2013-08-06 11:09:44 作者: 來(lái)源:新浪地產(chǎn) 【大 中 小】 我要評(píng)論(0)
【 第一幕墻網(wǎng) 】
玻璃幕墻(以下簡(jiǎn)稱“幕墻”)是現(xiàn)代化建筑的主要外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一,其節(jié)能已成為我國(guó)建筑節(jié)能的重要一環(huán)。本文就幕墻的節(jié)能進(jìn)行技術(shù)分析、計(jì)算,對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。 1、幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)原則 我國(guó)幅員遼闊,當(dāng)北方還是冰天雪地的時(shí)候,南方已是春暖花開(kāi)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(jì)原則:(1)嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和溫和地區(qū)的幕墻,要進(jìn)行冬季的保溫設(shè)計(jì),夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)的幕墻,要進(jìn)行夏季的隔熱設(shè)計(jì)。(2)我國(guó)目前尚沒(méi)有專門(mén)的幕墻熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,幕墻熱工設(shè)計(jì)依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的外墻和窗戶熱工設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和參考國(guó)外的有關(guān)熱工設(shè)計(jì)規(guī)程。(3)進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計(jì)時(shí),必須對(duì)其復(fù)雜的傳熱過(guò)程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究。幕墻的傳熱過(guò)程大致有3種途徑:①幕墻外表面與周?chē)諝夂屯饨绛h(huán)境間的換熱:外表面與周?chē)諝忾g的對(duì)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(zhǎng)波(如電磁波、紅外線等產(chǎn)生的長(zhǎng)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(duì)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(guò)單層玻璃的熱流傳熱,通過(guò)金屬框格傳熱,通過(guò)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)和玻璃的傳熱系數(shù)等綜合確定。 2、鋁型材的熱工設(shè)計(jì) 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(jìn)行熱工分析和計(jì)算。 2。1、鋁型材的熱絕緣系數(shù)計(jì)算 根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)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(shí)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(jì)算結(jié)果沒(méi)有考慮實(shí)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(shí)際可導(dǎo)熱的厚度僅為兩邊的壁厚部分(共24mm)。實(shí)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 2。2、鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)計(jì)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 2。3、鋁型材的傳熱系數(shù)計(jì)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(jì)算結(jié)果是無(wú)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(jì)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(guò)程十分復(fù)雜,傳熱系數(shù)很難計(jì)算,一般只有通過(guò)檢測(cè)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(yīng)為7mm。 (3) 斷熱鋁型材的中間塑料層的設(shè)計(jì),必須滿足型材的整體強(qiáng)度和剛度的要求。 3、幕墻玻璃傳熱系數(shù)的比較 嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的冬季,由于單層玻璃幕墻(下稱“單玻幕墻”)的傳熱系數(shù)較大,導(dǎo)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(jì)算。 3。1、單層玻璃(8mm)的傳熱系數(shù)計(jì)算 (1) 單層玻璃的熱絕緣系數(shù):R=0。011m2·K/W (2) 單層玻璃的傳熱熱絕緣系數(shù):R0=Ri+R+Re=0。11+0。011+。0。4=0。