建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求:在冬季最大限度的利用自然能來取暖,多獲得熱量和減少熱損耗;夏季最大限度減少得熱并利用自然能降溫、
冷卻,以達(dá)到節(jié)能目的。
透明幕墻對(duì)
建筑耗能高低的影響主要有兩個(gè)方面,一是透明幕墻的
熱工性能影響到冬季
采暖,夏季空調(diào)室內(nèi)外溫差傳熱;另外就是幕墻的透明材料(如玻璃)受
太陽輻射影響而造成的建筑室內(nèi)的得熱。冬季,通過透明幕墻進(jìn)入室內(nèi)的太陽
輻射熱有利于建筑的節(jié)能,因此減少透明幕墻的
傳熱系數(shù),抑制室溫傳熱是降低透明幕墻熱損耗的主要途徑之一;夏季通過透明幕墻進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱成為空調(diào)降溫的主要負(fù)荷,因此,減少進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱以及減少透明幕墻的溫度傳熱都是降低空調(diào)能耗的途徑。
在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū),采暖期室內(nèi)外溫差傳熱的熱量損失占主導(dǎo)地位。因此,對(duì)幕墻的傳熱系數(shù)的要求高于南方地區(qū)。反之,在夏熱冬暖和夏熱冬冷地區(qū),空調(diào)期太陽輻射得熱所引起的負(fù)荷可能成了主要矛盾,因此,對(duì)幕墻的玻璃(或其他透明材料)的
遮陽系數(shù)的要求高于北方地區(qū)。
下面舉例說明根據(jù)建筑所處的氣候區(qū)和
窗墻比選擇玻璃(或其他透明材料),使
玻璃幕墻(透明幕墻和非透明幕墻)的傳熱系數(shù)和玻璃的
遮陽系數(shù)符合《
公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。
例 1 一建筑長
30m、寬
10m、高
20m求體形系數(shù)。
解: S=F/V=(30×20×2+10×20×2+30×10)/(30×10×20)=0.267
例 2 求分格為1800×2100幕墻透光部分傳熱系數(shù)。
A. 單層玻璃幕墻 玻璃T=
10mm,
鋁框(普通
型材)寬
60mm。
鋁框部分面積 A
鋁=2.1×1.8-2.04×1.74=
0.23m
2
玻璃部分面積 A
玻=2.04×1.74=
3.55 m
2
玻璃
傳熱阻 R=δ/λ=0.01/0.76=0.013 (m
2·K) / W
鋁框傳
熱阻 R=0.10
幕墻透光部分面積加權(quán)傳熱阻 R= ( R
玻A
玻+ R
鋁A
鋁 )/ ( A
玻+ A
鋁 ) =(0.013×3.55+0.10×0.23)/(3.55+0.23)=0.0183(m
2·K) / W
單層玻璃幕墻 玻璃T=
10mm,鋁框(斷熱型材)寬
60mm。
鋁框部分面積 A
鋁=2.1×1.8-2.04×1.74=
0.23m
2
玻璃部分面積 A
玻=2.04×1.74=
3.55 m
2
玻璃傳熱阻 R=δ/λ=0.01/0.76=0.013 (m
2·K) / W
鋁框傳熱阻 R=0.15
幕墻透光部分面積加權(quán)傳熱阻 R= ( R
玻A
玻+ R
鋁A
鋁 )/ ( A
玻+ A
鋁 ) =(0.013×3.55+0.15×0.23)/(3.55+0.23)=0.0213(m
2·K) / W
B.
中空玻璃幕墻 6+9+6
中空玻璃,鋁框(普通型材)寬
60mm。
鋁框部分面積 A
鋁=2.1×1.8-2.04×1.74=
0.23m
2
玻璃部分面積 A
玻=2.04×1.74=
3.55 m
2
玻璃傳熱阻 R =δ/λ+ R
空+δ/λ=0.006/0.76+0.12+0.006/0.76=0.136(m
2·K)
/ W
鋁框傳熱阻 R=0.10
幕墻透光部分面積加權(quán)傳熱阻 R= ( R
玻A
玻+ R
鋁A
鋁 )/ ( A
玻+ A
鋁 ) =(0.136×3.55+0.10×0.23)/(3.55+0.23)=0.134(m
2·K) / W
中空玻璃幕墻 6+9+6中空玻璃,鋁框(斷熱型材)寬
60mm。
鋁框部分面積 A
鋁=2.1×1.8-2.04×1.74=
0.23m
2
玻璃部分面積 A
玻=2.04×1.74=
3.55 m
2
玻璃部分傳熱阻 R =δ/λ+ R
A+δ/λ=0.006/0.76+0.12+0.006/0.76=0.136(m
2·K)
/ W
鋁框部分傳熱阻 R=0.15
幕墻透光部分面積加權(quán)傳熱阻 R= ( R
玻A
玻+ R
鋁A
鋁 )/ ( A
玻+ A
鋁 ) =(0.136×3.55+0.15×0.23)/(3.55+0.23)=0.137(m
2·K) / W
例3 求分格為1800×2100幕墻不透光部分傳熱系數(shù)(K≤1.0 W/(m
2·K))。
A. 單層玻璃 T=
10mm,鋁框(普通型材)寬
60mm,后加
35mm
保溫棉、
80mm封閉空氣層。
普通型材單層玻璃幕墻傳熱阻 R= 0.0183(m
2·K) / W
幕墻不透光部分傳熱阻
冬季 R
0= Ri + R+ R
棉+ R
空+ Re =0.11+0.0183+0.035/0.05+0.18+0.04=1.048
(m
2·K) / W
幕墻不透光部分傳熱系數(shù) 冬季 K=1/ R
0=1/1.048=0.954
W/(m
2·K)
幕墻不透光部分傳熱阻
夏季 R
0= Ri + R+ R
棉+ R
空+Re =0.11+0.0183+0.035/0.05+0.15+0.05=1.028
(m
2·K) / W
幕墻不透光部分傳熱系數(shù) 夏季 K=1/ R
0=1/1.028=0.963<1.0W/(m
2·K)
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