玻璃幕墻是現(xiàn)代化建筑的主要外
圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一，其設(shè)計(jì)不僅要滿足建筑美學(xué)和建筑功能的要求，而且要更多地考慮
熱工設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)當(dāng)前國際上流行的建筑設(shè)計(jì)三大原則:“開放與交流、舒適與自然、環(huán)保與節(jié)能。”
現(xiàn)階段，大多數(shù)提高玻璃幕墻節(jié)能
保溫性能的工程主要措施是采用
鍍膜玻璃、Low一E玻璃、
熱反射玻璃、
中空玻璃及
隔熱斷橋鋁型材降低結(jié)構(gòu)
傳熱系數(shù)K、消除結(jié)構(gòu)體系“
熱橋”、降低
空氣滲透熱損失、減少開啟
窗扇面積、提高其
密封性等。總之，尚停留在消極設(shè)防的設(shè)計(jì)思想階段。
轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)理念:變被動(dòng)為主動(dòng)
玻璃幕墻的熱工設(shè)計(jì)，應(yīng)該追求設(shè)計(jì)功能的主動(dòng)性和積極性，變被動(dòng)設(shè)防為主動(dòng)利用能源的設(shè)計(jì)思想，為了減少冬季
采暖供熱的熱損失和能源消耗，為了減少夏季空調(diào)制冷的熱襲入和能源消耗，玻璃幕墻熱工設(shè)計(jì)的發(fā)展趨向是:對于以采暖供熱為主的幕墻追求達(dá)到溫室效應(yīng)，對于以空調(diào)制冷為主的幕墻追求達(dá)到冷房效果，無論何種幕墻都將追求合理利用
太陽能。動(dòng)態(tài)幕墻(也稱
熱通道幕墻、
雙層通風(fēng)幕墻)是一種很好的發(fā)展方向，由
光電板系統(tǒng)和幕墻系統(tǒng)組成的
光電幕墻也是主動(dòng)利用太陽能的一個(gè)應(yīng)用發(fā)展方向，綜合運(yùn)用光能、熱能、電能的
智能玻璃幕墻是最理想的發(fā)展方向。
進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計(jì)時(shí)，必須對其復(fù)雜的傳熱過程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究。玻璃幕墻的傳熱過程大致有三種途徑:一是玻璃和
鋁合金(
不銹鋼)
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;二是幕墻內(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;三是玻璃幕墻外表面與周圍空氣和外界環(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)生的長度)輻射換熱。四是普通玻璃幕墻采用單層玻璃和
鋁合金型材的梁柱結(jié)構(gòu)，而
節(jié)能玻璃幕墻則應(yīng)從上述三種途徑加以考慮:第一種途徑(
熱傳導(dǎo))對
節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)影響最大，針對玻璃的
導(dǎo)熱性能，設(shè)計(jì)時(shí)采用
中空玻璃;針對鋁框的
導(dǎo)熱性能，設(shè)計(jì)時(shí)采用
尼龍66等結(jié)構(gòu)
塑料，形成“斷橋”，可增大
熱阻，減少熱
傳導(dǎo)，從而設(shè)計(jì)
隔熱幕墻。在此基礎(chǔ)上，再考慮第二種途徑(
熱對流)和第三種涂徑(
熱輻射)，在構(gòu)造上采用雙層Low一E玻璃，上下端對流開口，從而設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)幕墻。
隔熱幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
隔熱幕墻的節(jié)能原理是采用中空玻璃和隔熱
斷橋鋁型材來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的。隔熱
