東北地區(qū)處于我國的高緯度地區(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,，它的長期使用能耗約占整個(gè)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(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，通過窗戶的傳熱熱損失和通過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,。通過擬定漸變擬定的間距組合，進(jìn)行傳熱系數(shù)測定的實(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?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,，對建筑建設(shè)過程中窗戶的安裝問題提供依據(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30mm時(shí),，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(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。我們也對校園內(nèi)學(xué)生寢室進(jìn)行了走訪,，測定了室內(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題，完成此項(xiàng)目的研究,。
　　
　　2實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果
　　
　　根據(jù)空氣流動(dòng),、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(dá)到最好的保溫效果,。若兩個(gè)間距一個(gè)過大一個(gè)過小,，根據(jù)雙玻玻璃K值變化趨勢可知，過大的間距承擔(dān)了大部分的保溫任務(wù),，但玻璃間距過大時(shí)傳熱系數(shù)并不會(huì)大幅減小,，減幅會(huì)越來越小，因此過大的間距只能是一種浪費(fèi),，而過小的間距對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，因此不宜采用過小的間距,，過大或過小的間距最終都會(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,，臥室等對保暖要求很高的主要房間的較大洞口。
　　
　　同時(shí),，筆者對黑龍江省旱地科學(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,。同時(shí)考慮過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
　　
　　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,。對保溫性能要求沒有客廳，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,。它們雖然沒有12mm+12mm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(jì),。