5、太陽直射得熱對負荷的影響
太陽直射得熱在夏季產生
冷負荷,在冬季有利于削減
熱負荷,這對冬夏兩季具有非常重要的影響。特別是夏季,對于
玻璃幕墻類的建筑,它對冷負荷的多少起到決定性的影響,對照表3 及綜合負荷值(表6) 。太陽直射導致的冷負荷分別占建筑總負荷值的98. 14 % ,93. 33 % ,88. 97 %。因此降低太陽直射得熱是降低冷負荷值必須考慮的一種方法。
表4 中幕墻的冷負荷與表6 比較,發現非常有趣的是,對單體幕墻來說,太陽直射引起的冷負荷已超過了該幕墻所形成的總負荷,分別為129. 96 % , 120. 25 % ,120. 85 %。超出的部分必須通過該幕墻及該片墻體上少梁磚墻體向外逸出,也就是說在冷負荷狀態下該幕墻的流量是從內向外,而不是通常認為的從外至內的流向。
因此,改善太陽直射得熱是降低冷負荷最首要的任務。通過表3 可知,循環幕墻下降率為16146 %,而中掛能耗降低率為30166 %,在該方面都有相當的表現。對于單片幕墻來說,降低率分別為11174 %, 34115 %,循環幕墻冷負荷的降低率與整個建筑相比還低,說明循環幕墻對改善直射得熱產生冷負荷作用偏弱,而中掛百葉將顯著地增加為34115 %,高于整個建筑負荷的降低率近4 個百分點。
太陽直射得熱也是減少冬季熱負荷的重要原因,直接得熱減少的熱負荷值占建筑熱負荷總值比例三成左右,在單體幕墻其比例更高,在六成以上。但減少熱負荷的方法同樣導致了太陽直射的得熱量,在其它數值下降的同時,冬季太陽得熱也同時下降,建筑負荷下降率分別為15. 15 % ,23. 30 % ,單體幕墻負荷降低率分別為39. 87 % ,56. 80 %。中掛百葉在太陽得熱問題上由于具有可控性,優于循環幕墻,其降低速度明顯低于循環幕墻的降低速度。
圖5 中幕墻的熱負荷值均低于建筑熱負荷值,兩者差別清晰,說明幕墻所產生的熱負荷值為建筑熱負荷值的一部分,約為20 %～30 %。而對于冷負荷來說關系較為復雜,呈交叉狀態,部分時間段幕墻的冷負荷高于整個建筑產生的冷負荷,必須通過其它
構件消耗,產生熱流反向運動,才能達到平衡。
6、玻璃導熱及滲風冷熱負荷的對比
影響幕墻建筑的另一個重要因素是玻璃導熱問題。由于玻璃
導熱系數過高,為6. 40WP(m2 ·K) ,同時
門窗幕墻玻璃的
密封技術在國內還未得到根本解決,因此幕墻的節能問題一直困擾著建筑界。
在太陽直射得熱部分分析了由于太陽直接得熱過高,在冷負荷狀態玻璃導熱形成反向熱流,從內至外,因此均為負值,由于太陽直射在冷負荷中起絕對作用,因此玻璃導熱就顯得不太突出。對于熱負荷來講,玻璃導熱及滲風則是首要因素,在建筑負荷方面, 各自分別占總負荷的60119 % , 50191 % , 45198 % ,基本占總負荷的一半左右。
7、綜合負荷
上面分析了影響負荷的幾個主要因素,包括冷熱負荷峰值、太陽直射、玻璃導熱及滲風形成的負荷,事實上還有墻體、屋頂以及室內人體與照明形成的負荷,本文僅針對幾個與幕墻相關的主要因素進行分析。
驗算節能效益最終指標會落實在綜合負荷上,因為它綜合了各種正負兩方面的影響,累積了不同程度的因素,因此作為衡量耗能指標應是最全面、最具說服力的一項。
與負荷峰值相反, 建筑冷負荷降低率為10.67 % ,22. 16 % ,與冷負荷相比建筑熱負荷下降相對緩一些,下降分別為8. 60 % ,10. 28 %;說明改善幕墻的兩種方法對于熱負荷更為有效,同時也說明幕墻產生的冷負荷在建筑冷負荷中所占的比例非常大,三者分別為63. 88 % ,61. 46 %和52. 44 %。
8、結論
根據上述各項指標分析,可以得出以下結論(見表7) 。據有關資料記載,該類幕墻節能效益約38 % ～52 %[1 ] ,經Doe - 2. 1 驗算與資料記載相符。幕墻本身導致大量冷負荷產生,降低冷負荷難度較大,是今后研究的重點。在夏熱冬冷地區,協調冬夏兩季的矛盾是玻璃幕墻節能的方向之一。
參考文獻
[1]謝士濤. 通風
節能環保幕墻[J] . 建筑學報,2001 , (7) .
[2]楊紅,余莊. 可控性建筑設計[J] . 華中建筑,2001 , (3) .
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