欢迎来到国际系统门窗网,联系我们:18123555989(微信)

登录 | 注册
首页   >   解决方案   >   微课堂   >   什么影响了隔热性能丨隔热型材可视面做宽or做窄?

什么影响了隔热性能丨隔热型材可视面做宽or做窄?

人生似旅程,不可能时刻都在目的地,车马劳顿中,没有风景时,就是补充“能量”的最好时机——泰叔。


上期(戳这回顾)讨论了b/B、型材可视面宽度对于型材隔热性能的影响,得出的结论是b/B越大(即型材可视面越宽),型材U值越低。有留言问,在隔热条腔体不填充的情况下,结果是不是也一样?本着严谨态度,泰叔实验室还是做了一遍数据实测,连结论一起附在了文末。


上周最后还留了个悬念,b/B对于整窗隔热性能的影响如何?相信不少读者都会认为两者变化趋势是一致的,事实真是如此吗?今天我们就来探讨探讨。


为了研究这个问题,我们选定以下窗型及模拟条件进行分析。


1628839443380784.png


计算边界条件设置为:

室内空气温度Tin=20℃

室外空气温度Tout=-20℃

室内对流换热系数hc,in=3.6 W/(m².K)

室外对流换热系数hc,out =16W/(m².K)

室内平均辐射温度Trm,in =Tin

室外平均辐射温度Trm,out =Tout

太阳辐射照度Is=0 W/m²


模拟计算主要使用了WINDOW 7.0、THERM 7.0软件。


窗型选定之后,仍以上期所选的四种可视面宽度模型为例进行模拟分析。


1628839475760252.png


我们这四种可视面宽度的b/B、框扇组合可视面宽度和整窗框窗比具有以下数据关系。


1628839509895818.png


根据上期分析得出,对于所有所选隔热条宽度模型(从配置24mm隔热条的60系列到配置44mm隔热条的80系列模型),b/B越大(即可视面宽度越大),Uf值越低。如果想了解型材可视面宽度与整窗U值之间的关系,我们还要先看一下整窗U值计算公式。

1628839540455400.png

观察公式,我们发现:窗型选定后,即表示整窗面积确定,即分母Af+Ag值固定不变,我们只看分子。分子中的第三项lg受型材可视面宽度变化影响,但影响较小,Ψg基本不受可视面宽度影响,因此我们暂且不考虑分子中的第三项。型材可视面宽度主要影响分子的前两项。b/B越大,即型材可视面宽度越大,则第一项中的Af越大,而Uf越小(上期模拟所得)。


而如果第一项中的Af越大,又有Af+Ag值固定不变,则分子中第二项Ag会越小。同时,Ug和Uf值的具体数值也会对Uw随b/B变化的趋势产生影响。因此,整窗Uw随b/B的变化趋势具有不确定性。


接下来我们分别以配置24mm隔热条的60系列模型和配置44mm隔热条的80系列模型为例,在不同可视面宽度模型中分别插入不同配置的玻璃,来找到Uw随b/B变化的趋势。


24mm隔热条,60系列


1628839599661195.png


图中最上面的蓝色线表示配置24mm隔热条的60系列框扇组合的Uf值随b/B的变化规律(已在上期展示),b/B越大,Uf越小。


而下面四条曲线分别体现的是所选型材模型在配置四种不同玻璃的情况下,整窗U值随框扇组合b/B变化的趋势。红色曲线配置5+12A+5+12A+5的三白玻,玻璃U值为1.766W/m2K,绿色曲线配置5+12A+5+12A+5LowE中空玻璃,玻璃U值为1.275 W/m2K,紫色曲线配置5+12Ar+5+12Ar+5双银LowE中空玻璃,玻璃U值为1.025,蓝色曲线配置5+12Ar+5双银lowE+12Ar+5双银LowE中空玻璃,玻璃U值为0.743。


观察曲线我们发现,对于整窗U值Uw随b/B的变化趋势,只有红色曲线,Uw随b/B的变大而变小(这与Uf随b/B变化的趋势一致),而绿色、紫色和蓝色曲线表明,Uw随b/B的增大而增大。


结论是,在所选模型范围内,当Ug值小于Uf值时,Ug与Uf值相差较小时,Uw随b/B的增大而减小,而当Ug值与Uf值相差较大时,Uw随b/B的增大而增大,Ug与Uf相差越大,Uw随b/B增大的幅度越大。


44mm隔热条,80系列


1628839621408010.png

图中中间的蓝色线表示配置44mm隔热条的80系列框扇组合的Uf值随b/B的变化规律(已在上期展示),b/B越大,Uf越小。而其他四条曲线分别体现的是所选型材模型在配置四种不同玻璃的情况下,整窗U值随框扇组合b/B变化的趋势。红色曲线配置5+15A+5+15A+5的三白玻,玻璃U值为1.711W/m2K,绿色曲线配置5+15A+5+15A+5LowE中空玻璃,玻璃U值为1.225 W/m2K,紫色曲线配置5+15Ar+5+15Ar+5双银LowE中空玻璃,玻璃U值为1.018,蓝色曲线配置5+15Ar+5双银lowE+15Ar+5双银LowE中空玻璃,玻璃U值为0.721。


观察曲线我们发现,对于整窗U值Uw随b/B的变化趋势,红色、绿色和紫色曲线,Uw随b/B的变大而变小(这与Uf随b/B变化的趋势一致),而蓝色曲线,Uw随b/B的增大而增大。


结论是,在所选模型范围内,当Ug大于Uf时,Uw随b/B增大而减小,当Ug值小于Uf值且Ug与Uf值相差较小时,Uw随b/B的增大而减小,而当Ug值小于Uf值且Ug值与Uf值相差较大时,Uw随b/B的增大而增大。


综合配置24mm隔热条的60系列模型和配置44mm隔热条的80系列模型的模拟结果,我们得出结论:在所选模型范围内,当Ug值大于Uf值时,Uw随b/B增大而减小,当Ug值小于Uf值且Ug与Uf值相差较小时,Uw随b/B的增大而减小,对于上述两种情况,Ug值越大,Uw随b/B的增大而减小的幅度越大,而当Ug值小于Uf值且Ug值与Uf值相差较大时,Uw随b/B的增大而增大,且Ug越小,Uw随b/B的增大的增大幅度越大。


上期的读者提问,如果隔热区不填充发泡,框扇组合Uf值与随b/B变化的规律是否与填充发泡的情况相同,请看以下隔热区不填充发泡的模拟数据。


1628839648397140.png


如果隔热区不填充发泡,对于所有所选系列产品模型,b/B越大(即可视面宽度越大), Uf值越高,型材隔热性能越差。对于60和65系列使用较小隔热条宽度的模型,Uf值受b/B变化的影响较小,而对于70、75和80系列使用较宽隔热条宽度的模型, Uf值受b/B变化的影响较大。可见,如果隔热区不填充发泡,Uf值随b/B变化的规律与隔热区填充发泡截然相反。原因是随着b/B增大,隔热区空腔增大,辐射面增大,会造成更多通过对流和辐射形式实现的能量流失。


这些变化趋势有时候是不是出人意料?在我们的日常设计工作中,再老手的技术也无法仅凭经验和推测来判断窗户性能。就如后台的留言回复中,我们也常常无法直接给出一个好或不好的结论。每一件产品的设计,后面都是无数次的计算和调试。门窗避风雨,后面是万千家庭,掺不得含糊。