双层玻璃水介质下的热传递性能实验研究

龙姝豪 周亚素

东华大学环境科学与工程学院

0 引言

外窗作为围护结构中保温隔热最薄弱的部分[1]，其能耗约占围护结构总能耗的50%[2]。对于日照持续时间较长的夏热地区建筑，需要外窗对太阳辐射热有持续阻隔效应。为此，有学者针对相变玻璃[3-4]、气凝胶玻璃[5-7]做了相应研究，但这两者都存在成本高、制备复杂，且需牺牲外窗采光性能，增加照明能耗的问题。

太阳辐射能量中近红外辐射NIR（0.7～2.5 μm）接近50%[8]，从图1[9]水的透射光谱特性可知它能透过绝大部分可见光，且对近红外辐射的透射率比较小。利用水膜隔热机理计算，10 mm 水膜的平均消光系数约为30 mm-1[10]。针对水介质双层玻璃已有相关研究[11-12]，但主要集中在理论计算，没有实验支撑。

图1 水的透射光谱特性

本文通过搭建实验平台，研究实际气候下，双层玻璃在水介质下相对于传统双层中空玻璃的玻璃系统的热传递性能，及对于太阳辐射热的阻隔效应，从而对其相对于传统中空玻璃的节能效果进行比较。

1 双层玻璃传热分析及实验介绍

1.1 双层玻璃系统传热分析

如图1 所示，太阳光照射到窗玻璃表面后，一部分被反射掉不会成为房间的得热。一部分直接透过玻璃进入室内，全部成为房间得热量。还有一部分被玻璃吸收，这其中一部分将以长波辐射和对流方式传入室内，另一部分则以长波辐射和对流方式散至室外。被玻璃吸收后传入室内的这部分太阳辐射量，可以作为透过玻璃的太阳辐射的一部分，计入房间的辐射得热中。……