[实用新型]一种气候适应性节能膜窗

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气候适应性节能膜窗，其适用于新建、扩建建筑，以及既有建筑的窗户节能改造。

背景技术

窗户在建筑上的功能是多方面的，除了具有采光、通风、日照、遮阳、挡风、挡雨和内外视觉联系及阻隔作用外，它还具有隔声、隔热、保温的功能。作为建筑物外围护结构的重要组成部分，窗是隔声、隔热、保温最差的部件。在我国寒冷地区，冬季采暖时通过窗户的传热和渗漏热损失一般占总热损失的40～50％，而在我国湿热地区，夏天空调时通过窗户传入的热量常占50～60％。因此，世界各国在建筑节能技术领域中，一直将窗户节能作为重点课题进行研究，相继研制开发了各种各样的节能窗。为了提高窗框的保温隔热能力，窗框材料由钢制、铝制发展到现在广为使用的塑料制品。为了提高窗玻璃的保温隔热能力，窗玻璃由普通的透明玻璃发展到了吸热玻璃、热反射玻璃和低辐射(Low-E)玻璃等，窗也从最初的单层玻璃窗发展到了今天广泛使用的双层或多层玻璃窗。吸热玻璃是在玻璃的制造过程中加入某种物质使其变色或使用某种机制使其变色，在吸收太阳辐射热同时，也减少进入室内的可见光。热反射玻璃是在玻璃表面镀膜，主要反射太阳光谱中的可见光部分，对采光不利，而且仍要吸收长波辐射热。Low-E玻璃反射太阳光谱中大部分红外热辐射，而只遮挡少量可见光，是目前在隔热和采光两方面都较好的玻璃，但是价格十分昂贵。普通双层玻璃窗是在两块普通玻璃之间保持一定的密闭空气间层，用空气导热系数小的原理提高窗保温隔热能力，同时增加窗户的隔声性能。中空玻璃窗是在两层玻璃之间充满干燥空气或惰性气体，在提高保温隔热的同时，解决窗中的结露问题。真空玻璃窗是将玻璃之间的空间抽成真空，彻底断绝窗中气体导热和对流的传热。从理论上讲，目前保温隔热能力最好的窗，应该是两块Low-E玻璃形成的真空双层玻璃窗，但这种窗户目前由于性价比太低而无法大面积推广。因此，当前使用的Low-E玻璃窗都是单层Low-E玻璃与普通玻璃形成的中空玻璃窗，如果在这种窗的中空部分充入惰性气体，其传热系数可降到0.8W/(m²·℃)左右，较普通单层玻璃窗的保温隔热能力提高7～8倍。

然而，上述各种窗户都存在或多或少的问题。首先，无论采用哪种玻璃，单层玻璃窗的隔声、隔热、保温能力都很差。其次，普通双层玻璃窗或中空玻璃窗，保温隔热效果虽然有较大提高，但仍然难以满足有些地区的保温隔热要求，且成本较高。Low-E中空玻璃窗户，虽然在保温隔热能力和采光方面都有很好的性能，但是价格极其昂贵，对于经济还不十分发达的国家或地区来讲，普遍使用很不现实。再次，就是当前广泛用的窗户，其保温隔热能力不能调节，难以做到与气候相适应。例如，用于夏季隔热的Low-E中空玻璃窗不利于冬季日照采暖，而用于冬季保温的中空玻璃窗不利于夏季室内散热。事实上，真正的节能窗户应该具有气候适应性，要求其保温隔热能力可根据气候的变化或人的热冷感做到适时可调：当气候寒冷时，窗户在白天能让大量太阳辐射进入，夜间又有良好的保温性能；而当气候炎热时，窗户在白天要有良好的隔热能力，而夜间又有利于室内散热。在这方面，2001年1月31日中国专利CN1281931A公开了一种环保节能窗，它由窗框、窗扇、窗帘组成；窗扇做成倒“V”形向外，可在窗轨上滑动折叠和定位；内侧两层卷帘涂贴热反射材料，组合成多个空气间层。这种窗的不足在于窗扇装置需装设轨道和滑轮，开关不方便，且位置随意性极易受到台风影响，造成损害；另外，两层卷帘形成的空气间层，密封性能不好，保温隔热能力大大减弱。2006年10月25日中国专利CN2830619Y公开了一种可调控温度的节能窗，它由内外两窗扇和中间百叶组成，通过开关内外窗扇、更换窗扇玻璃厚度、调节百叶，来适应气候的变化。2007月12月26日中国专利CN200996245Y公开了一种双层贴膜式节能窗，它也由内外两窗扇组成，与专利CN2830619Y不同之处，是在内层窗扇室内一侧的玻璃上贴有太阳辐射反射膜，其气候适应性是这样实现的：冬季白天有日照时，关闭外窗扇，打开内窗扇，让太阳光进入室内；冬季夜间或阴天关闭两扇窗户保温；夏季空调时，关闭两扇窗户，贴膜反射太阳辐射起到隔热作用。显然，两扇窗户增加了材料用量，在制作安装、使用维护等方面都存在不足，同时增加了成本；尤其是更换玻璃厚度来调节窗的保温隔热性能十分麻烦，且效果不佳。在窗户保温隔热改造方面，2007年12月19日，中国专利CN101089354A公开了一种将普通窗户改造成隔热节能窗户的方法：将软玻璃裁剪成窗户玻璃尺寸大小并在其四周粘上贴条后吸附在窗户玻璃上。显然，这种方法经济实用，简便价廉，是在窗户玻璃室内侧形成密闭的空气间层，提高了窗户的保温隔热能力。但窗户改造后，保温隔热能力不具气候适应性，其间层中有可能产生结露问题。