Теплопередача и оконные заполнители
Влияние газовой среды межстекольного пространства на сопротивление теплопередаче окна
Одним из путей влияния на теплообмен в межстекольном пространстве является заполнение его различными газами, которые имеют иные теплофизические свойства, чем воздух, тем самым воздействуя на конвективную составляющую теплообмена в прослойке. Для уменьшения конвекции в настоящее время используют метод замены воздуха на инертные газы аргон, криптон, ксенон [23, 33]. Замена воздуха аргоном позволяет увеличить термическое сопротивление прослойки до 10% по сравнению с воздушным заполнением.
В том случае, когда промежуточное пространство стеклопакета заполняется более плотным, по сравнению с воздухом газом, потери тепла, происходящие за счет конвекции в межстекольном пространстве, снижаются. Теплопроводность, плотность, динамическая вязкость и теплоемкость газов оказывают влияние на термическое сопротивление газовой прослойки. Конвективные процессы в прослойке меняются в зависимости от собственной температуры газов и ширины промежуточного пространства.
Аргон наиболее распространенный и часто используемый газ для заполнения межстекольного пространства стеклопакетов. Криптон - это реже встречающийся и более дорогой по сравнению с аргоном инертный газ. Использование криптона улучшает теплоизолирующую способность стеклопакета в большей степени, чем аргон, а применение ксенона еще в большей степени повышает теплоизолирующую способность стеклопакета даже по сравнению с криптоном. Для заполнения промежуточного пространства стеклопакетов можно использовать также газовые смеси.
Изменение сопротивления теплопередаче для различных газов [69, 89] в зависимости от толщины газового промежутка представлено на рис. 1.5. Видно, что наиболее эффективным из представленных газов является криптон. Также на графике видна особенность, заключающаяся в смещении максимума термического сопротивления стеклопакета в область меньшей толщины прослойки для более плотных газов. Так, например, для воздуха этот максимум соответствует 12 мм, а для криптона - 8 мм.
Следует отметить, что применение теплоотражающего покрытия эффективно одновременно с применением заполнения межстекольного пространства инертными газами. Так, например, применение только лишь одного аргона в однокамерном стеклопакете ведет к повышению сопротивления газового промежутка до 10% по сравнению с воздушным промежутком. В тоже время применение аргонового заполнения одновременно с теплоотражающим покрытием ведет уже к повышению сопротивления газового промежутка до 30% (таблица 1.5).
|
Таблица 1.5 Влияние газа заполняющего промежуточное пространство на термическое сопротивление R однокамерного стеклопакета [89]
|
|
Примечание. Одно из стекол обычное, а другое - селективное с излучательной способностью 0,20. Средняя температура промежуточного пространства равна 283 К (10 °С), а разница температур между внутренним и наружным пространством составляет 20 К. |
|
I, мм Рис. 1.5. Изменение термического сопротивления стеклопакетов для различных газов, заполняющих межстекольное пространство стеклопакета в зависимости от толщины газовой прослойки |
|
|
|
|
Рис. 1.6. Изменение коэффициента теплотехнической однородности г простенка кирпичной стены в зависимости от толщины оконной коробки ОС (сплошная линия) или ОР (пунктирная линия) и места расположения окна в плоскости стены (I - ширина простенка)
1 - толщина оконной коробки 138 мм;
2 - толщина оконной коробки 88 мм;
3 - толщина оконной коробки 68 мм.
