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摘要：全面推进建筑节能，发展生态低碳经济，加大节能减排力度，是未来经济社会发展的必然趋势。但由于历史原因，我国原有的建筑设计和用材中缺乏这一概念，导致存在大量不节能不环保的缺陷，其中极不保温隔热的单层玻璃窗就是其中的典型缺憾。为此我们通过对居民及建材市场的大量调查，并且通过实验，找到了一种在不破坏和不更换原有窗户玻璃的基础上将单层改为双层隔空玻璃窗的材料和方法，通过对效果进行测度，发现保温隔热效果非常明显，具有双层中空玻璃的优点，而且费用很低，操作简单，适合于普通家庭的推广。
关键词：不破坏 不更换 单层玻璃改为双层隔空玻璃
一、选题思路
低碳概念如今已经深入人心，融入生活。不管是冬天还是夏天，空调的使用频率越来越高，但是因为玻璃导热和散热性极强，使空调的使用效果大打折扣。看着我们家里单层玻璃窗，总感觉窗户是个极大的浪费：但是没有窗户又不行，通风采光又完全依赖于它。可以改造吗?使之既保留通风采光的功能，又降低其导热性。于是我开始了思考和寻找，希望能找到一种两全其美的解决方法。
二、工作过程
1.调查
我首先对居民家里进行了大量的调查，发现大多数家庭安装的都是比较常见的普通塑钢单层玻璃窗，但是也有部分新建小区安装的是双层中空玻璃窗。双层中空玻璃不但可以保温隔热，还可以隔音，有效地降低外界噪音对室内的影响。我发现这是一个改造窗户的好方法。于是我来到一些做塑钢窗的厂家和门店了解，发现如果要安装双层中空玻璃，他们的方法都是先将原有玻璃拆除作废，然后按照尺寸专门制作双层中空玻璃，再安装上去，并要更换玻璃压条：有的甚至要将窗框拆除，重新制作整个窗户。他们的方法不仅工艺复杂，而且材料浪费很大，如原来的玻璃甚至窗框会浪费，造价也很高。通过进一步了解，很多家庭没有进行安装或改装的原因，主要就是因为价格和浪费问题，总觉得老的窗户还能用，拆掉可惜，何况还要花更多的钱来改装。
为此我仔细研究了一下他们的双层中空玻璃，发现市场上的双层中空玻璃的原理是将两层玻璃通过高强度气密性复合粘结剂密封。中间充入干燥气体，框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。由于玻璃的热传导率是空气的27倍，所以中空玻璃很好地解决了玻璃散热快的问题。同时由于双层玻璃中的空气被长期密封在腔内，无法与外界空气进行对流，因此，中空玻璃两边的热量也不会因为玻璃间气体的对流而带走热量。但是正是由于中空玻璃的气密性，所以其造价高、工艺复杂，并且由于密封胶老化及玻璃易碎等原因，中空玻璃也有易损坏及修复成本高等缺憾。
在了解了双层中空玻璃的原理及缺憾之后，我就想，能否用一种简单的方法将单层玻璃改造，使之具有一定的双层中空玻璃的优点，却避免其造价高、工艺复杂、易损易耗的缺点呢?通过在建材市场的进一步寻找和了解，我找到了一种在建筑工程中使用的幕墙双面固定胶粘条，胶条的厚度有10mm。于是我想到了一种简单易行的改单层玻璃为双层隔空玻璃的方法。
2.设计
我设计的这种将单层玻璃窗改为双层隔空玻璃窗的工艺和原理都非常简单而且成本低。原理是用幕墙双面固定胶粘条将两块玻璃粘合在一起，因为幕墙双面固定胶粘条厚度有10mm，因此在两层玻璃之间也造成了一层空气隔热层。这样也起到了隔热保温的效果，另外再用玻璃胶将玻璃四周与窗框密封和固定，也可以大大减少中空的空气与外界空气的对流。而且，不需要将原玻璃拆除，直接在原窗户上加装，具体过程如下。
第一步：测量原塑钢窗内边长和宽，并根据内边长和宽裁好一块普通玻璃(4mm)备用。
第二步：将原塑钢窗扇拆下，将窗框及玻璃洗净擦干。
第三步：将幕墙双面固定胶粘条撕去一侧保护层，沿着窗框四周粘在原玻璃窗留框较厚的一面。
第四步：撕去另一侧保护层，将准备好的玻璃平放在撕去保护层的幕墙双面固定胶粘条上，四周与窗框内边对齐，并压紧。
第五步：用玻璃胶将装好的玻璃边与窗框之间的缝隙密封，为安全起见再在窗框四周各加一个螺钉将玻璃固定，最后将改造好的窗户安装回原处。
