單層玻璃窗改為雙層隔空玻璃窗簡易方法及效果測(cè)試

　　摘要：全面推進(jìn)建筑節(jié)能，發(fā)展生態(tài)低碳經(jīng)濟(jì)，加大節(jié)能減排力度，是未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但由于歷史原因，我國原有的建筑設(shè)計(jì)和用材中缺乏這一概念，導(dǎo)致存在大量不節(jié)能不環(huán)保的缺陷，其中極不保溫隔熱的單層玻璃窗就是其中的典型缺憾。為此我們通過對(duì)居民及建材市場(chǎng)的大量調(diào)查，并且通過實(shí)驗(yàn)，找到了一種在不破壞和不更換原有窗戶玻璃的基礎(chǔ)上將單層改為雙層隔空玻璃窗的材料和方法，通過對(duì)效果進(jìn)行測(cè)度，發(fā)現(xiàn)保溫隔熱效果非常明顯，具有雙層中空玻璃的優(yōu)點(diǎn)，而且費(fèi)用很低，操作簡單，適合于普通家庭的推廣。
　　關(guān)鍵詞：不破壞　不更換　單層玻璃改為雙層隔空玻璃
　　
　　一、選題思路
　　
　　低碳概念如今已經(jīng)深入人心，融入生活。不管是冬天還是夏天，空調(diào)的使用頻率越來越高，但是因?yàn)椴Ａ?dǎo)熱和散熱性極強(qiáng)，使空調(diào)的使用效果大打折扣。看著我們家里單層玻璃窗，總感覺窗戶是個(gè)極大的浪費(fèi)：但是沒有窗戶又不行，通風(fēng)采光又完全依賴于它。可以改造嗎?使之既保留通風(fēng)采光的功能，又降低其導(dǎo)熱性。于是我開始了思考和尋找，希望能找到一種兩全其美的解決方法。
　　
　　二、工作過程
　　
　　1.調(diào)查
　　我首先對(duì)居民家里進(jìn)行了大量的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)家庭安裝的都是比較常見的普通塑鋼單層玻璃窗，但是也有部分新建小區(qū)安裝的是雙層中空玻璃窗。雙層中空玻璃不但可以保溫隔熱，還可以隔音，有效地降低外界噪音對(duì)室內(nèi)的影響。我發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)改造窗戶的好方法。于是我來到一些做塑鋼窗的廠家和門店了解，發(fā)現(xiàn)如果要安裝雙層中空玻璃，他們的方法都是先將原有玻璃拆除作廢，然后按照尺寸專門制作雙層中空玻璃，再安裝上去，并要更換玻璃壓條：有的甚至要將窗框拆除，重新制作整個(gè)窗戶。他們的方法不僅工藝復(fù)雜，而且材料浪費(fèi)很大，如原來的玻璃甚至窗框會(huì)浪費(fèi)，造價(jià)也很高。通過進(jìn)一步了解，很多家庭沒有進(jìn)行安裝或改裝的原因，主要就是因?yàn)閮r(jià)格和浪費(fèi)問題，總覺得老的窗戶還能用，拆掉可惜，何況還要花更多的錢來改裝。
　　為此我仔細(xì)研究了一下他們的雙層中空玻璃，發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上的雙層中空玻璃的原理是將兩層玻璃通過高強(qiáng)度氣密性復(fù)合粘結(jié)劑密封。中間充入干燥氣體，框內(nèi)充以干燥劑，以保證玻璃片間空氣的干燥度。由于玻璃的熱傳導(dǎo)率是空氣的27倍，所以中空玻璃很好地解決了玻璃散熱快的問題。同時(shí)由于雙層玻璃中的空氣被長期密封在腔內(nèi)，無法與外界空氣進(jìn)行對(duì)流，因此，中空玻璃兩邊的熱量也不會(huì)因?yàn)椴Ａчg氣體的對(duì)流而帶走熱量。但是正是由于中空玻璃的氣密性，所以其造價(jià)高、工藝復(fù)雜，并且由于密封膠老化及玻璃易碎等原因，中空玻璃也有易損壞及修復(fù)成本高等缺憾。
　　在了解了雙層中空玻璃的原理及缺憾之后，我就想，能否用一種簡單的方法將單層玻璃改造，使之具有一定的雙層中空玻璃的優(yōu)點(diǎn)，卻避免其造價(jià)高、工藝復(fù)雜、易損易耗的缺點(diǎn)呢?通過在建材市場(chǎng)的進(jìn)一步尋找和了解，我找到了一種在建筑工程中使用的幕墻雙面固定膠粘條，膠條的厚度有10mm。于是我想到了一種簡單易行的改單層玻璃為雙層隔空玻璃的方法。
　　
　　2.設(shè)計(jì)