斷橋鋁型材的隔熱原理是基于產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的隔熱區(qū)域，利用隔熱條將鋁合金型材分隔成兩個(gè)部分。隔熱條“
冷橋”選用材料為聚酞胺
尼龍66，其
導(dǎo)熱系數(shù)為。0.3W/( m2K)，遠(yuǎn)小于鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)210W/(m2K)，而
力學(xué)性能指標(biāo)與鋁合金相當(dāng)。20世紀(jì)70年代末，隔熱斷橋
鋁型材在國外間世，主要用于高寒地區(qū)的
鋁合金門窗，到20世紀(jì)日0年代末開始用于高寒地區(qū)的有框玻璃幕音。我國目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中，也開始把它用于明框
隔熱玻璃幕墻、隱框隔熱玻璃幕墻及點(diǎn)支式隔電玻璃幕墻。
此外，在隔熱幕墻中，更重要的是要注意中空玻璃的應(yīng)用與設(shè)計(jì)(因?yàn)樵谀粔χ校Ａ嫉拿娣e比鋁合金框要大的多)。如果采用10+12A+10中空玻璃，那么其傳熱系數(shù)達(dá)3.OW/(m2K)左右，傳熱系數(shù)比單層玻璃低了近1/2,可以大大地降低能耗，因此，在保溫性能要求比較高的清況下，應(yīng)采用中空玻璃，如果中空玻璃內(nèi)充入.陶性氣本，其K值還以可降至1 .3W/(m2K)。
鋁型材節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的總體思路是:在鋁合金型材
截面不變的情況下，通過改變隔熱條和
膠條的尺寸，分別裝配不同厚度的中空玻璃，從而達(dá)到不同的隔熱設(shè)計(jì)要求，以供不同地區(qū)、不同類型的建筑、不同要求的業(yè)主選擇。采用隔熱幕墻能起到很好的節(jié)能和
降噪效果。與普通的單層玻璃相比，節(jié)省能耗約25%-50%,降噪約達(dá)30d不b-40db。動(dòng)態(tài)幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)幕墻是一種新型的
節(jié)能幕墻，是
幕墻技術(shù)的新發(fā)展。根據(jù)其結(jié)構(gòu)，可以分為“封閉式內(nèi)循環(huán)體系”和自然通風(fēng)的“敞開式外循環(huán)體系”兩種類型。前首需要通過電機(jī)強(qiáng)制抽風(fēng)，因而總體節(jié)能水平不高;后者通過自然通風(fēng)，所以節(jié)能效果更為明顯。
自然通風(fēng)式動(dòng)態(tài)幕墻的構(gòu)造，其外層由單層玻璃及非
絕熱桿件組成的敞開
結(jié)構(gòu)玻璃幕墻，內(nèi)層由絕熱桿件和中空玻璃組成的
推拉門(或
推拉窗)幕墻體系。兩層幕墻之間的
熱通道一般裝有可自動(dòng)調(diào)控的百葉。在熱通道的上下兩端裝有排風(fēng)和進(jìn)風(fēng)裝置。
其運(yùn)行原理可以按照不同的季節(jié)說明。夏天:內(nèi)外兩層幕墻中間熱通道的溫度很高時(shí)，可打開熱通道上下兩端的掃氣口裝置，在熱通道內(nèi)由于熱煙囪效應(yīng)產(chǎn)生自下而上的氣流運(yùn)動(dòng)，帶走了通道內(nèi)的熱量，這樣可以降低內(nèi)側(cè)幕墻的外
表面溫度，減少空調(diào)制冷的負(fù)荷，節(jié)約能源，降低能耗。通過對通道上下兩端排氣、進(jìn)氣裝置的調(diào)控，在通道內(nèi)形成負(fù)壓，利用內(nèi)側(cè)幕墻兩邊的壓差和開啟扇，可以隨時(shí)向室內(nèi)輸入新鮮空氣。冬天:通道上下兩端的排氣口裝置關(guān)閉，內(nèi)外兩層玻璃幕墻間的熱通道由于陽光的照射，溫度升高，像一個(gè)溫室，這樣等于提高了內(nèi)側(cè)幕墻外表面的溫度，減少了建筑物采暖的運(yùn)行費(fèi)用。春、秋兩季溫度適中之時(shí)，不存在采暖和制冷，可以打開推拉
門和室外自然氣溫交流而達(dá)到平衡。
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