東北地區(qū)處于我國(guó)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(duì)建筑物進(jìn)行良好的保溫設(shè)計(jì),。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(shè)計(jì)尤為重要,，是窗戶保溫性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　
　　建筑門(mén)窗是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能最薄弱的部位,，它的長(zhǎng)期使用能耗約占整個(gè)建筑物長(zhǎng)期使用能耗的50%,，因此，提高門(mén)窗保溫性能是降低建筑物長(zhǎng)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(duì)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(guò)窗戶的傳熱熱損失和通過(guò)窗戶縫隙的空氣滲透熱損失就會(huì)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(xiàng)目旨在對(duì)雙中空玻璃間距的設(shè)計(jì)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(yàn)驗(yàn)證,，為今后東北地區(qū)建筑物窗戶保溫設(shè)計(jì)提供一定的科學(xué)參考。
　　
　　1實(shí)驗(yàn)方案
　　
　　玻璃窗戶的保溫性能由傳熱系數(shù)K值直接反應(yīng),，傳熱系數(shù)越低,，說(shuō)明散熱越少，窗戶的保溫性能越好,。因此本實(shí)驗(yàn)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(guò)擬定漸變擬定的間距組合，進(jìn)行傳熱系數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn),，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(guò)后，研究δ1,，δ2的朝向問(wèn)題,，即玻璃安裝的過(guò)程中的安置方向問(wèn)題，研究不同朝向?qū)Υ皯舯匦阅艿挠绊?。在確定最后間距組合后,，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(duì)建筑建設(shè)過(guò)程中窗戶的安裝問(wèn)題提供依據(jù),。根據(jù)以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，雙玻間距在10mm以下時(shí),，間距和熱阻幾乎成直線關(guān)系;當(dāng)雙玻間距在10mm～30mm時(shí),，間距和熱阻的關(guān)系成曲線;當(dāng)間距超過(guò)30mm時(shí)，由于對(duì)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(shè)計(jì)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9mm,。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(fù)合窗,，傳熱系數(shù)均在2.4～2.5W·m-2·K-1,，質(zhì)量稍差的高達(dá)2.8W·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(méi)有實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)良條件,，這一系數(shù)在實(shí)際中肯定還會(huì)更高。我們也對(duì)校園內(nèi)學(xué)生寢室進(jìn)行了走訪,，測(cè)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(huì)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?yàn)殪o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,，為更好的提高門(mén)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(wèn)題,，完成此項(xiàng)目的研究。
　　
　　2實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果
　　
　　根據(jù)空氣流動(dòng),、玻璃厚度等因素對(duì)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(gè)間距一個(gè)過(guò)大一個(gè)過(guò)小,，根據(jù)雙玻玻璃K值變化趨勢(shì)可知,，過(guò)大的間距承擔(dān)了大部分的保溫任務(wù)，但玻璃間距過(guò)大時(shí)傳熱系數(shù)并不會(huì)大幅減小,，減幅會(huì)越來(lái)越小,，因此過(guò)大的間距只能是一種浪費(fèi)，而過(guò)小的間距對(duì)保溫效果敏感性太大,，稍微一點(diǎn)間距增加就會(huì)引起傳熱系數(shù)大幅度的降低,，因此不宜采用過(guò)小的間距，過(guò)大或過(guò)小的間距最終都會(huì)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(chǎng)上廣泛通用的為3mm+3mm,，6mm+6mm,，9mm+9mm以及12mm+12mm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(duì)保暖要求很高的主要房間的較大洞口。
　　
　　同時(shí),，筆者對(duì)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(cè)定的實(shí)驗(yàn)，獲取了部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),，通用的這幾種規(guī)格的三玻玻璃窗戶,，以12mm+12mm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1.7～1.8W·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(chǎng)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?yàn)椴Ａчg距在10mm以前時(shí)傳熱系數(shù)呈直線遞減,，因此排除3mm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(shì),。同時(shí)考慮過(guò)薄的三玻玻璃窗戶也會(huì)使導(dǎo)熱系數(shù)接近兩玻,，根據(jù)12mm+12mm擬定了幾組組合:6mm+18mm，9mm+15mm，并對(duì)這兩組間距組合進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),。實(shí)驗(yàn)與假設(shè)基本吻合,。6mm+18mm間距組合傳熱系數(shù)為2.2W·m-2·K-1，9mm+15mm組合傳熱系數(shù)為2.0W·m-2·K-1,。將之與12mm+12mm規(guī)格的三玻玻璃窗戶進(jìn)行傳熱系數(shù)比較,，不難看出12mm+12mm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15mm+15mm,，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(jì)間距組合為24mm,，15mm+15mm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?yàn)樵谀壳暗募夹g(shù)水平下這會(huì)導(dǎo)致窗戶框架制作成本突然陡增，因此排除這樣的可能,。
　　
　　3結(jié)束語(yǔ)
　　
　　根據(jù)調(diào)研,，實(shí)驗(yàn)，分析,，數(shù)據(jù)整理,，得出間距組合為12mm+12mm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(duì)保溫性能要求沒(méi)有客廳，臥室等主要房間高的衛(wèi)生間,，儲(chǔ)物間,，廚房，樓道等輔助房間,，可以采用9mm+9mm或者更低的間距組合,。它們雖然沒(méi)有12mm+12mm間距保溫，但這些房間對(duì)保溫的要求本來(lái)就沒(méi)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),。