3.效果检测与分析
为了检测改装后的窗户保温隔热的效果，我制作了一个简易的测试装置，并进行了测试。
(1)测试原理
用热源隔着测试玻璃加热，玻璃另一侧用温度计测量温度变化，以单位时间内(每分钟)温度计升高的度数作为保温隔热指标，数值越小隔热效果越好。
(2)测试装置的制作
用夹芯板(17mm)做成一个内径为1000mm×1000mm的方形木橱，橱深333mm，并将该木橱用木板内分隔成9格(3层3列)，中间一格安装热源(用275W的大功率灯泡4个)。在中间一格的四周镂空(180mm×t80mm)，镶上各种测试玻璃，玻璃的另一侧为测温区，用于测量温度变化。本测试用了四种玻璃：单层玻璃(5mm)、双层玻璃(5 10 5mm)、单层加膜玻璃(5mm)、双层加膜玻璃(5 10 5mm)。在测试中用加膜玻璃的原因是为了避免热源辐射导热对结果的影响，因为不管是单层还是双层玻璃，对于辐射导热的阻隔作用都不是太大，解决辐射导热的问题主要还是依靠隔热膜。
(3)测试结果
经过测试，在用275W的大功率灯泡照射下，经过不同玻璃的隔热，测温区5分钟内温度变化情况如表一，平均每分钟温度变化情况为表二。
(4)结果分析
从两表中所得数据可以看出，单层玻璃的隔热效果非常差，平均每分钟升高9.5℃：双层隔空玻璃的隔热效果比单层玻璃好一些，平均每分钟仅升高5.72℃：但是加膜玻璃隔热效果更好。原因是本次测试热源是大功率灯泡，以辐射导热为主，因此比较加膜的单层玻璃和双层隔空玻璃隔热效果，在以传导和对流为主要方式的情况下，双层玻璃比单层玻璃的效果更明显。因此，建议在改装为双层隔空玻璃后，再加上一层隔热膜，保温隔热的效果会更好。但是隔热膜的缺点是采光性很差，因此要因地制宜，选择使用。
另外通过人体辨听测试，发现用双层隔空玻璃改装后的房间隔音效果也非常好，比使用单层玻璃窗降噪能力强，因此建议在普通居民家庭中进行改装。
而且，上述改装方法工艺简单，材料成本低，无需拆除原有玻璃窗，即使玻璃破碎，也可以只换掉碎玻璃而保留好玻璃，大大降低了成本，在当前居民家庭中具有非常好的推广前景。
三、感想
通过这次对玻璃窗的改造，我感觉到，在生活中其实有很多值得我们改进和思考的地方，只要我们不墨守成规，善于思考和创新，我们完全可以用我们的双手和大脑来使我们的生活变得更好。任何一个伟大的发明，其实都来源于一个个小小的思考和创新，关键是我们要有创新意识，并且勤于动手和动脑。
关键词：不破坏 不更换 单层玻璃改为双层隔空玻璃
一、选题思路
低碳概念如今已经深入人心，融入生活。不管是冬天还是夏天，空调的使用频率越来越高，但是因为玻璃导热和散热性极强，使空调的使用效果大打折扣。看着我们家里单层玻璃窗，总感觉窗户是个极大的浪费：但是没有窗户又不行，通风采光又完全依赖于它。可以改造吗?使之既保留通风采光的功能，又降低其导热性。于是我开始了思考和寻找，希望能找到一种两全其美的解决方法。
二、工作过程
1.调查
我首先对居民家里进行了大量的调查，发现大多数家庭安装的都是比较常见的普通塑钢单层玻璃窗，但是也有部分新建小区安装的是双层中空玻璃窗。双层中空玻璃不但可以保温隔热，还可以隔音，有效地降低外界噪音对室内的影响。我发现这是一个改造窗户的好方法。于是我来到一些做塑钢窗的厂家和门店了解，发现如果要安装双层中空玻璃，他们的方法都是先将原有玻璃拆除作废，然后按照尺寸专门制作双层中空玻璃，再安装上去，并要更换玻璃压条：有的甚至要将窗框拆除，重新制作整个窗户。他们的方法不仅工艺复杂，而且材料浪费很大，如原来的玻璃甚至窗框会浪费，造价也很高。通过进一步了解，很多家庭没有进行安装或改装的原因，主要就是因为价格和浪费问题，总觉得老的窗户还能用，拆掉可惜，何况还要花更多的钱来改装。
为此我仔细研究了一下他们的双层中空玻璃，发现市场上的双层中空玻璃的原理是将两层玻璃通过高强度气密性复合粘结剂密封。中间充入干燥气体，框内充以干燥剂，以保证玻璃片间空气的干燥度。由于玻璃的热传导率是空气的27倍，所以中空玻璃很好地解决了玻璃散热快的问题。同时由于双层玻璃中的空气被长期密封在腔内，无法与外界空气进行对流，因此，中空玻璃两边的热量也不会因为玻璃间气体的对流而带走热量。但是正是由于中空玻璃的气密性，所以其造价高、工艺复杂，并且由于密封胶老化及玻璃易碎等原因，中空玻璃也有易损坏及修复成本高等缺憾。
