玻璃幕墻建筑節(jié)能技術(shù)分析及其經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

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1、玻璃幕墻建筑節(jié)能技術(shù)分析及其經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)發(fā)布日期：2007-12-17摘要:提出了玻璃幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)原則,分析了鋁型材的熱工設(shè)計(jì),對(duì)單層玻璃與中空玻璃的傳熱系數(shù)進(jìn)行了比較,并對(duì)幕墻建筑節(jié)能進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),指出:幕墻的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)十分重要;在幕墻使用期內(nèi),用于節(jié)能的投資完全可以收回,且可創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益;采用斷熱幕墻的結(jié)構(gòu)形式是幕墻建筑節(jié)能的最有效途徑。關(guān)鍵詞:玻璃幕墻建筑;建筑節(jié)能;斷熱幕墻;經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)熊建明（方大集團(tuán)股份有限公司,深圳５１８０５５）玻璃幕墻（以下簡(jiǎn)稱“幕墻”）是現(xiàn)代化建筑的主

2、要外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一,其節(jié)能已成為我國(guó)建筑節(jié)能的重要一環(huán)。本文就幕墻的節(jié)能進(jìn)行技術(shù)分析、計(jì)算,對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。１幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)原則我國(guó)幅員遼闊,當(dāng)北方還是冰天雪地的時(shí)候,南方已是春暖花開(kāi)的季節(jié)。本文提出下列措施,作為幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)原則:（１）嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和溫和地區(qū)的幕墻,要進(jìn)行冬季的保溫設(shè)計(jì),夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)的幕墻,要進(jìn)行夏季的隔熱設(shè)計(jì)。（２）我國(guó)目前尚沒(méi)有專門的幕墻熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,幕墻熱工設(shè)計(jì)依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的外墻和窗戶熱工設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和參考國(guó)外的有關(guān)熱工設(shè)計(jì)規(guī)程。

3、（３）進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計(jì)時(shí),必須對(duì)其復(fù)雜的傳熱過(guò)程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究。幕墻的傳熱過(guò)程大致有３種途徑:①幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的換熱:外表面與周圍空氣間的對(duì)流換熱,外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱,外表面與空間的各種長(zhǎng)波（如電磁波、紅外線等產(chǎn)生的長(zhǎng)波）輻射換熱;②幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣和室內(nèi)環(huán)境間的換熱:內(nèi)表面與室內(nèi)空氣間的對(duì)流換熱,內(nèi)表面與室內(nèi)環(huán)境間的輻射換熱;③幕墻和金屬框格的傳熱:通過(guò)單層玻璃的熱流傳熱,通過(guò)金屬框格傳熱,通過(guò)玻璃的鍍膜層減少輻射換熱。（４）幕墻的傳熱系數(shù)由建筑物的外形和所處

4、地區(qū)的氣候條件、型材的傳熱系數(shù)和玻璃的傳熱系數(shù)等綜合確定。２鋁型材的熱工設(shè)計(jì)型材是幕墻的主要受力構(gòu)件。目前,幕墻絕大部分采用鋁型材和彩板型材。本文以鋁型材為例進(jìn)行熱工分析和計(jì)算。２．１鋁型材的熱絕緣系數(shù)計(jì)算根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《熱工規(guī)范》）規(guī)定,鋁型材的熱絕緣系數(shù)Ｒ為:Ｒ＝δ／λ式中:Ｒ-材料層的熱絕緣系數(shù)（ｍ２·Ｋ／Ｗ）;δ-材料層的厚度（ｍ）;λ-材料的導(dǎo)熱系數(shù)〔取２０３Ｗ／（ｍ·Ｋ）〕。設(shè)一根矩形實(shí)心鋁型材,厚度為１００ｍｍ,其熱絕緣系數(shù)Ｒ為:Ｒ＝０．０００５ｍ２·Ｋ／Ｗ上述計(jì)算

