双层玻璃的功效要点.ppt

双层玻璃功效分析模型主讲人:焦磊 ,是双层的,据说这么做是为了保暖,也就是说减少室内向室外的热量流失。因此,试着建立一个模型来描述热量通过窗户的热传导过程。并将双层玻璃窗与同样多材料做成的单层玻璃窗的热量传导进行对比,对双层玻璃窗能够减少多少热量损失给出定量分析结果。图 1 双层中空玻璃 ,没有对流。即假设窗户的密封性能很好,两层玻璃之间的空气是不流动的。 T1和室外温度 T2保持不变,热传导过程已处于稳定状态,即热传导方向,单位时间通过单位面积的热量是常数(热流密度不变)。 ,热传导系数是常数。 T1 —室内温度 T2 —室外温度 d —单层玻璃厚度 l —两层玻璃之间的空气厚度 Ta —内层玻璃的外侧温度 Tb —外层玻璃的内侧温度 k1 —玻璃的热传导系数 k2 —空气的热传导系数 Q1 —单位时间通过双层窗单位面积的热量 Q2 —单位时间通过单层窗单位面积的热量 ,可以使用单位时间通过单位面积的热量 Q 来描述热量损失的速度。按照图 2所示,相同材料的玻璃以不同的方式摆放,其室内外温度分别为 T1 和 T2 。图 2. 单层玻璃情况(右);双层玻璃情况(左) 在假设条件下,热传导过程应遵循下面的物理规律: 厚度为 d的均匀介质,两侧温差为ΔT,则单位时间由温度高一侧向温度低一侧通过单位面积的热量 Q与ΔT成正比,与 d成反比即: d TkQ ?? a. 那么,双层玻璃的热量流失 d T Tb kl Tb Ta kd Ta TkQ 21 2 111?????? (2) 从(1) 中消去 Ta , Tb 可得 d lhk khSSd TTkQ?????,,)2( )( 2 12111 (3) (1) 2d 的单层玻璃窗户,可以写出热量流失为: d TTkQ2 2112?? (4) c. 单层玻璃窗和双层玻璃窗热量流失对比比较(3) 和(4) 有: 公式(5) 即为对单,双层玻璃热量流失差异建立的数学模型。 2 2 2 1??SQ Q (5) 由于总是大于零,故 Q1<Q2. 即双层玻璃损失的热量较少。为了获取更具体的结果,需要 k1 , k2 的数据,从有关资料可知, 不流通,干燥空气的热传导系数 k2= * 10 -4(焦耳/), 常用玻璃的热传导系数为 k1=4 * 10 -3—8* 10 -3(焦耳/),于是 2 1k khS?32 16 2 1—?k k在对比双层玻璃窗与单层玻璃窗的隔热性能时,我们以最保守进行估计,取,由(3) 和(5) 可以得: 16 2 1?k k18 12 1??hQ Qd lh?(6) 编辑程序得到热量损失比与的关系图。 2 1Q Qd lh?根据图可以看出随着 h的增加, Q2/Q1 的值迅速下降,而当 h超过了一定值后(例如 h>5 )后, h的值下降速度趋于缓慢, 可见 h 不能选得过大。通常建筑规范要求 h≈5,从而 Q2/Q1 ≈% 。即双层玻璃窗比同样多材料的单层玻璃窗相比节约热量 98% 左右。