在了解了双层中空玻璃的原理及缺憾之后，我就想，能否用一种简单的方法将单层玻璃改造，使之具有一定的双层中空玻璃的优点，却避免其造价高、工艺复杂、易损易耗的缺点呢?通过在建材市场的进一步寻找和了解，我找到了一种在建筑工程中使用的幕墙双面固定胶粘条，胶条的厚度有10mm。于是我想到了一种简单易行的改单层玻璃为双层隔空玻璃的方法。
2.设计
我设计的这种将单层玻璃窗改为双层隔空玻璃窗的工艺和原理都非常简单而且成本低。原理是用幕墙双面固定胶粘条将两块玻璃粘合在一起，因为幕墙双面固定胶粘条厚度有10mm，因此在两层玻璃之间也造成了一层空气隔热层。这样也起到了隔热保温的效果，另外再用玻璃胶将玻璃四周与窗框密封和固定，也可以大大减少中空的空气与外界空气的对流。而且，不需要将原玻璃拆除，直接在原窗户上加装，具体过程如下。
第一步：测量原塑钢窗内边长和宽，并根据内边长和宽裁好一块普通玻璃(4mm)备用。
第二步：将原塑钢窗扇拆下，将窗框及玻璃洗净擦干。
第三步：将幕墙双面固定胶粘条撕去一侧保护层，沿着窗框四周粘在原玻璃窗留框较厚的一面。
第四步：撕去另一侧保护层，将准备好的玻璃平放在撕去保护层的幕墙双面固定胶粘条上，四周与窗框内边对齐，并压紧。
第五步：用玻璃胶将装好的玻璃边与窗框之间的缝隙密封，为安全起见再在窗框四周各加一个螺钉将玻璃固定，最后将改造好的窗户安装回原处。
3.效果检测与分析
为了检测改装后的窗户保温隔热的效果，我制作了一个简易的测试装置，并进行了测试。
(1)测试原理
用热源隔着测试玻璃加热，玻璃另一侧用温度计测量温度变化，以单位时间内(每分钟)温度计升高的度数作为保温隔热指标，数值越小隔热效果越好。
(2)测试装置的制作
用夹芯板(17mm)做成一个内径为1000mm×1000mm的方形木橱，橱深333mm，并将该木橱用木板内分隔成9格(3层3列)，中间一格安装热源(用275W的大功率灯泡4个)。在中间一格的四周镂空(180mm×t80mm)，镶上各种测试玻璃，玻璃的另一侧为测温区，用于测量温度变化。本测试用了四种玻璃：单层玻璃(5mm)、双层玻璃(5 10 5mm)、单层加膜玻璃(5mm)、双层加膜玻璃(5 10 5mm)。在测试中用加膜玻璃的原因是为了避免热源辐射导热对结果的影响，因为不管是单层还是双层玻璃，对于辐射导热的阻隔作用都不是太大，解决辐射导热的问题主要还是依靠隔热膜。
(3)测试结果
经过测试，在用275W的大功率灯泡照射下，经过不同玻璃的隔热，测温区5分钟内温度变化情况如表一，平均每分钟温度变化情况为表二。
(4)结果分析
从两表中所得数据可以看出，单层玻璃的隔热效果非常差，平均每分钟升高9.5℃：双层隔空玻璃的隔热效果比单层玻璃好一些，平均每分钟仅升高5.72℃：但是加膜玻璃隔热效果更好。原因是本次测试热源是大功率灯泡，以辐射导热为主，因此比较加膜的单层玻璃和双层隔空玻璃隔热效果，在以传导和对流为主要方式的情况下，双层玻璃比单层玻璃的效果更明显。因此，建议在改装为双层隔空玻璃后，再加上一层隔热膜，保温隔热的效果会更好。但是隔热膜的缺点是采光性很差，因此要因地制宜，选择使用。
另外通过人体辨听测试，发现用双层隔空玻璃改装后的房间隔音效果也非常好，比使用单层玻璃窗降噪能力强，因此建议在普通居民家庭中进行改装。
而且，上述改装方法工艺简单，材料成本低，无需拆除原有玻璃窗，即使玻璃破碎，也可以只换掉碎玻璃而保留好玻璃，大大降低了成本，在当前居民家庭中具有非常好的推广前景。
三、感想
通过这次对玻璃窗的改造，我感觉到，在生活中其实有很多值得我们改进和思考的地方，只要我们不墨守成规，善于思考和创新，我们完全可以用我们的双手和大脑来使我们的生活变得更好。任何一个伟大的发明，其实都来源于一个个小小的思考和创新，关键是我们要有创新意识，并且勤于动手和动脑。