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玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的探討

文檔作者：霍慶勝文檔來(lái)源：江蘇后肖幕墻裝飾有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月01日
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建筑建材裝飾 2015年第 6期
前言
玻璃幕墻作為建筑物的外裝飾是現(xiàn)代化城市建筑的重要標(biāo)
志之一袁它打破了傳統(tǒng)的實(shí)體墻與門(mén)窗的界限袁巧妙地將建筑物
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能與裝飾功能有機(jī)地融為一體袁使建筑物更具
時(shí)代感和藝術(shù)性遙但玻璃幕墻又是建筑物熱交換堯熱傳導(dǎo)最活躍堯最敏感的部位袁是傳統(tǒng)墻體失熱損失5耀6 倍袁幕墻的能耗約占整
個(gè)建筑能耗的40%左右袁玻璃幕墻的節(jié)能有極其重要的地位遙
1 玻璃幕墻熱量傳遞方式
1.1 傳導(dǎo)
熱傳導(dǎo)即材料兩側(cè)存在溫差的前提下袁由于材料內(nèi)部分子和
原子產(chǎn)生微觀運(yùn)動(dòng)引起的傳熱稱(chēng)為導(dǎo)熱遙不同材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)
不相同曰玻璃幕墻常用金屬構(gòu)架為高導(dǎo)熱系數(shù)的鋁合金型材, 鋁
合金導(dǎo)熱系數(shù)為237W/(m.K)袁面材玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為0.5~1W/(m.
K)袁鋁材的導(dǎo)熱系數(shù)是玻璃的近300 倍袁因此玻璃幕墻必須控制
鋁型材的熱傳導(dǎo)袁防止形成野冷橋冶遙1.2 熱輻射
熱輻射即通過(guò)電磁波傳熱的現(xiàn)象袁太陽(yáng)能熱輻射主要靠波長(zhǎng)
較長(zhǎng)的可見(jiàn)光淵波長(zhǎng)在760耀4000nm冤和紅外線淵波長(zhǎng)在380耀
760nm 之間冤傳播袁約占總熱量的95%袁而波長(zhǎng)在150耀380nm 的
紫外線只占5%曰室內(nèi)黑體淵如北方暖氣片等冤熱輻射主要靠紅外
線傳熱曰因此在保證室內(nèi)足夠采光的前提下減少熱輻射關(guān)鍵是控
制紅外線及紫外線遙1.3 對(duì)流傳熱
對(duì)流傳熱即熱能在液體或氣體中從一處傳遞到另一處的過(guò)
程袁玻璃幕墻對(duì)流傳熱主要通過(guò)空氣從一側(cè)傳遞到另一側(cè)袁因此
為減少對(duì)流傳熱控制玻璃幕墻的氣密性是關(guān)鍵遙
2 玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)概念
玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)是指通過(guò)改善幕墻結(jié)構(gòu)的熱工性能袁達(dá)到
夏季隔絕室外熱量進(jìn)入室內(nèi)袁冬季防止室內(nèi)熱量泄出室外袁使建
筑物室內(nèi)溫度盡可能接近舒適溫度袁以減少通過(guò)輔助設(shè)備如采
暖堯制冷設(shè)備來(lái)達(dá)到合理舒適室溫的負(fù)荷袁最終達(dá)到節(jié)能的目的遙節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透量堯減少傳熱量堯減少太陽(yáng)輻射能三
個(gè)方面進(jìn)行遙減少滲透量可以減少室內(nèi)外冷熱氣流的直接交換而增
加設(shè)備負(fù)荷袁可通過(guò)采用密封材料增加幕墻的氣密性曰減少傳熱量
是防止室內(nèi)外溫差的存在而引起的熱量傳遞袁玻璃幕墻由面板玻璃
和骨架材料組成袁通過(guò)采用節(jié)能結(jié)構(gòu)堯節(jié)能材料來(lái)降低幕墻的整體
傳熱系數(shù)以減少傳熱量曰在南方地區(qū)太陽(yáng)輻射非常強(qiáng)烈袁通過(guò)透明
幕墻傳遞的輻射熱占主要地位袁因此可通過(guò)遮陽(yáng)設(shè)施淵外遮陽(yáng)堯內(nèi)遮
陽(yáng)等冤及高遮蔽系數(shù)的面板材料淵如low-e玻璃冤來(lái)減少太陽(yáng)輻射量遙
3 玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)
玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)必須從降低幕墻的傳熱系數(shù)堯遮陽(yáng)系
數(shù)袁及提高氣密性三方面來(lái)設(shè)計(jì)遙3.1 降低玻璃幕墻傳熱系數(shù)的設(shè)計(jì)
材料的傳熱系數(shù)即材料兩側(cè)溫差為1k 時(shí)袁每平方米材料單
位時(shí)間內(nèi)由高溫一側(cè)向低溫一側(cè)傳遞的熱量袁單位W/m2.k袁材料
的傳熱系數(shù)為材料傳熱阻的倒數(shù)遙
3.1.1 采用Low-E 中空鍍膜玻璃幕墻
Low-E 鍍膜玻璃即低輻射鍍膜玻璃袁它又分高透型Low-E 鍍膜玻璃和遮陽(yáng)型Low-E 鍍膜玻璃袁高透型Low-E 鍍膜玻璃對(duì)
可見(jiàn)光有高的透過(guò)率袁對(duì)遠(yuǎn)紅外線有高的反射率袁適用于高緯堯高
寒地區(qū)遙遮陽(yáng)型Low-E 鍍膜玻璃袁此種玻璃除了具有Low-E 鍍膜
玻璃反射遠(yuǎn)紅外線外袁還可以對(duì)陽(yáng)光有一定的控制作用袁對(duì)夏熱
冬冷地區(qū)比較適合遙
3.1.2 采用熱通道玻璃幕墻降低幕墻的傳熱系數(shù)遙熱通道換氣幕墻是利用熱空氣的煙囪效應(yīng)自然地將熱緩沖
層的熱空氣排到室外袁并配合中空玻璃內(nèi)的電動(dòng)升降窗簾袁而達(dá)
到良好的隔熱節(jié)能效果遙熱通道幕墻是雙層結(jié)構(gòu)的新型幕墻遙由內(nèi)外兩層玻璃幕墻組
成的通風(fēng)式幕墻袁又稱(chēng)雙層幕墻堯呼吸式幕墻堯熱通道幕墻遙內(nèi)外兩
層幕墻之間形成一個(gè)通風(fēng)換氣層袁由于此換氣層中空氣的流通或循
環(huán)作用袁使內(nèi)層幕墻的溫度接近室內(nèi)溫度袁減小溫差袁它比傳統(tǒng)的幕
墻采暖時(shí)節(jié)約能源42%原52%袁制冷時(shí)節(jié)約能源38%原60%遙內(nèi)堯外層
結(jié)構(gòu)之間形成一種通道袁空氣可以從下部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入通道袁也可以
從上部出風(fēng)口排出通道袁空氣在通道流動(dòng)袁導(dǎo)致熱能在通道的流動(dòng)
和傳遞袁因而在國(guó)際上一般稱(chēng)為熱通道幕墻遙淵見(jiàn)圖1冤
圖1 雙層玻璃幕墻與普通單層玻璃幕墻相比袁有兩方面區(qū)別袁一
是雙層結(jié)構(gòu)比單層結(jié)構(gòu)降低了幕墻的平均傳熱系數(shù)袁從而減少了
能耗曰二是利用太陽(yáng)能在熱通道產(chǎn)生的野溫室效應(yīng)冶和野煙囪效
應(yīng)冶袁增添了冬季和夏季節(jié)能的效果遙
3.1.3 采用真空玻璃幕墻降低幕墻的傳熱系數(shù)遙由于真空玻璃中間是真空層袁基本上消除了對(duì)流傳熱和傳導(dǎo)
傳熱遙真空玻璃與中空玻璃相比保溫性能更好袁熱阻更高袁因此具
有更好的防結(jié)露性能和隔熱節(jié)能遙真空玻璃兩片玻璃中間的真空
層消除了傳導(dǎo)與對(duì)流傳熱袁使房間與外界的熱交換降到極限遙據(jù)
國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心提供的數(shù)據(jù)顯示:真空玻璃的保
溫性能是中空玻璃的2 倍袁是單片玻璃的4 倍遙淵見(jiàn)圖2冤
玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的探討
霍慶勝
(江蘇后肖幕墻裝飾有限公司袁江蘇常州
摘要院分析了玻璃幕墻的傳熱方式袁提出了玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)方法遙
關(guān)鍵詞院節(jié)能曰傳熱曰遮陽(yáng)
中圖分類(lèi)號(hào)院TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼院A 文章編號(hào)院1674要3024淵2015冤06要02要02
材料應(yīng)用
2
213000 )
2015 年第6 期建筑建材裝飾
圖2
3.1.4 采用斷橋鋁合金型材防止形成野冷橋冶袁從而降低明框
及半隱框玻璃幕墻的熱傳導(dǎo)遙3.2 降低玻璃幕墻遮陽(yáng)系數(shù)的設(shè)計(jì)
3.2.1 遮陽(yáng)的作用與效果
由于室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷很多都是來(lái)自太陽(yáng)輻射袁而玻璃又是太陽(yáng)
輻射得熱的主要來(lái)源袁因而遮陽(yáng)對(duì)玻璃幕墻節(jié)能是很有效的袁玻
