水流窗是一种新型的透明围护结构技术,在建筑中应用具有很好的节能潜力。本文针对其保温性隔热能有待提升的问题,将真空玻璃应用于水流窗并提出了真空水流窗技术。真空水流窗的优势在于:首先,向窗体供入冷、热水可以实现室内热环境的调节和太阳能集热;其次,真空玻璃的使用改善了水流窗的保温隔热性,优化了热量利用。因此,本文基于实际气候条件,开展了夏季和冬季工况下的实验研究。完成了真空水流窗与真空玻璃的热性能对比实验,探究了真空水流窗的集热节能性;通过真空水流窗与双层水流窗、中空水流窗的对比实验,分析了真空水流窗的保温隔热性能。根据实验窗的内外表面温度、室内对流换热量、窗体内表面热通量以及水热交换量等参数的变化规律来进行热性能分析。结果表明,相比于真空玻璃,真空水流窗具有优良的集热节能性:在夏季应用中,真空水流窗的水得热效率高达24.8%-46.1%。太阳辐射越强,水流得热量越高。此外,采用真空水流窗可以大幅降低室内对流得热量,在高温、强太阳辐射的天气条件下,室内对流得热量的减少可以达到89.1%。在太阳辐照较弱的阴天,透过真空玻璃仍然存在向室内的散热,而真空水流窗中的低温水流则会通过内侧玻璃从室内吸热,从而有效带走室内热源的散热。此外,真空水流窗的使用还可以有效降低太阳辐射透射量;因此,其应用对于降低夏季室内冷负荷和空调能耗的贡献将更大。冬季应用中,真空玻璃对室内热环境的调节作用受太阳辐射影响大,在太阳辐射弱时,室内空间通过窗体向外散热。而真空水流窗可以利用低温热水向室内散热,有助于降低室内热负荷和供暖设备的能耗。因此,相比于真空玻璃,采用真空水流窗可以实现太阳能集热;同时,可以取得显著的建筑节能效果。研究发现,相比于双层水流窗和中空水流窗,真空水流窗在保温隔热性能方面具有一定的优势。夏季工况下,由于真空水流窗具有良好的隔热性能,其日累计室内对流得热量比双层水流窗与中空水流窗分别低18%-43%和6%-24%。在太阳辐射较强时,真空水流窗的隔热性能优势更为明显。冬季工况下,窗体空腔中的低温热水通过两侧玻璃向室内外空间散热。由于外侧真空玻璃的保温作用,真空水流窗中会有更多的热量向室内空间散放。真空水流窗和中空水流窗的内表面热通量差别较小,但要比双层水流窗高18%-27%。而由于外侧真空玻璃的保温作用,通过真空水流窗向室外的散热量远低于双层水流窗和中空水流窗。真空水流窗外表面温度比双层水流窗和中空水流窗低,最大温差分别可达15℃和5.3℃。使用真空水流窗可以有效降低向室外的热损失,其热利用率更高。在太阳辐照较弱时,真空水流窗的保温性能优势更为明显。研究还发现,在太阳辐射较弱的时候,供水流量和供水温度的增加都会使得水流窗的水流散热增大。当初始供水温度由21℃提高到27℃时,真空水流窗、中空水流窗以及双层水流窗的热利用率分别提高了70.9%,37.3%和19.3%。适度升高供水温度有助于加强窗对室内热环境的调节作用。