161m2·K/W (3) 單層玻璃的傳熱系數(shù)K0為:K0=1/R0=6。21W/(m2·K) 3。2、中空玻璃(8+10+6)的傳熱系數(shù)計(jì)算 (1) 中空玻璃的熱絕緣系數(shù)R為:R=R1+Ra+R2=0.159m2·K/W式中:R1-外層玻璃熱絕緣系數(shù)(取0.011m2·K/W);R2-內(nèi)層玻璃熱絕緣系數(shù)(取0.008m2·K/W);Ra-冬季一般空氣層熱絕緣系數(shù)(取0.14m2·K/W); (2) 中空玻璃的傳熱熱絕緣系數(shù)R0為:R0=Ri+R+Re=0.11+0.159+0.04=0.309m2·K/W(3)中空玻璃的傳熱系數(shù)K0為:K0=1/R0=3.24W/(m2·K) 3.3、單層玻璃與中空玻璃傳熱系數(shù)的比較 以上計(jì)算表明:?jiǎn)螌硬AУ膫鳠嵯禂?shù)比中空玻璃的傳熱系數(shù)大48%,說(shuō)明中空玻璃的節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單層玻璃。 4 、幕墻建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 在我國(guó),人們十分重視建筑成本的控制,而容易忽略通過(guò)適當(dāng)?shù)卦黾咏ㄖ杀径a(chǎn)生的建筑節(jié)能效果所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。下面,我們通過(guò)計(jì)算和分析,對(duì)幕墻的建筑節(jié)能效果作出綜合評(píng)價(jià)。 (1) 設(shè)位于北京市區(qū)的一幢商業(yè)建筑,幕墻面積為10000m2,建筑的層高均小于4m,北京市每年的采暖天數(shù)為129d,考慮每天實(shí)際采暖10h。分別按使用單玻幕墻和斷熱幕墻這2種方案計(jì)算其耗熱量。根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ19-87)(以下簡(jiǎn)稱《暖通規(guī)范》)的規(guī)定,幕墻的基本耗熱量為:Q=αFK(tn-twn)式中:Q-幕墻的基本耗熱量(W);α-幕墻的溫差修正系數(shù),取1.0;F-幕墻面積,為10000m2;K-幕墻的傳熱系數(shù),單玻幕墻取6.4W/(m2·K),斷熱幕墻取3.5W/(m2·K);tn-冬季室內(nèi)計(jì)算溫度,取19℃;twn-采暖室外計(jì)算溫度,取-9℃。為簡(jiǎn)便計(jì)算,上式中設(shè)定:①幕墻的結(jié)構(gòu)類型為Ⅰ型;②采暖室外計(jì)算溫度取采暖室外計(jì)算(干球)溫度值;③未考慮通過(guò)幕墻的開(kāi)窗、孔洞或屋頂、地面侵入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量;④未考慮通過(guò)幕墻縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量;⑤未考慮建筑的朝向;⑥Q僅為理論計(jì)算值。單玻幕墻的基本耗熱量Q1=1792kW;斷熱幕墻的基本耗熱量Q2=980kW。 (2) 單玻幕墻比斷熱幕墻每年采暖多消耗的熱量(熱能)轉(zhuǎn)換為電能E:E=(1792-980)×129×10=1047480kW·h (3) 斷熱幕墻與單玻幕墻建筑節(jié)能效果的經(jīng)濟(jì)比較 設(shè)單玻幕墻的單位造價(jià)為1300元/m2,斷熱幕墻的單位造價(jià)為1800元/m2,則初始投資增加500萬(wàn)元。北京市的電價(jià)(假定10年內(nèi)不變)為0.70元/(kW·h),功率因素為0.9,單玻幕墻比斷熱幕墻每年采暖多支出的電費(fèi)82萬(wàn)元設(shè)人民幣的年利率為5%(假定10年內(nèi)不變),單玻幕墻與斷熱幕墻建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益比較見(jiàn)表1。由表1比較得知,斷熱幕墻到第7年即可收回全部所增加的建筑成本,到第10年,斷熱幕墻建筑節(jié)能所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益要比單玻幕墻多256萬(wàn)元。這說(shuō)明,斷熱幕墻的建筑節(jié)能所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。 5、結(jié)論 (1) 幕墻是我國(guó)近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)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(guó)每年有數(shù)百萬(wàn)平方米的幕墻投入使用,并以10%的速度繼續(xù)增長(zhǎng)。因此,幕墻的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)十分重要。 (2) 根據(jù)本文的技術(shù)分析、計(jì)算以及建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià),幕墻的建筑節(jié)能工作對(duì)建筑投資者、對(duì)社會(huì)都是十分有利的,用于建筑節(jié)能的投資完全可以收回,并能在幕墻的使用期內(nèi)給投資者創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 (3) 采用斷熱幕墻的結(jié)構(gòu)形式是幕墻建筑節(jié)能的最有效的途徑。 |
會(huì)時(shí)間:2020年10月29日-11月01
展會(huì)地點(diǎn):北京·中國(guó)國(guó)際展覽中心(新館)
節(jié)能是現(xiàn)代建筑永恒的話題,而遮陽(yáng)作為建筑節(jié)能不可或缺的因素,也日益受到人們的重視。