节能幕墙

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发布日期：2005-12-19 18:14:09 1553

新一代(环保节能型)双层玻璃幕墙(二)　[2005-12-19]

B、太阳辐射时双层幕墙玻璃的传热除了温差传热外，还有太阳辐射传热，夏季太阳辐射热在外层玻璃外表面被反射一小部份，一部份被玻璃吸收后向室外、热通道内传热，一部份透射到热通道内加热热通道内空气，同时室外高温度向热通道内传热，使热通道内温度升高，透射到热通道内的太阳辐射热在内层玻璃外表面被反射一小部份，一部份被玻璃吸收后分别向热通道内、室内传热，一部份透射到室内加热室内空气，同时热通道内高温度空气向室内传热，使室内温度升高，当太阳辐射传热量很大（而没有空调时），也有可能使室内温度高于室外温度，这时室内向室外传热，这就是说夏季影响室内温度的热源有两方面即太阳辐射传热和室外温度高于室内温度时的温差传热，它们都会使室内温度升高。
冬季太阳辐射热除一小部份被玻璃反射，一小部份被玻璃吸收后传向室外，大部份透射和吸收后传向热通道，太阳辐射热在内层玻璃外表面被反射一小部份，一部份被玻璃吸收后又向热通道、室内传热，一部份透射到室内加热室内空气，同时热热通道内高温度空气向室内传热，提高室内温度。当室外温度低于热通道（室内）时，通过幕墙玻璃和热通道传热，室内温度将有较多传向室外，造成室内热能损失。

深圳方大公司为北京国家会计学院建造的双层玻璃幕墙，在2000年投入使用后，进行热工性能观测和热工分析，2003年深圳市对通过对双层玻璃幕墙与单层玻璃幕墙进入室内的太阳辐射进行了对比实测，实测表明，在北纬25度大气透明度5级地区，上午8时透过单层透明玻璃幕墙进入室内的太阳辐射为431W/m2，透过单层镀膜玻璃幕墙进入室内的太阳辐射为122W/m2，透过双层透明玻璃热通道幕墙（热通道450mm宽）进入室内的太阳辐射室为316W/m2，即太阳辐射热透过外层玻璃后，通过热通道时基本上不衰减，通过双层玻璃幕墙进入室内的太阳辐射热比单片透明玻璃幕墙少的主要原因是内层玻璃太阳辐射的透射比形成的，也就是说热通道的存在对减少太阳辐射热的贡献微乎其微。从各种双层玻璃幕墙工程实例看，不管是北京旺座中心双层玻璃幕墙，还是深圳电视台双层玻璃幕墙都明确指出，夏季必须在热通道内设遮阳帘来阻止太阳辐射热进入室内。而单层玻璃也可用遮阳帘来阻止太阳辐射进入室内，因此在评价双层玻璃幕墙节能效果时，不能把设遮阳帘的效应作为双层玻璃幕墙的贡献，不过在热通道内设遮阳帘在建筑艺术上要胜过单层玻璃幕墙。
在评估太阳辐射时，要对不同地区(不同纬度)、不同朝向、不同时段、不同气候条件分别进行评估。不能笼统用一个参数（如800W/m2）来进行计算，应该知道不同地区(不同纬度)、不同朝向、不同时段的太阳辐射是不同的，例如北纬25(40)度大气透明度5级地区，不同朝向、时段透过标准窗的太阳辐射直射照度（W/m2）见表2。

*地方太阳时 **刮号内数字为北纬40度大气透明度5级地区参数
天气对太阳辐射的影响，以晴天为100%，少云时为＜100~30%，阴天时为＜30~10%，多云时为＜10%，下雨及夜晚为0 ，不同城市、不同年份不一样，一般采用10年纪录进行数理统计后采用。太阳高度角，决定了太阳对幕墙的入射角，入射角不同，幕墙杆件，热通道内搁栅等对太阳辐射热的遮挡不一样，例如广州市（东经113度19分、北纬23度08分、海拔6.6米）太阳高度角见表3。

