太阳能冷却加热薄膜玻璃在降能耗窗户中的研究与应用*

牟秀军 孙悦 孙晓玮 张丽霞

1. 秦皇岛市房屋维修管理处 河北 秦皇岛 066002；2. 辽宁省技术工程大学 辽宁 阜新 123000；3. 河北建材职业技术学院 河北 秦皇岛 066004

随着国家经济的持续快速发展，各种能源需求日益增大，能源供需矛盾日渐凸现，能源危机越来越突出。在这样的背景下，消耗能源对环境污染问题引起人们的高度重视。拥有碧水蓝天已成为整个社会关注的热点问题。如果环境濡染得不到及时妥善地解决，必将直接影响人民群众的根本利益，制约我国经济发展和转型升级。充分利用太阳能、风能等再生绿色清洁能源，不但能提升我国科技进步，更能破解我国能源不足现状，使经济转型升级、可持续发展得到有力保障。发展绿色节能建筑，提升建筑经济效益，对秦皇岛定位旅游、避暑、康养海滨城市有着特殊的战略经济意义[1]。

1 本地区现有建筑外窗调研与分析

窗户是对外热量交换的主要建筑结构构件，不仅与其他围护结构有温差传热问题，还有通过窗户缝隙的空气渗透进行热传递。现窗扇多采用塑钢推拉单层普通玻璃式，隔热性能差，密封不良，室内热量损失较重。尽管窗户面积占建筑外围护结构面积的比例较低，但在居住类以外建筑中，通过窗户散失的采暖和制冷能，往往占到整个建筑围护结构能耗的一多半以上。基于窗户对建筑节能突出重要性，建筑节能的关键是窗节能，作为对窗户能量损失起决定作用的窗玻璃随即发展成为建筑节能玻璃。目前，市场现有节能玻璃虽对建筑节能起到了一定作用，在一定程度上改善了室内热量损失问题，但随着人们生活水平质量的日益提高，对于节能玻璃的要求也越来越高[2]。

2 气溶胶玻璃的研究

气溶胶在农业、工业、国防等重点领域有着广泛的应用，它存在形式有气态和固态，本文通过物理方式对中空三层4mm玻璃密闭中间嵌入气态气溶胶，对注入的方式方法，不同注入计量玻璃吸收光谱、透光度及化学稳定性进行了实验研究和检测，得出中空玻璃注入不同量气溶胶与其他节能玻璃通过率远高于其他节能玻璃。

通过实验分析得出，玻璃间隙在4mm时，每平方米中空三层玻璃嵌入气溶胶比例为70%时，在满足《公共建筑节能设计标准》采光系数要求的同时，此时传热系数K值最佳，玻璃导热系数U值较好。

此节能玻璃很好地利用了气溶胶和中空玻璃各自的优点，将太阳光的热能进行储存，杜绝了热量通过玻璃进行传热，热系数远低于Low-E玻璃和贴膜玻璃等节能玻璃，起到很好的隔热保温能力。同时对窗框与墙体构筑物进行保温连接处里，杜绝因冷桥玻璃凝水造成采光降低影响，使保温效果进一步提高，同时降低了外界噪音[3]。

3 外窗玻璃节能改造的意义

近年来建成的住宅多为中高层、高层建筑，因楼间距小，致使冬季底层楼房遮光时间增加。室内外温差加大，致传热系数增大，热损失严重，增加了冬季采暖负荷。因此，对外窗进行节能改造势在必行，主要从玻璃、窗框、窗型和安装连接方式四个方面采取措施。本文主要从节能玻璃改造入手，通过对老旧小区和新建小区采用节能玻璃的推广，来论述改造的重要意义。

2020年，市住建局对海港区某小区进行窗户、地面改造。窗框更换为断桥铝材质，窗户由推拉式改为平开，玻璃采用太阳能冷却气溶胶三层玻璃，同时连接缝隙采用耐候胶密封材料进行封堵，窗框采用绝热材料与墙体构筑物固定，杜绝冷桥问题。改造案例：通过对某栋一单元东室6户改造前后室内温度登记，温度比改造前提升了2～4℃[4]。

4 结束语

本文通过玻璃、窗框、窗型、安装等四方面对建筑外窗进行节能改造，特别是对既有节能玻璃的转型升级改造为加热薄膜玻璃，不仅可以有效提高室内温度，还杜绝了冬季玻璃冷桥凝水影响采光，提高了居住舒适性和再生能源的利用率。同时也是充分利用清洁再生能源的典型实例，为保护自然环境做出积极贡献。