　　我設(shè)計(jì)的這種將單層玻璃窗改為雙層隔空玻璃窗的工藝和原理都非常簡單而且成本低。原理是用幕墻雙面固定膠粘條將兩塊玻璃粘合在一起，因?yàn)槟粔﹄p面固定膠粘條厚度有10mm，因此在兩層玻璃之間也造成了一層空氣隔熱層。這樣也起到了隔熱保溫的效果，另外再用玻璃膠將玻璃四周與窗框密封和固定，也可以大大減少中空的空氣與外界空氣的對(duì)流。而且，不需要將原玻璃拆除，直接在原窗戶上加裝，具體過程如下。
　　第一步：測(cè)量原塑鋼窗內(nèi)邊長和寬，并根據(jù)內(nèi)邊長和寬裁好一塊普通玻璃(4mm)備用。
　　第二步：將原塑鋼窗扇拆下，將窗框及玻璃洗凈擦干。
　　第三步：將幕墻雙面固定膠粘條撕去一側(cè)保護(hù)層，沿著窗框四周粘在原玻璃窗留框較厚的一面。
　　第四步：撕去另一側(cè)保護(hù)層，將準(zhǔn)備好的玻璃平放在撕去保護(hù)層的幕墻雙面固定膠粘條上，四周與窗框內(nèi)邊對(duì)齊，并壓緊。
　　第五步：用玻璃膠將裝好的玻璃邊與窗框之間的縫隙密封，為安全起見再在窗框四周各加一個(gè)螺釘將玻璃固定，最后將改造好的窗戶安裝回原處。
　　
　　3.效果檢測(cè)與分析
　　為了檢測(cè)改裝后的窗戶保溫隔熱的效果，我制作了一個(gè)簡易的測(cè)試裝置，并進(jìn)行了測(cè)試。
　　(1)測(cè)試原理
　　用熱源隔著測(cè)試玻璃加熱，玻璃另一側(cè)用溫度計(jì)測(cè)量溫度變化，以單位時(shí)間內(nèi)(每分鐘)溫度計(jì)升高的度數(shù)作為保溫隔熱指標(biāo)，數(shù)值越小隔熱效果越好。
　　(2)測(cè)試裝置的制作
　　用夾芯板(17mm)做成一個(gè)內(nèi)徑為1000mm×1000mm的方形木櫥，櫥深333mm，并將該木櫥用木板內(nèi)分隔成9格(3層3列)，中間一格安裝熱源(用275W的大功率燈泡4個(gè))。在中間一格的四周鏤空(180mm×t80mm)，鑲上各種測(cè)試玻璃，玻璃的另一側(cè)為測(cè)溫區(qū)，用于測(cè)量溫度變化。本測(cè)試用了四種玻璃：單層玻璃(5mm)、雙層玻璃(5+10+5mm)、單層加膜玻璃(5mm)、雙層加膜玻璃(5+10+5mm)。在測(cè)試中用加膜玻璃的原因是為了避免熱源輻射導(dǎo)熱對(duì)結(jié)果的影響，因?yàn)椴还苁菃螌舆€是雙層玻璃，對(duì)于輻射導(dǎo)熱的阻隔作用都不是太大，解決輻射導(dǎo)熱的問題主要還是依靠隔熱膜。
　　(3)測(cè)試結(jié)果
　　經(jīng)過測(cè)試，在用275W的大功率燈泡照射下，經(jīng)過不同玻璃的隔熱，測(cè)溫區(qū)5分鐘內(nèi)溫度變化情況如表一，平均每分鐘溫度變化情況為表二。
　　(4)結(jié)果分析
　　從兩表中所得數(shù)據(jù)可以看出，單層玻璃的隔熱效果非常差，平均每分鐘升高9.5℃：雙層隔空玻璃的隔熱效果比單層玻璃好一些，平均每分鐘僅升高5.72℃：但是加膜玻璃隔熱效果更好。原因是本次測(cè)試熱源是大功率燈泡，以輻射導(dǎo)熱為主，因此比較加膜的單層玻璃和雙層隔空玻璃隔熱效果，在以傳導(dǎo)和對(duì)流為主要方式的情況下，雙層玻璃比單層玻璃的效果更明顯。因此，建議在改裝為雙層隔空玻璃后，再加上一層隔熱膜，保溫隔熱的效果會(huì)更好。但是隔熱膜的缺點(diǎn)是采光性很差，因此要因地制宜，選擇使用。
　　另外通過人體辨聽測(cè)試，發(fā)現(xiàn)用雙層隔空玻璃改裝后的房間隔音效果也非常好，比使用單層玻璃窗降噪能力強(qiáng)，因此建議在普通居民家庭中進(jìn)行改裝。
　　而且，上述改裝方法工藝簡單，材料成本低，無需拆除原有玻璃窗，即使玻璃破碎，也可以只換掉碎玻璃而保留好玻璃，大大降低了成本，在當(dāng)前居民家庭中具有非常好的推廣前景。
　　
　　
　　三、感想
　　
　　通過這次對(duì)玻璃窗的改造，我感覺到，在生活中其實(shí)有很多值得我們改進(jìn)和思考的地方，只要我們不墨守成規(guī)，善于思考和創(chuàng)新，我們完全可以用我們的雙手和大腦來使我們的生活變得更好。任何一個(gè)偉大的發(fā)明，其實(shí)都來源于一個(gè)個(gè)小小的思考和創(chuàng)新，關(guān)鍵是我們要有創(chuàng)新意識(shí)，并且勤于動(dòng)手和動(dòng)