外窗的节能性研究与测试

发布时间：2017-09-22 14:26

  本文关键词：外窗的节能性研究与测试

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【摘要】：建筑外窗由于壁薄质轻,加之具有密封性相对较差的开关结构,使得通过外窗传递的热量不仅有与其他围护结构共有的温差传热,而且还有缝隙处的空气渗漏耗热,以及穿过玻璃系统的辐射换热,多途径的综合传热致使外窗成为建筑热损失的主要部位之一。提高外窗的保温隔热性能,可以改善室内热舒适度和空气质量,对降低能源消耗和提升住宅品质有双重意义。本文通过数值模拟分析了不同因素对外窗传热系数的影响,并以此为依据进行了实验测试和改进研究。数值模拟方面,Window模拟结果显示,仅依靠单片玻璃厚度的增加效果极为有限,通过在玻璃系统中合理地设置夹层数量和厚度来实现其保温性能大幅提升是经济合理的,而惰性气体的填充和玻璃镀膜仍可使其性能在此基础上得到有效改善。Therm对部分外窗截面稳态传热过程模拟发现,窗框隔热效果最好,玻璃系统稍次,而整窗热工缺陷位置出现在热侧密封区-玻璃间隔条-冷侧密封区这个热流通道上。在实验测试与改进研究方面,首先对外窗检测装置进行了精确标定,理论推导证实标定结果准确可靠。然后分别测试了几种不同类型外窗的传热系数,同时采集其稳态时红外热像图,并与数值模拟结果对比分析了外窗热工缺陷位置,最后进行了改进研究与测试。实验结果表明,塑钢双层窗保温效果最好,铝木复合窗稍次,而塑钢单层窗性能相对较差,它们的保温性能在改进后都得到一定程度地提升,改进措施有效降低了外窗传热、冷风渗透耗热、辐射换热和冷桥损失,为外窗节能的研究与改进提供了实验依据。
【关键词】：建筑外窗 数值模拟 实验研究 红外热像 传热系数
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU228;TU111.3
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 课题开展背景12-14
• 1.1.1 我国能源形势12
• 1.1.2 建筑业发展及能耗现状12-14
• 1.1.3 外窗节能重要性14
• 1.2 我国节能外窗的发展14-17
• 1.2.1 玻璃系统节能技术发展14-15
• 1.2.2 窗框部分节能技术发展15-16
• 1.2.3 密封技术的介绍16-17
• 1.3 国内外节能外窗研究现状17-20
• 1.3.1 国外节能外窗研究情况17-19
• 1.3.2 国内节能外窗研究现状19-20
• 1.4 课题研究的意义和方法20-22
• 1.4.1 研究目的和意义20-21
• 1.4.2 课题研究方法及内容21-22
• 第2章 外窗传热数值模拟与分析22-34
• 2.1 WINDOW模拟玻璃系统传热系数22-26
• 2.1.1 单层玻璃和双层中空玻璃模拟22-24
• 2.1.2 普通多层中空玻璃传热系数模拟24-25
• 2.1.3 填充气体对传热系数的影响25-26
• 2.1.4 玻璃镀膜对传热系数的影响26
• 2.2 THERM模拟部分外窗稳态传热过程26-33
• 2.2.1 Therm控制方程和边界条件27-28
• 2.2.2 模型建立及网格划分28-29
• 2.2.3 数值模拟结果分析29-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第3章 外窗保温性能检测与分析平台34-44
• 3.1 外窗检测实验装置34-37
• 3.1.1 实验装置原理34-35
• 3.1.2 实验装置组成35-36
• 3.1.3 主要性能参数36-37
• 3.2 红外热成像设备37-38
• 3.2.1 红外热成像物理机理37
• 3.2.2 主要性能参数37-38
• 3.3 检测装置实验标定38-42
• 3.3.1 热流系数标定理论依据38-39
• 3.3.2 检测装置标定过程39-41
• 3.3.3 标定结果及误差分析41-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第4章 外窗实验测试与改进研究44-70
• 4.1 外窗传热区域划分及实验设定44
• 4.2 塑钢外窗传热系数测定及改进研究44-54
• 4.2.1 塑钢双玻窗实验测试与红外热工缺陷分析44-48
• 4.2.2 玻璃系统改进—塑钢三玻窗48-50
• 4.2.3 密封区域改进—玻璃安装部分强化密封50-51
• 4.2.4 玻璃和密封改进—外侧加贴普通玻璃51-52
• 4.2.5 玻璃和密封改进—外侧加贴镀膜玻璃52-54
• 4.3 铝木复合外窗的测试与研究54-59
• 4.3.1 铝木复合窗实验测试及红外热工缺陷分析54-56
• 4.3.2 密封区域改进—强化密封56-57
• 4.3.3 辐射影响研究—银色薄膜和塑料薄膜57-59
• 4.4 塑钢双层窗研究与实验测试59-67
• 4.4.1 塑钢双层窗实验测试与红外热工缺陷分析59-62
• 4.4.2 密封效果改进—冷热侧贴塑料薄膜62-63
• 4.4.3 玻璃和密封改进—冷热侧加贴普通玻璃63-65
• 4.4.4 玻璃和密封改进—冷热侧加贴镀膜玻璃65-67
• 4.5 实验外窗节能性比较67-70
• 结论与展望70-72
• 参考文献72-75
• 攻读学位期间发表的学术论文75-76
• 致谢76-77

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