CN110130791A - 一种高反射玻璃窗 - Google Patents

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周科
柯秀芳
马骁震
何淋
钟肇达
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Abstract

本申请公开了一种高反射玻璃窗，包括具有空腔的玻璃窗本体，所述空腔内填充有混合而成的相变物质和红外反射物质。上述高反射玻璃窗由于在其空腔内填充有混合而成的相变物质和红外反射物质，这种红外反射物质能够增强相变物质对太阳辐射光中的红外光和远红外光的反射，降低对红外光和远红外光的吸收而转换成的热量，因此能够解决相变材料变为液相时引起的过热问题，达到降低能耗的目的。

Description

一种高反射玻璃窗
技术领域
本发明属于建筑器材技术领域，特别是涉及一种高反射玻璃窗。
背景技术
21世纪最大的挑战之一就是寻找稳定的可再生能源，以减少温室气体排放，并且减缓全球变暖。随着能源消耗的逐年增加，世界能源总量不断减少，能源问题日益显现，能源的大量使用对环境的破坏作用，使人们越发重视节能减排目标的完成。其中，建筑能耗占到社会总能耗的比例较高，而对于夏热冬冷地区而言，围护结构耗能量约占到建筑物总耗能量的60％至80％，而窗户耗能量约占到围护结构耗能量的50％至70％，因此，窗户热工性能的改善对建筑节能具有重要意义。在建筑围护中，作为承担采光和美化功能的窗户、幕墙等玻璃围护属于轻质结构，更容易获得过多太阳的热或形成过多散热，隔热或保温效果差，造成建筑冷热负荷能耗增加(为墙体的数倍)，室内环境温度波动大，热舒适性降。为了解决玻璃围护结构存在的问题，目前己有一些技术，包括吸热玻璃、镀膜或贴膜玻璃，以及中空的、真空的或填充气凝胶的双层或多层玻璃。随着相变材料在建筑领域的广泛应用，利用相变材料作为建筑中玻璃围护结构的蓄热载体，以提高这类轻质结构的夏季隔热或冬季保温性正成为一个重要的研究和发展方向，其夏季隔热的机理是：当相变材料填充在玻璃之间时，处在固体状态的相变材料能够使太阳能辐射中的可见光部分透过，仍可实现玻璃的采光功能，而红外和远红外部分则被相变材料吸收转变为热量储存起来而不进入室内，从而降低通过玻璃围护结构的太阳的热，减少建筑的空调能耗。研究发现在相变材料没有完成相变之前，对于降低建筑的得热是有益的，但当相变材料完全熔化后，相变材料玻璃温度要比常规中空玻璃温度高很多，原因是液态的相变材料能够吸收更多的太阳辐射，容易形成过热，这对于减少太阳辐射得热是不利的。相变材料完全为液相，比起没有相变材料的系统，建筑的得热是增加的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种高反射玻璃窗，能够降低玻璃窗对红外光的吸收而转换成的热量，解决相变材料变为液相时引起的过热问题，达到降低能耗的目的。
本发明提供的一种高反射玻璃窗，包括具有空腔的玻璃窗本体，所述空腔内填充有混合而成的相变物质和红外反射物质。
优选的，在上述高反射玻璃窗中，所述相变物质为聚乙二醇或十酸。
优选的，在上述高反射玻璃窗中，所述红外反射物质为二氧化钛或钛镍黄。
优选的，在上述高反射玻璃窗中，所述空腔的四周利用硅胶进行粘合。
优选的，在上述高反射玻璃窗中，所述红外反射物质所占的比重范围为15％至30％。
优选的，在上述高反射玻璃窗中，所述玻璃窗本体的一侧还设置有另一层玻璃，二者之间具有密闭空间。
优选的，在上述高反射玻璃窗中，所述密闭空间内填充有空气或者为真空状态。
优选的，在上述高反射玻璃窗中，所述密闭空间的四周利用硅胶进行密封。
通过上述描述可知，本发明提供的上述高反射玻璃窗，由于在玻璃窗本体的空腔内填充有混合而成的相变物质和红外反射物质，这种红外反射物质能够增强相变物质对太阳辐射光中的红外光和远红外光的反射，降低对红外光和远红外光的吸收而转换成的热量，因此能够解决相变材料变为液相时引起的过热问题，达到降低能耗的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种高反射玻璃窗的示意图；
图2为本申请提供的另一个高反射玻璃窗的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是提供一种高反射玻璃窗，能够降低玻璃窗对红外光的吸收而转换成的热量，解决相变材料变为液相时引起的过热问题，达到降低能耗的目的。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供的一种高反射玻璃窗的实施例如图1所示，图1为本申请提供的一种高反射玻璃窗的示意图，该高反射玻璃窗包括具有空腔1的玻璃窗本体2，空腔1内填充有混合而成的相变物质和红外反射物质。
