一般情況下,如果空氣間層的密閉程度進一步提高,則導熱與對流的傳熱量將會再減少,所以,一般輻射換熱量約占50%或更多一些。
因為輻射換熱量在空氣間層的傳熱中所占比例較大,故當在內部使用鋁箔等反射輻射效果好的材料時,空氣間層的傳熱系數就會減小。
如果在空氣層靠內一側貼上鋁箔,傳熱量僅為無鋁箔時的70%左右。由于空氣間層內貼有光澤的鋁箔之后,可以防止大部分的輻射換熱。在實際工程中,能保持鋁箔長期不失光澤是何等的重要。但事實上,那些以透明樹脂薄膜復合的鋁箔,即便不使用,經數月之后,也會因表面被氧化而失效。
從分析結果得知,把鋁箔貼在低溫側,與不裝鋁箔時相比,空氣間層的室內側溫度有所提高,而靠外氣側的溫度變得更低了。對此,必須引起充分注意,由于空氣間層外氣側的溫度降低,將會增大空氣間層內部結露的可能性。
如果不設鋁箔而把絕熱材料置于低溫側,也就是外貼絕熱材料的做法。此時,經計算只占前者的30%左右。故只要在空氣間層的低溫側設絕熱材料,即便不再放入有光澤的鋁箔,也可以使空氣間層的輻射換熱量大幅度地減少。
通常為了減少輻射換熱,只要采取反射絕熱,或把絕熱材料置于低溫側,使兩側的溫差減少,均可收到良好的效果。當然,反射絕熱的效果還取決于表面的光澤程度,但欲長期保持光澤又存在不少問題,所以要求反射絕熱材料本身具備十分穩定的性能。
采用靠室外一側貼絕熱材料的做法的絕熱措施,雖然對減少輻射換熱能收到一定的效果,但卻使空氣間層的對流換熱有所增大。因為這時空氣間層的溫度已近于室溫,內部的空氣密度相應變小,相對于室外的低溫空氣,便產生一個較大的上浮力。尤其對于木結構的壁板,它由地坂的縫隙處易侵入室外空氣,這樣,空氣間層就如同煙囪的作用一樣,因對流的增強而使傳熱量變大。因此,在寒冷地區就要在空氣間層的上下端,以軟質泡沫塑料或纖維類絕熱材料為填塞物作成防氣密封條,以確保空氣間層的絕熱效果。
不過,在溫暖地區,空氣間層內適當的通氣有將室內水蒸汽排向室外的作用,從而可以防止因內部結露所造成的對內部材料的腐蝕。為此,對于選擇防水膜的利弊問題,也應認真的斟酌,在后面將會專門討論。
在空氣間層的高溫側,既靠近室內側內貼絕熱材料的情況下,把這種情況與前述的情況相比,輻射換熱量只為前者的30%左右,且空氣間層的空氣溫度與室外溫度的差值減少,從而使得煙囪效用相應減少了許多。
基于這一觀點,原則上可以認為,在空氣間層的高溫側設絕熱材料的效果為好。
另外,如前所述,通過間層的輻射換熱量,與間層表面材料的輻射性能(黑度或輻射系數)和間層的平均溫度有關。在南方的大部分需要遮陽和北方夏季需要遮陽的建筑,當采用隔熱為主的幕墻構造時,既外層以阻擋日射熱量進入室內為。如此,幕墻面層材料的輻射量較大時,如混凝土裝飾板、深色石材、銹面石材、陶土板、非光面磁板等,由表5.2—7中看出,有較高的吸收系數、輻射系數和發射率,如此對熱輻射高吸收高發射的材料,對幕墻內側的空氣間層的溫度有重要影響,當期間的溫度不能有效釋放時,加大了墻體隔熱的壓力,對節能也是不利的。
因此,對于遮陽為主的建筑或夏季的白天,因熱流方向恰與冬季相反,把絕熱材料布置在高溫側,即布置在空氣間層的室外側起到隔熱的作用,就能夠取得明顯的效果。
這樣,對空氣間層傳熱影響最大的首先是空氣間層的密閉程度;其次是熱流方向;兩側溫差;有無絕熱材料及其布置位置;以及形成空氣間層的材料的性質、輻射率以及空氣間層的厚度等等。
3. 關于構造傳熱
房屋圍護結構時刻受到室內外的熱作用,不斷有熱量通過圍護結構傳進或傳出。在冬季,室內溫度高于室外溫度,熱量由室內傳向室外;在夏季則正好相反,熱量主要由室外傳向室內。通過圍護結構的傳熱要經過三個過程。
表面吸熱——內表面從室內吸熱(冬季),或外表面從室外空間吸熱(夏季);
結構本身傳熱——熱量由高溫表面傳向低溫表面;
表面放熱——外表面向室外空間散發熱量(冬季),或內表面向室內散熱(夏季)。
嚴格地說,每一傳熱過程都是三種基本傳熱方式的綜合過程。
表面吸熱和放熱的機理是相同的,故一般總稱為“表面換熱”。在表面換熱過程中,既有表面與周圍空氣之間的對流與導熱,又有表面與其他表面之間的輻射傳熱。見表3。

在結構本身的傳熱過程中,實體材料層以導熱為主,空氣層一般以輻射傳熱為主。由于非透明幕墻構造中空氣層的必然存在,空氣層的傳熱不容忽視。根據幕墻的封閉和開放式兩種構造,空氣層也大致分為封閉式空氣間層和開放式空氣間層。后面將重點說明。通風良好的空氣間層,其熱阻可不考慮。這種空氣間層的間層溫度可取進氣溫度,表面換熱系數可取12.0 W/(m2K)。空氣間層的傳熱系數可由表4選取。

當然,即使是實體結構,也因大多數建筑材料都含有或多或少的孔隙,孔隙中的傳熱則又包括三種基本傳熱方式,特別是那些孔隙較多的輕質材料,這些材料構成了目前幕墻保溫的主要材料。表5 為部分建筑材料熱物理性能參數。



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