通風(fēng)式雙層玻璃幕墻的熱工分析與探討.pdf

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1、Doors&Windows幕幕墻墻專(zhuān)專(zhuān)欄欄通風(fēng)式雙層玻璃幕墻的熱工分析與探討申永紅北京江河幕墻股份有限公司摘要：本文通過(guò)淺顯的理論分析對(duì)通風(fēng)式雙層幕墻的熱工原理和計(jì)算公式進(jìn)行推算和剖析，該種分析方法準(zhǔn)確性較高，可用于通風(fēng)式雙層幕墻在實(shí)際工程的熱工分析與能耗分析。筆者已經(jīng)過(guò)多項(xiàng)實(shí)際工程驗(yàn)證，并且與國(guó)外先進(jìn)的熱工模擬軟件進(jìn)行比較，非常相近。關(guān)鍵詞：通風(fēng)式雙層玻璃幕墻；熱傳遞方式；傳熱計(jì)算；熱平衡方程1前言排風(fēng)通道，并且在空氣層中間放置遮陽(yáng)設(shè)施，如百頁(yè)、遮陽(yáng)布珍貴的能源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，節(jié)約能源和等，這些設(shè)施可自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)。保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前人

2、類(lèi)尋求可持續(xù)良性發(fā)展的主題之一，建筑節(jié)能也成為世界性潮流。作為現(xiàn)代建筑的象征，建筑幕墻得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，但是包括幕墻、門(mén)窗在內(nèi)的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)綜合能耗占建筑能耗的75%以上，現(xiàn)在廣泛使用的單層玻璃幕墻基本上都采用鍍膜玻璃、中空玻璃、斷熱型材等節(jié)能材料，在熱工性能方面比過(guò)去的產(chǎn)品有所改善，但仍然存在能耗高的問(wèn)題。最近幾年發(fā)展的通風(fēng)式雙層玻璃幕墻以其科學(xué)的結(jié)構(gòu)、完善的功能、先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，充分利用太陽(yáng)能、自然通風(fēng)換氣，可降低空調(diào)能耗，減少風(fēng)雨及惡劣氣候的影響，營(yíng)造舒適溫馨的生活和工作環(huán)境，越來(lái)越受到圖1內(nèi)通風(fēng)雙層玻璃幕墻建筑師和投資者的青睞。但是作

3、為高新技術(shù)領(lǐng)域的智能型通風(fēng)式雙層玻璃幕墻的熱工計(jì)算不僅沒(méi)有成型的計(jì)算理論，更沒(méi)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前世界上幕墻技術(shù)領(lǐng)先的德國(guó)和日本也是采用試驗(yàn)室的方式進(jìn)行驗(yàn)證，國(guó)內(nèi)有實(shí)力的幕墻公司都投入足夠的人力和財(cái)力進(jìn)行通風(fēng)式雙層玻璃幕墻的熱工性能方面的研究，以期徹底搞懂搞透雙層幕墻的熱工原理及計(jì)算公式，并希望用來(lái)指導(dǎo)實(shí)際工程的熱工分析。2通風(fēng)式雙層玻璃幕墻的定義和功能2.1定義通風(fēng)式雙層玻璃幕墻又稱(chēng)為動(dòng)態(tài)雙層玻璃幕墻、呼吸式雙層玻璃幕墻、雙層通風(fēng)玻璃幕墻等等。通風(fēng)式雙層玻璃幕墻一般都由雙層玻璃幕墻組成，在兩層玻璃幕墻中間形成一個(gè)空氣層（緩沖層），可使空氣在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行有

4、序的活動(dòng)。該緩沖層稱(chēng)之為熱通道，在熱通道空氣層上下兩端設(shè)有進(jìn)風(fēng)和圖2外通風(fēng)雙層玻璃幕墻182013.11幕幕墻墻專(zhuān)專(zhuān)欄欄Doors&Windows根據(jù)熱通道內(nèi)空氣流動(dòng)的成因，通風(fēng)式雙層玻璃幕墻可只要溫度高于絕對(duì)零度，物體總是不斷地把熱能變?yōu)檩椛浞譃橥馔L(fēng)和內(nèi)通風(fēng)兩種。其中外通風(fēng)雙層玻璃幕墻熱通道能，向外發(fā)出熱輻射。同時(shí)，物體也不斷地吸收周?chē)矬w投射的進(jìn)出口都與室外相通，熱通道內(nèi)空氣的流動(dòng)是依靠太陽(yáng)輻到它上面的輻射熱，并把吸收的輻射能重新轉(zhuǎn)變成熱能。輻射熱的照射，使熱通道內(nèi)的空氣溫度升高，在熱壓作用（煙囪射換熱就是指物體之間相互輻射和吸收的總效果（一般

