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關于雙層玻璃幕墻節能輔助設計方法探討

來源:中國幕墻網收集整理  作者:*  日期:2009-11-27
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關鍵詞:門窗幕墻 節能 隔熱 保溫 玻璃幕墻 

  而考察目前國內幕墻設計中的合作方式和流程,基本上都是在建筑體形、布局方案都已經確定之后,由建筑師做出基本的立面劃分方案,然后交給幕墻廠家來完成施工圖設計,其間主要的考慮因素是結構安裝和防止冷橋。最后暖通設備工程師再根據廠家提供的幕墻參數計算空調負荷,所采用的方法也基本上是在傳統墻體房間負荷計算的基礎上做一些修改,由于沒有經驗常常設定很高的安全系數,導致大量能源浪費。在這樣的設計過程中,如果建筑師對DSF沒有比較深人的了解,缺乏建筑節能整體設計策略,就不可能真正發揮出DSF的優勢。相反,國內外一些成功的案例,比如法蘭克福商業銀行、位于波恩的DeutschePost以及國內剛建成的清華大學超低能耗樓,正是從建筑方案設計階段開始就把圍護結構設計有機地考慮進去(圖2),逐步深人發展,最終把DSF的節能和生態優勢充分發揮出來。

  可見,為了避免損失,國內應盡快探索能正確指導DSF實踐的理論和經驗。但必須注意的是,我們不能一味沿著歐洲的研究思路.一切從傳熱機理出發。這方面的研究固然非常重要,然而國內有能力開展這類計算、實驗研究的科研機構和企業并不多,而且目前這些方法費時費力,尚不能滿足當前方案設計階段的需要。所以,我們必須同時探索能夠更為直接地指導建筑設計的方法。考慮到一般建筑師的工作和思考方式,應該為他們提供一些比理論計算研究更為直觀的設計依據,諸如一些方便查詢的手冊。其中不僅應該比較系統地介紹DSF節能設計的基礎知識,還應總結歸納已有的設計經驗和科研成果,以圖表的形式直觀表達,使建筑師從一開始就可以根據項目所處地理位置、氣候條件、建筑規模和用途、建筑平面布局和使用情況等因素來判斷DSF的適用程度和合理的方案。此外,對以往相關作品的方案發展過程、DSF和建筑整體生態策略的配合,以及及得失之處的分析點評也是啟發和指導建筑師構思的最有效的方法之一。做這件工作不僅要收集很多案例資料,做一些基本的分類和總結,還需要充分考慮到現有理論和實驗研究取得的成果,用正確的理論來分析經驗事實才能得到可信結論。

  筆者認為,針對DSF設計,建筑設計過程中的三個階段(方案設計、初步設計和施工圖設計)應該各自有不同的任務和相應的輔助設計手段(圖3)。在方案設計階段,由于已確定的建筑信息非常有限,應主要依據其他工程經驗和理論研究的基本結論,再結合具體的氣候和周邊環境做出初步判斷,結合建筑室內空間組織整體考慮,同時利用粗糙的模型開展模擬計算以輔助淘汰和選擇方案;在初步設計階段,建筑的基本尺寸、結構和空調形式有待確定,可以對既有的幾個方案與HVAc(HeatinVentilationandAirConditioning暖通及空調)系統組合,進行全生命周期經濟分析和全年能耗分析,選擇最佳組合方案,方法主要是CFD和能耗模擬軟件,對于重要建筑還應該進行風洞實驗和幕墻足尺實驗;最后在施工圖設計階段,主要任務是深人優化選定的方案,推敲尺寸設計,完成空調系統容量設計和自動控制方案,可依靠CFD模擬計算優化DSF尺寸和出人口設計,以能耗模擬軟件輔助空調系統設計。這樣可以使得DSF和建筑有機結合,建筑師與工程師有效合作,整個決策和設計過程有章可循。


  結語

  我國對建筑節能的重視迫切要求能夠有效輔助雙層玻璃幕墻設計的方法,而國外目前取得的研究成果操作起來對工程師的要求較高,且費時費力,適合用于深人發展方案的后期階段。而初期的結合建筑設計的方案比較需要更適合建筑師掌握的、能更直接地指導工程實踐的方法。因此,在開展熱工理論、實驗研究的同時,應盡快開展對已有工程經驗的分析和總結,并針對建設項目在不同設計階段的特點和明確任務,提出可行的、真正使熱工研究成果服務于建筑設計的成果,從而保證DSF的優勢更有效地發揮出來。

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