5、結(jié)果沒(méi)有考慮實(shí)際工程中所采用的是空心鋁型材。而厚度為１００ｍｍ厚的矩形空心鋁型材,兩邊的壁厚一般分別為１２ｍｍ,空心鋁型材實(shí)際可導(dǎo)熱的厚度僅為兩邊的壁厚部分（共２４ｍｍ）。實(shí)心鋁型材與空心鋁型材的熱絕緣系數(shù)比例為１００∶２４,空心鋁型材的熱絕緣系數(shù)Ｒ為:Ｒ＝０．００２ｍ２·Ｋ／Ｗ２．２鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)計(jì)算根據(jù)《熱工規(guī)范》,鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)Ｒ０為:Ｒ０＝Ｒｉ+Ｒ+Ｒｅ式中:Ｒｉ-鋁型材內(nèi)表面換熱熱絕緣系數(shù)（取０．１１ｍ２·Ｋ／Ｗ）（下同）;Ｒｅ-鋁型材外表面換熱熱絕緣系數(shù)（?。埃埃矗恚病ぃ耍?/p>

6、Ｗ）（下同）;Ｒ-鋁型材熱絕緣系數(shù)（取０．００２ｍ２·Ｋ／Ｗ）。Ｒ０＝０．１１+０．０４+０．００２＝０．１５２ｍ２·Ｋ／Ｗ２．３鋁型材的傳熱系數(shù)計(jì)算根據(jù)《熱工規(guī)范》,鋁型材的傳熱系數(shù)Ｋ０為:Ｋ０＝１／Ｒ０式中:Ｒ０-鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù),?。埃保担玻恚病ぃ耍住＃耍埃剑保埃保担玻剑叮担福祝ǎ恚病ぃ耍┥鲜降贸龅挠?jì)算結(jié)果是無(wú)斷熱鋁型材的基本傳熱系數(shù),這與《熱工規(guī)范》表４．４．１中單層窗戶的傳熱系數(shù)６．４Ｗ／（ｍ２·Ｋ）基本相同。２．４斷熱鋁型材的基本設(shè)計(jì)要求斷熱鋁型材亦稱隔熱鋁型材或絕熱鋁型材

7、,由鋁與塑料（或其它隔熱材料）復(fù)合而成,其中間塑料隔熱層主要生產(chǎn)工藝有嵌入式、擠壓式和填充式等。（１）???????????斷熱鋁型材的傳熱過(guò)程十分復(fù)雜,傳熱系數(shù)很難計(jì)算,一般只有通過(guò)檢測(cè)獲得數(shù)據(jù)。參照ＤＩＮ４１０８《高層建筑的隔熱》（１９８１．８）（下稱“ＤＩＮ４１０８規(guī)程”）規(guī)定,斷熱鋁型材的基本傳熱系數(shù)Ｋ０不大于３．５Ｗ／（ｍ２·Ｋ）。（２）???????????斷熱鋁型材的中間塑料層的最小厚度,按ＤＩＮ４１０８規(guī)程規(guī)定,最小應(yīng)為７ｍｍ。（３）???????????斷熱鋁型材的中間塑料層的設(shè)計(jì),必

8、須滿足型材的整體強(qiáng)度和剛度的要求。３幕墻玻璃傳熱系數(shù)的比較嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的冬季,由于單層玻璃幕墻（下稱“單玻幕墻”）的傳熱系數(shù)較大,導(dǎo)致室溫降低,并且很容易在幕墻的內(nèi)表面形成蒸氣水珠和產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象。為了有效地改善上述地區(qū)幕墻的傳熱系數(shù),采用斷熱鋁中空玻璃幕墻（下稱“斷熱幕墻”）是重要的措施之一。ＤＩＮ４１０８規(guī)程規(guī)定,斷熱幕墻的傳熱系數(shù)Ｋ０不大于３．５Ｗ／（ｍ２·Ｋ）。玻璃的傳熱系數(shù)依據(jù)《熱工規(guī)范》計(jì)算。３．１單層玻璃（８ｍｍ）的傳熱系