5、可將效應(yīng)）下使熱通道內(nèi)形成熱氣流，從而使空氣進(jìn)行循環(huán)；而內(nèi)熱輻射看作紅外線輻射）。通風(fēng)雙層幕墻熱通道的進(jìn)出口都與室內(nèi)相通，熱通道內(nèi)空氣3．3熱對(duì)流的流動(dòng)是與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)相配合，在熱通道內(nèi)形成熱對(duì)流是指由于流體的宏觀運(yùn)動(dòng)使溫度不同的流體相壓差，使熱通道內(nèi)的空氣進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。對(duì)位移而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象。熱（或冷）的空氣和它所接觸通風(fēng)式雙層玻璃幕墻的典型節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖1、圖2。的平壁表面之間如果存在溫差，就必然會(huì)發(fā)生熱的對(duì)流交2．2功能換。在對(duì)流傳熱中，物體表面溫度高于空氣介質(zhì)，物體呈放熱2.2.1節(jié)約能源狀態(tài)；反之呈吸熱狀態(tài)。通風(fēng)式雙層玻璃幕墻的最大的

6、優(yōu)勢(shì)是節(jié)約能源,它比單3.4傳導(dǎo)熱的計(jì)算層玻璃幕墻采暖節(jié)能約40%~50%，制冷節(jié)能約40%~60%。材料的傳導(dǎo)熱量與其兩側(cè)溫度差、材料導(dǎo)熱系數(shù)成正2.2.2提高舒適度比，與材料厚度成反比。具體關(guān)系為：平壁內(nèi)部的熱流量Φ與通風(fēng)式雙層玻璃幕墻可以降低幕墻內(nèi)表面溫度與室平壁的表面面積A及兩側(cè)表面的溫差Δt成正比，與材料的內(nèi)的溫差，創(chuàng)建適宜的室內(nèi)熱環(huán)境，提高室內(nèi)工作環(huán)境的厚度δ成反比，并與材料本身和材料表面的涂層材料的導(dǎo)熱舒適度。性能和特性有關(guān)，可表示為：2.2.3提高隔聲性能Φ=AΔt=AΔt滓R普通玻璃幕墻采取多種有效措施，隔聲性能最多也只能姿達(dá)到30

7、db左右，為國(guó)標(biāo)三級(jí)；而通風(fēng)式雙層玻璃幕墻很容易式中：達(dá)到38db~40db以上，超過(guò)國(guó)標(biāo)一級(jí)，對(duì)城市中心日益增高λ——材料的熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))，與材料本身的物理和化的交通噪音有更好的阻隔性能。學(xué)性質(zhì)有關(guān)；2.2.4智能型控制滓——導(dǎo)熱熱阻系數(shù)，用R表示，即R=滓，平壁的厚通風(fēng)式雙層玻璃幕墻可隨著使用者對(duì)室內(nèi)環(huán)境的不同姿姿需求，如溫度、光線、新鮮空氣等隨意進(jìn)行調(diào)整，真正體現(xiàn)人度越大，導(dǎo)熱熱阻系數(shù)就越大，反之就越小。性化的設(shè)計(jì)理念。3.5輻射熱的計(jì)算2.5自然通風(fēng)兩平壁之間的輻射換熱包括三個(gè)部分，即兩個(gè)平壁表面通風(fēng)式雙層玻璃幕墻無(wú)論在多么惡劣的自然環(huán)境

8、下，都的輻射換熱和平壁之間的空間輻射換熱。兩個(gè)平壁表面之間可實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，保持室內(nèi)空氣新鮮。的輻射換熱可表示