气凝胶玻璃的气候适用性分析

建立了气凝胶玻璃的光学模型与动态传热模型并进行了实验验证.根据已有理论方法建立了其他5种对比玻璃的模型,分别是:双层中空玻璃模型、三层中空玻璃模型、高透型Low-E中空玻璃模型、双银型Low-E中空玻璃模型和遮阳型Low-E中空玻璃模型.提出利用太阳能效用量指标来评价玻璃的全年适用性,并借助累计逐时得热量指标来评价玻璃在供暖期或空调期的适用性.结果表明:气凝胶玻璃在严寒地区(哈尔滨)、寒冷地区(北京)、夏热冬冷地区(长沙)、温和地区(昆明)均具有一定的节能潜力,气凝胶玻璃的太阳能效用量分别高出双层中空玻璃266.3、158.6、114.3、40.5kWh/m^2(水平面),气凝胶玻璃的气候适用性序列为哈尔滨>北京>长沙>昆明.

实际气候条件下气凝胶玻璃光热特性实验研究

在实际气候条件下搭建气凝胶玻璃-中空玻璃对比实验平台,对比测试两者在相同气候条件下辐射、照度、温度等参数,分析气凝胶玻璃在实际气候条件下的采光效果和节能潜力.辐射分析表明,太阳辐射透过气凝胶玻璃进入室内后几乎全为散射辐射,且相比中空玻璃全天减少约45%的太阳辐射得热.照度分析表明,天气越晴朗,气凝胶玻璃的采光效果越好.温度分析表明,相比于中空玻璃,由于气凝胶对太阳辐射的吸收作用,气凝胶玻璃系统各层壁面温度较高,且室外太阳辐射越强,各层壁面温度越高.能耗分析表明,夏季晴天透过气凝胶玻璃的总得热量比中空玻璃减少37%.

气凝胶玻璃系统动态传热模型及能耗性能研究

研究纳米气凝胶玻璃对太阳辐射的透过、吸收特性,考虑室外太阳入射角变化和气凝胶材料吸收太阳辐射引起温度变化的影响,建立动态状态空间传热模型和太阳辐射传递模型,并实验验证模型的准确性。模拟分析该气凝胶玻璃在长沙地区的节能潜力,结果表明与中空玻璃对比,通过气凝胶玻璃的传热得热增加,太阳辐射得热减少,夏季气凝胶玻璃引起的总得热量比中空玻璃减少约20%,冬季通过中空玻璃的室内得热量比气凝胶玻璃低61%。

气凝胶玻璃的K-SC模型与动态传热模型对比分析

建立了气凝胶玻璃的光学模型及动态传热模型,将该模型计算值与传统的K-SC模型计算值,以及实测值进行对比分析。结果表明:动态传热模型的太阳辐射得热量和各层玻璃温度的模拟值均与实测值吻合度较高,实验验证了该模型的准确性。而K-SC模型的太阳辐射得热量模拟值与实测值之间白天的平均相对误差为34.9%,高估了通过气凝胶玻璃的太阳辐射得热,而且K-SC模型无法计算得到各层玻璃的温度,这既对K-SC模型模拟值与实测值的对比有影响,也不利于分析气凝胶玻璃的传热特性。此外,应用两种模型对气凝胶玻璃在各气候区典型城市各朝向上的累计室内得热量进行了模拟分析,结果表明:K-SC模型的计算值偏大,这会导致在用K-SC模型来评价气凝胶玻璃的节能潜力时:供暖期预估的采暖能耗偏低,高估了气凝胶玻璃的节能潜力;空调期预估的空调能耗偏高,低估了气凝胶玻璃的节能潜力,这将不利于气凝胶玻璃的推广和应用。