  3、热通道空气温度传热的特点。我们不能将热通道当作具有热阻功能的空气层，而是有空气热压和烟囱效应的通道，太阳辐射使热通道空气升温，对不同高度通道，不同进（出）风口的热通道，要使热通道内空气从排风口排出，必须要使热通道内空气温度高于室外温度，一般**小临界温度要大于4度才能产生烟囱效应，也就是说幕墙保温性能（幕墙玻璃两侧有在空气温度差的条件下，幕墙玻璃阻抗从高温一侧向低温一侧传热的能力）计算温度，单层玻璃幕墙外侧是室外空气温度，但是热通道幕墙影响室内温度的是内层玻璃，而内层玻璃外侧的温度比室外温度高4~20度，所以在计算热工性能时要用热通道内计算温度计算内片玻璃向室内的传热。同理在评估空气渗透性能时，也要用热通道与室内压力差和热通道内空气温度来进行计算。
    二、正确认识双层玻璃幕墙的传热系数K值
    现在有些人用双层玻璃幕墙实测传热系数和单层玻璃幕墙实测传热系数对比来说明其节能效果，我们必须知道传热系数的检测是采用标定热室法检测的，它基于稳定传热原理。试件一侧为热室，模拟采暖建筑室内条件；另一侧的冷室模拟室外气候条件，在试件缝隙作密封处理，消除通过缝隙的空气渗透，试件两侧各自保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件下，测量热室中电暖气的发热量，这一发热量减去通过热室壁和试件框的传热损失（两者均由标定试验确定），即得通过试件的传热量，这一传热量除以试件面积和两侧温度差，即得试件的传热系数K值。也就是说这一测试未考虑太阳辐射的影响（包括未考虑太阳辐射时热通道作为空气热阻层的影响）不能全面评估两者的节能效果。
     从以上分析中可以看出，双层玻璃幕墙对不同地区产生的效应是不同的。赵西安教授指出对双层玻璃幕墙要进行全面的经济技术分析来评估其节能效果。我们要全面分析双层玻璃幕墙热工性能，对夏热地区，当采用外循环双层玻璃幕墙时，要使热通道内的空气流动上升，热通道内温度**少要比室外温度高4度，在进行热工平衡时，要计算通过热通道幕墙进入室内的太阳辐射，而内层玻璃外表面的温度比单层玻璃外表面温度（室外温度）高4~20度，对此二因素和漏气（热通道内空气比室外空气温度高4~20度）传热等进行综合平衡来评估节能效果。而对冬冷地区，则要考虑双层玻璃幕墙通过热通道进入室内的太阳辐射热比单层玻璃幕墙少，而内层玻璃外表面温度高于室外温度进行综合平衡来评估节能效果。对各气候分区（严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区、）分别进行评估选用。
    热工计算气候参数必须采用GBJ19--87《采暖通风与空气调节设计规范》、GB50176--93《民用建筑热工设计规范》所列当地（所处地区）参数或当地气象台提供资料（国外资料与当地所处地理位置不一样，不能用作当地气候参数来进行设计）进行逐时计算并汇总。太阳高度角夏季取夏至日，冬季取冬至日。冬季室外计算温度应按热惰性指标D值对应的类型采用。夏季为7--9月共92天，冬季为12月到次年2月共90天，要对此期间每个太阳时的晴天、少云、多云、阴天、下雨的日数统计列出，当采用计算机软件计算时应将采用的公式列出，也可用综合性系数（如朝向系数、温度波幅等）进行计算，但需说明如何求出综合系数的。
     构造设计要保证双层玻璃幕墙热通道内一尘不染，设计时不允许有藏尘灰的缝隙，同时要考虑防虫网投入使用后的清洗工艺，要保证用此工艺能将热通道内灰尘清除干净。
    防虫网网孔1.5mm*1.5mm左右，防虫网静电电位**值为30--50V，带静电防虫网与金属杆件连接时要采取绝缘措施，防止静电通过已接地的金属件排除，对带静电防虫网必须规定安装、更换工艺，不得用湿巾擦洗带静防虫网，保持防虫网静电电位**值。
    双层玻璃幕墙每一个加工工序都必须制定净化工艺（不得使用甲苯、二甲苯、丙酮等有毒物质并在热通道中残留），只有当一道上工序工艺检验合格后才能进入下一道工序。
    双层幕墙在移交、使用时要对通道内及玻璃内外表面清洁的采取清洁工艺做到一尘不染。双层玻璃幕墙在吊装固定后要立即采取保护措施，不允许有任何不洁净物进入单元组件任何部位，即要做到双层幕墙单元组件在吊装、固定过程中及固定后做不一尘不染，以保证今后使用中达到生态（绿色环保）幕墙的目标。
    现在我们还只对可吸入颗粒物进行控制，下一步还要对有害气体（二氧化硫、二氧化氮等）进行控制。

--------泰安天幕

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