需要说明的是，将红外反射物质混到相变物质中之后，就能够增强对太阳光中的红外光和远红外光的反射，避免这部分光线停留在相变物质中产生热量，从而能够减缓相变物质的温度升高的速率，因此，就解决了炎热夏日季节的玻璃的过热问题，这里采用的相变物质可以是现在常用的一些物质，其中可优选为聚乙二醇或十酸，其中，聚乙二醇是一种水溶性高分子化合物，由于聚合度的不同，形成了一系列平均相对分子质量从200至2000不等的聚合物，物理形态从白色粘稠液随着分子量增大到坚硬的蜡状固体，随着聚合度的增加，相变温度依次增大，且不同分子量的聚乙二醇的相变温度在45℃至70℃之间，聚乙二醇的相变焓较高，热滞后效应低，分子量可调节，且不同分子量的聚乙二醇按一定比例混合后，可以对热性能参数进行调节，使晶区熔融温度与结晶温度产生移动，处在所需的相变温度范围内，所以可以选择不同聚合度的聚乙二醇作为不同应用条件下的储能材料，其中十酸的分子式为CH3(CH2)8COOH，也能用在玻璃中进行相变储能，此处并不赘述，当然还可以采用其他具有类似功能的物质，此处并不限制，而且这里采用的红外反射物质可以优选为二氧化钛或钛镍黄，其中的二氧化钛粒子对可见光全部波长都有同等程度的强烈反射，所以在可见光的照射下呈现白色，光的折射取决于二氧化钛的折射率，金红石型钛白的折射率最大，可以起到很好的折射效果，而且，钛镍黄的分子式为Ti-Sb-Ni-O，各种天然曝晒和人工加速耐候试验都显示出钛镍黄的耐候性和耐久性都比金红石型钛白粉要好，而且红外反射效果优异，这两种物质对红外光和远红外光具有更高的反射率，因此将这些物质添加到相变物质中以后能够避免将这些种类的光转换为热量。
通过上述描述可知，本申请提供的上述高反射玻璃窗的实施例中，由于在玻璃窗本体的空腔内填充有混合而成的相变物质和红外反射物质，这种红外反射物质能够增强相变物质对太阳辐射光中的红外光和远红外光的反射，降低对红外光和远红外光的吸收而转换成的热量，因此能够解决相变材料变为液相时引起的过热问题，达到降低能耗的目的。
在一个具体的实施例中，上述空腔1的四周是利用硅胶进行粘合的，利用硅胶能够将空腔1的四周牢固的粘合成无缝隙的一个整体，不会漏出空腔1内部的相变物质和红外反射物质，而且这种硅胶的耐高温性能较好，即使该高反射玻璃窗的温度上升到一个较大数值，也不会发生融化或变形，从而保证玻璃窗在使用过程中的安全性，当然还可以采用其他物质，此并不限制。
在一个优选实施例中，红外反射物质所占的比重范围为15％至30％，具体而言，可以采用相变温度在30℃左右的相变物质，在其中混合15％至30％的红外反射物质，填充好之后密封制成高反射玻璃窗，这种优选的比重范围既能保证玻璃窗不会过热，也能有效保证室内环境的凉爽。
在另一个实施例中，如图2所示，图2为本申请提供的另一个高反射玻璃窗的示意图，该玻璃窗本体2的一侧还设置有另一层玻璃3，二者之间具有密闭空间4，需要说明的是，这里所说的另一层玻璃3位于室内，而玻璃窗本体2是与室外相接触的，空气或真空的导热系数更低，热阻更高，因此这种结构进一步增加室内外的隔离，进一步降低传热，更好的保证室内环境的舒适，当然这种添加了另一层玻璃3的方案是一个优选实施例，如果不设置这种另一层玻璃3也不会影响方案的实现。还需要说明的是，该密闭空间4内可以填充空气，或者保持为真空状态，这两种方式都能够起到减缓热量传递速率的作用，如果是真空的话，这种效果会更好，而且，该密闭空间4的四周也可以利用硅胶进行密封，这样硅胶密封起来更加牢固，而且不会因高温而失效，当然还可以根据实际需要选用其他的密封胶，此处并不限制。
实验表明，上述玻璃窗在相变物质添加了红外反射物质之后，液相温度比没有红外反射物质的玻璃窗的温度低5％至7％，可见，这就有效提高了相变物质的热惰性，更适合用于建筑的围护结构，解决了夏热冬冷地区玻璃窗夏季太阳辐射得热量大和冬季散热损失严重的问题，当然这种玻璃窗除了应用在窗户上之外，也可以在某些情况下应用到门上开出的窗上，当然还可以扩展至任意隔开室内与室外的建筑物的某个部位开设的空间内，当在冬天的时候，白天吸收的热量存储起来，晚上可以释放出来供室内取暖，从而更有效的节约能源的消耗。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种高反射玻璃窗，其特征在于，包括具有空腔的玻璃窗本体，所述空腔内填充有混合而成的相变物质和红外反射物质。
2.根据权利要求1所述的高反射玻璃窗，其特征在于，所述相变物质为聚乙二醇或十酸。
3.根据权利要求1所述的高反射玻璃窗，其特征在于，所述红外反射物质为二氧化钛或钛镍黄。
4.根据权利要求1所述的高反射玻璃窗，其特征在于，所述空腔的四周利用硅胶进行粘合。
5.根据权利要求1所述的高反射玻璃窗，其特征在于，所述红外反射物质所占的比重范围为15％至30％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高反射玻璃窗，其特征在于，所述玻璃窗本体的一侧还设置有另一层玻璃，二者之间具有密闭空间。
7.根据权利要求6所述的高反射玻璃窗，其特征在于，所述密闭空间内填充有空气或者为真空状态。
8.根据权利要求7所述的高反射玻璃窗，其特征在于，所述密闭空间的四周利用硅胶进行密封。
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