫G／T29f；--2010陷，然后在批刮膩?zhàn)拥倪^程中施加足夠的壓力，保證膩?zhàn)印?】2建筑室內(nèi)用膩?zhàn)覫G／T3049--1998內(nèi)部及其界面上無殘留氣泡?！?1合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料G／T24—2000(4)試樣應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并在干燥的【4】復(fù)層建筑涂料GB／T9779—2005開始階段提高環(huán)境濕度以避免因水份的急劇下降而產(chǎn)生的【51袁揚(yáng)，馬捷．建筑膩?zhàn)诱辰Y(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法的研究裂紋，影響測試結(jié)果。200968建筑建材裝

6、飾2012年第3期上：上+土+上u吃^晦式中U為中空玻璃傳熱系數(shù)[w／(m2·K)】；ll

7、、ho為玻璃室內(nèi)、外表面換熱系數(shù)，依據(jù)IS010292，取h；±-SW／(m2·K)，h。=23W／(m2-K)；h潑璃系統(tǒng)內(nèi)部熱傳導(dǎo)系數(shù)[w／(m2·K)】，用以下公式計(jì)算：“三；爭土+學(xué)生屯智越盎1．t：ivh+4d0+上一1)一．L3”‘l屯虬刊c∽卜一嗎寶鍪·爭“式中h。為氣體問隔層熱傳導(dǎo)系數(shù)[w／(m2·K)】；dm、1為玻璃厚度(111)和導(dǎo)熱系數(shù)[碡V(m·K)】；d為斯蒂芬·波爾茲曼常數(shù)，取5．67x10一s[w／(m2·I(4)】；e。、

8、e：為兩玻璃表面的輻射率；△餼體間隔層兩側(cè)玻璃表面溫差(K)；T皿、S、r、¨、h、c分別為間隔層氣體平均溫度(K)、厚度(m)、密度(kg／m3)、動(dòng)態(tài)黏度【k∥(m-8)】、導(dǎo)熱系數(shù)[w／(m·K)】、比熱容[J／(kg·K)】；N。?GPr分男Ⅱ?yàn)榕麪枩?zhǔn)數(shù)、格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)、普朗特準(zhǔn)數(shù)；A、n均為與玻璃使用狀態(tài)相關(guān)的常數(shù)。采用以上方法計(jì)算中空玻璃傳熱系數(shù)時(shí)。如果N。不大于1，表示熱傳遞僅由傳導(dǎo)完成，則將N擻值取為1。如果N。大于1，表示中空玻璃間隔層內(nèi)存在對流傳熱，直接將計(jì)算值代人計(jì)算。常數(shù)A、n的取值與中空玻璃的使用狀態(tài)有關(guān)：當(dāng)中空玻璃垂直

9、使用時(shí)，A=0．035，n=0．38；當(dāng)中空玻璃水平使用時(shí)，A=0．16,n=0．28；當(dāng)中空玻璃傾斜45。使用時(shí)，A=0．i0，n=0