玻璃幕墻建筑節(jié)能技術(shù)分析及其經(jīng)濟評價

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1、玻璃幕墻建筑節(jié)能技術(shù)分析及其經(jīng)濟評價發(fā)布日期：2007-12-17摘要:提出了玻璃幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計原則,分析了鋁型材的熱工設(shè)計,對單層玻璃與中空玻璃的傳熱系數(shù)進行了比較,并對幕墻建筑節(jié)能進行了經(jīng)濟評價,指出:幕墻的建筑節(jié)能設(shè)計十分重要;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)濟效益和社會效益;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)濟評價熊建明（方大集團股份有限公司,深圳５１８０５５）玻璃幕墻（以下簡稱“幕墻”）是現(xiàn)代化建筑的主要外圍護結(jié)構(gòu)

2、之一,其節(jié)能已成為我國建筑節(jié)能的重要一環(huán)。本文就幕墻的節(jié)能進行技術(shù)分析、計算,對節(jié)能效果進行經(jīng)濟評價。１幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計原則我國幅員遼闊,當北方還是冰天雪地的時候,南方已是春暖花開的季節(jié)。本文提出下列措施,作為幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計原則:（１）嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和溫和地區(qū)的幕墻,要進行冬季的保溫設(shè)計,夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)的幕墻,要進行夏季的隔熱設(shè)計。（２）我國目前尚沒有專門的幕墻熱工設(shè)計標準或規(guī)范,幕墻熱工設(shè)計依據(jù)國家現(xiàn)行的外墻和窗戶熱工設(shè)計的有關(guān)標準、規(guī)范和參考國外的有關(guān)熱工設(shè)計規(guī)程。（３）進行幕墻熱工設(shè)計時

3、,必須對其復雜的傳熱過程和傳熱方式進行分析和研究。幕墻的傳熱過程大致有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波（如電磁波、紅外線等產(chǎn)生的長波）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:通過單層玻璃的熱流傳熱,通過金屬框格傳熱,通過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地區(qū)的氣候條件、型材的傳熱系數(shù)和玻璃

4、的傳熱系數(shù)等綜合確定。２鋁型材的熱工設(shè)計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行熱工分析和計算。２．１鋁型材的熱絕緣系數(shù)計算根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱《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-材料的導熱系數(shù)〔?。玻埃常祝ǎ怼ぃ耍?。設(shè)一根矩形實心鋁型材,厚度為１００ｍｍ,其熱絕緣系數(shù)Ｒ為:Ｒ＝０．０００５ｍ２·Ｋ／Ｗ上述計算結(jié)果沒有考慮實際工程中所采用的是空心鋁型材。而厚

5、度為１００ｍｍ厚的矩形空心鋁型材,兩邊的壁厚一般分別為１２ｍｍ,空心鋁型材實際可導熱的厚度僅為兩邊的壁厚部分（共２４ｍｍ）。實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祝ㄏ峦?Ｒ-鋁型材熱絕緣系數(shù)（取０．００２ｍ２·Ｋ／Ｗ

6、）。Ｒ０＝０．１１+０．０４+０．００２＝０．１５２ｍ２·Ｋ／Ｗ２．３鋁型材的傳熱系數(shù)計算根據(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),取０．１５２ｍ２·Ｋ／Ｗ。Ｋ０＝１／０．１５２＝６．５８Ｗ／（ｍ２·Ｋ）上式得出的計算結(jié)果是無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)計要求斷熱鋁型材亦稱隔熱鋁型材或絕熱鋁型材,由鋁與塑料（或其它隔熱材料）復合而成,其中間塑料隔熱層主要生產(chǎn)工藝有嵌

7、入式、擠壓式和填充式等。（１）???????????斷熱鋁型材的傳熱過程十分復雜,傳熱系數(shù)很難計算,一般只有通過檢測獲得數(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,最小應為７ｍｍ。（３）???????????斷熱鋁型材的中間塑料層的設(shè)計,必須滿足型材的整體強度和剛度的要求。３幕墻玻璃傳熱系數(shù)的比較嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的冬季,

8、由于單層玻璃幕墻（下稱“單玻幕墻”）的傳熱系數(shù)較大,導致室溫降低,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》計算。３．１單層玻璃（８ｍｍ）的傳熱系