门窗隔热概念

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1、门窗相关传热机理与完善的门窗隔热系统李广伟泰诺风保泰（苏州）隔热材料有限公司北京市100004摘要本文主要介绍了一个完善的门窗隔热系统的概念，分析了门窗各组成部分的隔热原理和相关数据，并提供了部分实物照片和图片。认为将门窗的设计和加工水平对于打造完善门窗隔热系统意义重大。关键词热能传递形式太阳辐射门窗热工性能参数整窗隔热系统暖边1．引言作为世界上的能源消耗大国，为实现国家能源节约和环境保护战略，实施建筑节能势在必行。门窗作为建筑外围结构中的薄弱环节，分析其传热机理并有的放矢地进行改进就显得非常必要和非常重要了。2．门窗相关传热机理热能的传递有三种基本形式：热传导，对流和辐射。2.1物体各

2、部分之间不发生相对位移，依靠分子，原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为热传导。从微观角度来看，气体，液体，导电固体和非导电固体的导热机理是有所不同的。气体导热是气体分子不规则热运动是相互碰撞的结果，温度越高，气体分子的运动动能越大。导电固体（金属）内部的自由电子可以在晶格之间像气体分子那样运动，是导电固体导热的主要原因。在非导电固体中，导热是通过晶格结构的振动，即分子，原子在其平衡位置附近的振动来实现的，晶格结构振动的传递常称为弹性波（详见奚同庚《无机材料热物性学》上海科学出版社）。至于液体的导热原理存在不同观点。一种认为其原理类似于气体，只是情况更加复杂，因为液体分子间

3、距较近。另一种观点认为液体的导热机理类似于非导电固体，主要靠弹性波的作用。通过对实践经验的提炼，1822年傅立叶首先提出了导热过程的基本方程，后称为傅立叶定律，表达方式如下：φdtq==−λ(1)Adxφ为单位时间内通过某一给定面积的热量，单位为W2q为单位时间内通过单位面积的热流量，也称为热流密度,单位为W/m入为导热系数，其单位是W/mK，是X方向上的热通量dt/dx为X方向上的温度梯度，单位为K/m傅立叶定律又称为导热基本定律，导热系数是表征材料导热性能优劣的一种物性参数。不同材料的导热系数是不同的，即使是同一种材料，导热系数还与温度等因素有关。对流2.2对流是指由于流体的宏观运动

4、，从而流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。就引起流动的原因而言，对流换热可以区分为自然对流和强制对流。自然对流是由于流体冷热各部分的密度不同而引起的，如暖气片附近的空气受热向上流动就是一个例子。强制对流是由于水泵，风机或其他压差作用所造成的。对流换热的热流量方程由牛顿在1701年首先提出：q/A=hΔT(2)q为对流换热量，WA为垂直热流方向的面积，㎡2H为对流换热系数，w/mKΔT为流体和固体表面之间的温差，K对流换热系数的大小与换热过程中的许多因素有关，它不仅取决于流体的物性以及换热表面的形状大小与布置，还与流速有关。2.3辐射是物体通过电磁波传递能量的

5、一种方式。由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射，热辐射的电磁波是物体内部微观粒子的热运动状态改变时激发出来的，只要物体的温度高于“绝对零度”，物体总是不断地把热能变为辐射能并向外发出。同时，物体以不断地吸收周围物体投射到它上面的热辐射，并把吸收的辐射能重新转变成热能。辐射换热就是指物体之间相互辐射和吸收的总效果。当物体与环境处于热平衡（动态平衡）时，其表面上的热辐射仍在不停地进行，但其辐射换热量等于零。导热，对流两种能量传递方式只有在物质存在的条件下才能实现，而热辐射可以在真空中传递，而且实际上在真空中辐射能的传递最有效，这是热辐射区别于对流。导热换热的基本特点。另一个特点是辐射换热

6、不仅产生能量的转移，而且还伴随着能量形式的转换，即发射是从热能转换为辐射能，而被吸收时又从辐射能转换为热能。电磁波的波长包括从0到无穷大的范围。但在工业上所遇到的温度范围内，即2000K以下的，有实际意义的热辐射波长位于0.38-100μm之间，且绝大部分能量位于红外线区的0.76-20μm之间，红外线又有近红外和远红外之分，大体上以25μm为界限（国际照明委员会所定的界限），而在可见光波段热辐射能量所占的比例比较小。如果将温度范围扩大到太阳辐射。情况有所改变，太阳是表面温度约为5800K的热源，太阳辐射的主要能量集中在0.2-2μm的波长范围，其中可见光区段占有很大比重。太阳辐射光谱曲

7、线和热辐射光谱曲线当热辐射的能量投射到物体表面的时候，和可见光一样，也发生吸收，反射和透射现象，并且遵从：透过%+反射%+吸收%=100%(3)实验表明，物体的辐射能力与温度有关，同一温度下不同物体的辐射与吸收能力也不同。在探索热辐射规律的过程中，一种称之为绝对黑体的理想物体的概念具有重大意义。所谓黑体。是指能吸收投入到其表面上的所有热辐射能的物体。黑体的吸收和辐射能力是在同温度的物体中是最大的。黑体辐射的基本规律归结为三个定律——