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【中玻網(wǎng)】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)之一,其節(jié)能已成為我國建筑節(jié)能的重要一環(huán)。
1、幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計原則
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。
我國目前尚沒有專門的幕墻熱工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和參考國外的有關(guān)熱工設(shè)計規(guī)程。
進行幕墻熱工設(shè)計時,必須對其復(fù)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:
�、倌粔ν獗砻媾c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。
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。
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(dǎo)熱系數(shù)〔取203W/(m·K)〕。
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(dǎo)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/W
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)(取0。04m2·K/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/W
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》中單層窗戶的傳熱系數(shù)6。4W/(m2·K)基本相同。
3、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(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程十分復(fù)雜,傳熱系數(shù)很難計算,一般只有通過檢驗獲得數(shù)據(jù)。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較小厚度,按DIN4108規(guī)程規(guī)定,較小應(yīng)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。
4、結(jié)論
(1)幕墻是我國近20年來發(fā)展起來的集新技術(shù)、新材料和新結(jié)構(gòu)為一體的新型建筑材料,我國每年有數(shù)百萬平方米的幕墻投入使用,并以10%的速度繼續(xù)增長。因此,幕墻的建筑節(jié)能設(shè)計十分重要。
(2)幕墻的建筑節(jié)能工作對建筑投入資金者、對社會都是十分有利的,用于建筑節(jié)能的投入資金完全可以收回,并能在幕墻的使用期內(nèi)給投入資金者創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
(3)采用斷橋隔熱鋁幕墻的結(jié)構(gòu)形式是幕墻建筑節(jié)能的較有效的途徑。
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