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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，需要對建筑物進行良好的保溫設計。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)。而窗戶的組成中玻璃的設計尤為重要，是窗戶保溫性能的關鍵環(huán)節(jié)。

　　建筑門窗（詞條“建筑門窗”由行業(yè)大百科提供）是建筑外圍護結構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，而且對室內熱環(huán)境、舒適感以及室內的衛(wèi)生狀況也有明顯的影響。如果窗戶的保溫質量不佳，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計方案進行研究，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，并進行實驗驗證，為今后東北地區(qū)建筑物窗戶保溫設計提供一定的科學參考。

　　1 實驗方案

　　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，傳熱系數(shù)越低，說明散熱越少，窗戶的保溫性能越好。因此本實驗主要探究在現(xiàn)有技術條件下使傳熱系數(shù)最小的玻璃間距組合。通過擬定漸變擬定的間距組合，進行傳熱系數(shù)測定的實驗，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，研究不同朝向對窗戶保溫性能的影響。在確定最后間距組合后，進一步探索最優(yōu)朝向，使窗戶的保溫性能進一步提升，對建筑建設過程中窗戶的安裝問題提供依據(jù)。根據(jù)以往的實驗數(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系; 當雙玻間距在10 mm～30 mm 時，間距和熱阻的關系成曲線;當間距超過30 mm 時，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(jù)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，鋁塑復合窗，傳熱系數(shù)均在2.4 ～2.5 W·m^-2·K-1，質量稍差的高達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)境肯定沒有實驗室的優(yōu)良條件，這一系數(shù)在實際中肯定還會更高。我們也對校園內學生寢室進行了走訪，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(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。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，順應玻璃窗戶技術發(fā)展水平的提高，為更好的提高門窗的保溫性能，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 實驗過程及結果

　　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，過大的間距承擔了大部分的保溫任務，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，而過小的間距對保溫效果敏感性太大，稍微一點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致保溫性能的惡化，因此假設等分的間距使窗戶傳熱系數(shù)達到最低。

　　調研得知，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研究院進行了調研，實際參與了傳熱系數(shù)測定的實驗，獲取了部分實驗數(shù)據(jù)，通用的這幾種規(guī)格的三玻玻璃窗戶，以12 mm+ 12 mm 導熱系數(shù)最低，主要材質為塑料窗的導熱系數(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行了實驗。實驗與假設基本吻合。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、技術水平和框材的經(jīng)濟尺寸，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)濟原理，因為在目前的技術水平下這會導致窗戶框架（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 結束語

　　根據(jù)調研，實驗，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)濟最保溫的間距組合。這樣的窗戶應該廣泛使用與各種建筑的大型洞口，以替換傳熱系數(shù)遠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。