前言
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,城市化進(jìn)程的逐步加快,我國(guó)部分城市建筑"三步節(jié)能"已取得成功,相關(guān)技術(shù)措施也在全國(guó)部分地區(qū)全面推進(jìn)并取得顯著成效,我國(guó)建筑能耗是相同氣候條件發(fā)達(dá)國(guó)家建筑能耗的3-4倍,為貫徹國(guó)家有關(guān)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的法律、法規(guī)和政策,落實(shí) “十二五”時(shí)期節(jié)能減排的目標(biāo),在保證居民生活熱環(huán)境基本要求的前提下,進(jìn)一步降低居住建筑能源消耗,在全面建設(shè)小康社會(huì)的進(jìn)展中,節(jié)能減排任務(wù)十分艱巨,這就需要整個(gè)社會(huì)對(duì)建筑門窗、幕墻的節(jié)能有所認(rèn)識(shí),特別是業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位必須貫徹國(guó)家節(jié)能減排的政策,認(rèn)真設(shè)計(jì)、精心施工、嚴(yán)格管理、把好節(jié)能關(guān)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。
建筑門窗與幕墻是建筑的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)建筑功能及其重要的部件,作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu),它們的熱工性能最為薄弱,是建筑節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié),各省市陸續(xù)發(fā)布了最新的居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(詞條“公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”由行業(yè)大百科提供)。為此,我們通過不懈的努力來降低建筑幕墻的傳熱系數(shù),以達(dá)到節(jié)能減排的目的。
幕墻的整體傳熱系數(shù)由框傳熱系數(shù)、面板傳熱系數(shù)(詞條“面板傳熱系數(shù)”由行業(yè)大百科提供)、邊界區(qū)線傳熱系數(shù)三部分的加權(quán)平均值獲得
公式如下:
單幅幕墻的傳熱系數(shù)與組成幕墻的各種材料所占的面積及自身的傳熱系數(shù)成正比,所以降低整幅幕墻的傳熱系數(shù)就要降低各組成部分的導(dǎo)熱系數(shù)。
降低幕墻傳熱系數(shù)主要分為三步:
第一步:降低框的傳熱系數(shù)
框的傳熱系數(shù)主要是通過傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射來傳遞, 降低框的傳熱系數(shù)又分三個(gè)步驟:“斷、堵、封”。
1)斷:框采用斷橋鋁合金型材,隔熱條材質(zhì)為尼龍66,尼龍66的導(dǎo)熱率(詞條“導(dǎo)熱率”由行業(yè)大百科提供)為0.3w/(m.k),鋁合金(詞條“鋁合金”由行業(yè)大百科提供)的導(dǎo)熱率為160w/(m.k),兩者材料復(fù)合很好的阻斷了熱量的傳導(dǎo),如圖1;
2)堵:在玻璃和鋁合金龍骨之間采用泡沫棒和密封膠進(jìn)行封堵,以降低熱量的對(duì)流效應(yīng),如圖2;
3)封:采用多道三元乙丙膠(詞條“三元乙丙膠”由行業(yè)大百科提供)條進(jìn)行密封,在提高氣密性的同時(shí),進(jìn)一步減少熱量的對(duì)流。如圖3;
第二步:降低面板的傳熱系數(shù)
1)采用三玻兩腔中空玻璃,用兩道空氣層阻斷熱量的傳導(dǎo);
2)采用雙銀low-e玻璃,降低太陽光熱量的輻射;
3)中空層用惰性氣體替代空氣,因惰性氣體具有比干燥(詞條“干燥”由行業(yè)大百科提供)空氣更低的導(dǎo)熱性能; 更穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu),所以能夠更有效的降低熱量的輻射;
第三步:降低邊界區(qū)的線傳熱系數(shù)
主要采用暖邊隔熱條,最大限度的隔斷熱量的傳遞。
通過以上幾個(gè)步驟的控制,幕墻的節(jié)能參數(shù)會(huì)有很大幅度的提升。
下面通過實(shí)例來具體闡述分析
例如:根據(jù)業(yè)主要求幕墻的U值小于2.0W/(㎡.K)
一、 幕墻標(biāo)準(zhǔn)大樣及分格設(shè)計(jì)
豎明橫隱幕墻,見圖4;節(jié)點(diǎn)見圖5、6
1、型材采用斷橋鋁合金型材,隔熱條采用T型隔熱條,分格成多個(gè)空氣腔,減少空氣對(duì)流,開啟扇采用斷橋型材,收口材料為PA66型材封堵 見圖5
2、為了滿足設(shè)計(jì)U值的要求采用雙中空LOW-E玻璃,這里為解決玻璃自重大的問題,我們把玻璃做成大小片形式,使內(nèi)片玻璃荷載直接加在附框(詞條“附框”由行業(yè)大百科提供)上,減少和橫梁的扭力,由于中空玻璃結(jié)構(gòu)膠是否可以填充氬氣沒有理論依據(jù),故靠近室外側(cè)中空層填充空氣玻璃打結(jié)構(gòu)膠,靠室內(nèi)側(cè)中空層填充氬氣玻璃直接打聚硫膠。見圖5
3、開啟位置采用四道密封條(詞條“密封條”由行業(yè)大百科提供)密封,提高氣密性的同時(shí)降低U值 見圖6
二、節(jié)能幕墻(詞條“節(jié)能幕墻”由行業(yè)大百科提供)的熱工計(jì)算
1、計(jì)算依據(jù)
熱工計(jì)算采用《粵建科®MQMC建筑幕墻門窗熱工性能計(jì)算軟件》
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及參考文件《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》 JGJ/T 151-2008
《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50176-1993;
《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)(詞條“建筑節(jié)能設(shè)計(jì)”由行業(yè)大百科提供)標(biāo)準(zhǔn)》 GB50189-2005;
《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 JGJ26-2010;
《玻璃幕墻光學(xué)性能》 GB/T18091-2000;
《建筑玻璃可見光、透射比等以及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測(cè)定》GB/T2680-94;
2、計(jì)算邊界條件
3、幕墻材料物理性能
4、框傳熱計(jì)算
三、更換材料配置幕墻的熱工計(jì)算
其他基礎(chǔ)條件不變,型材稍有變動(dòng),隔熱條更換為pvc隔熱條,玻璃換為中空low-e玻璃,面板傳熱系數(shù)1.8W/(㎡·K),間隔條更換為鋁間隔條,玻璃與鋁合金框之間不填充隔熱物質(zhì),計(jì)算方法相同,經(jīng)計(jì)算,
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總結(jié)
兩種相同分格的幕墻,由兩種不同材料及配置組合經(jīng)過計(jì)算可以看出,整窗的 U值有了很大幅度的提升完全可以滿足四步節(jié)能對(duì)玻璃幕墻的K值的要求。
另外,隨著我國(guó)建筑行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展,采用節(jié)能形式的建筑幕墻已作為戰(zhàn)略目標(biāo)越來也多的在各式建筑中應(yīng)用著,節(jié)能建筑(詞條“節(jié)能建筑”由行業(yè)大百科提供)將對(duì)促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展起著無法替代的作用。
主要參考文獻(xiàn):
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《《玻璃幕墻光學(xué)性能》 GB/T18091-2000;
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