璃幕墻外設(shè)置遮陽(yáng)系統(tǒng)可以最大限度地減少太陽(yáng)能輻射傳熱遙玻
璃幕墻的外遮陽(yáng)一般分為固定遮陽(yáng)堯電動(dòng)遮陽(yáng)遙
3.2.2 遮陽(yáng)對(duì)室內(nèi)采光的作用遙遮陽(yáng)白葉片如布置太密將影
響室內(nèi)采光袁會(huì)降低室內(nèi)照度袁在陰雨天更為不利袁易給室內(nèi)辦公
人員一種壓抑感袁但如果設(shè)計(jì)太稀則起不到遮陽(yáng)效果遙因此,在遮
陽(yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要通過(guò)計(jì)算確定百葉尺寸及間距,即要達(dá)到遮陽(yáng)目
的又要滿(mǎn)足室內(nèi)天然采光的要求遙3.3 玻璃幕墻遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)
3.3.1 電動(dòng)外遮陽(yáng)百葉淵見(jiàn)圖3冤百葉采用梭型鋁合金斷面設(shè)計(jì)遙鋁合金百葉遮陽(yáng)板由百葉
中軸與受力鋁合金方管連接袁受力鋁合金方管與不銹鋼連桿固
定連接袁不銹鋼連桿在與玻璃幕墻立柱固定連接遙遮陽(yáng)百葉片根
據(jù)陽(yáng)光入射角由推桿電機(jī)控制葉片角度遙從而達(dá)到遮擋太陽(yáng)的
輻射熱傳導(dǎo)曰且由于外百葉位于玻璃幕墻外側(cè)袁在冬季夜間關(guān)閉
時(shí)袁百葉不僅可以遮擋天空背景冷輻射袁還可以阻擋風(fēng)速袁減少
玻璃幕墻外表面與外界的對(duì)流換熱袁提高幕墻的保溫性能遙此結(jié)
構(gòu)的不足是成本高遙淵鹽城市美術(shù)館采用此結(jié)構(gòu)冤
圖3
3.3.2 固定式外遮陽(yáng)百葉
固定式外遮陽(yáng)百葉系統(tǒng)一般可采用三種形式袁即水平式堯垂
置式及斜置式遙在兼顧通透性能和遮陽(yáng)性能的同時(shí)袁易采用斜置
式穿孔鋁單板遙傾斜角度可根據(jù)建筑所處不同緯度確定遙淵徐匯
軟件創(chuàng)業(yè)中心采用此結(jié)構(gòu)冤
3.3.3 采用內(nèi)遮陽(yáng)降低幕墻的遮陽(yáng)系數(shù)遙此遮陽(yáng)百葉一般不在幕墻設(shè)計(jì)范圍袁而由業(yè)主自行確定遙
3.3.4 智能化遮陽(yáng)
玻璃幕墻的遮陽(yáng)系統(tǒng)智能化就是對(duì)控制遮陽(yáng)板角度調(diào)節(jié)采用
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集成技術(shù)遙根據(jù)太陽(yáng)光的不同入射角度及太陽(yáng)的不
同起落時(shí)間進(jìn)行智能化控制遙并且還能利用陽(yáng)光熱量感應(yīng)器袁來(lái)自
動(dòng)控制遮陽(yáng)百葉的遮陽(yáng)角度袁使房間不被太強(qiáng)烈的陽(yáng)光所照射遙
4 總結(jié)
建筑幕墻具有質(zhì)量輕堯裝飾效果好堯耐震性好堯施工迅速堯更
換維修方便等優(yōu)點(diǎn)袁已成為現(xiàn)代都市大型建筑袁高層及超高層建
筑的設(shè)計(jì)主流遙
參考文獻(xiàn)院
[1]淵GB50189-2005冤公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]
淵上接第1 頁(yè)冤法等遙相比之下袁預(yù)留試件具有一定的難度袁如對(duì)環(huán)形槽的挖掘
工作具有一定的難度袁要保證埋拉桿同中心點(diǎn)對(duì)其等因素遙現(xiàn)場(chǎng)
鉆芯拉拔法造成的損傷相對(duì)較大袁堯安裝拉力架與膨脹螺栓容易
偏離預(yù)設(shè)設(shè)定的軌跡袁同時(shí)在取芯的過(guò)程中發(fā)生失敗的概率相
對(duì)較高遙測(cè)量的結(jié)果也存在一定的誤差遙噴大板室內(nèi)劈拉法具有
簡(jiǎn)潔易上手的優(yōu)勢(shì)袁在操作的過(guò)程中只要保證巖石噴射面的表
面無(wú)明顯粗糙的痕跡堯巖石的厚度較為均勻袁便可得出較為精確
的結(jié)果遙但在噴射的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)偏離中心線的情況遙因
此袁測(cè)量劈拉粘結(jié)強(qiáng)度的結(jié)果往往比實(shí)際值要偏高遙本次的試驗(yàn)
結(jié)果見(jiàn)表3遙表4院粘結(jié)強(qiáng)度值的試驗(yàn)結(jié)果
2.4 回彈率同一次厚度的關(guān)系
通過(guò)表3 可以看出混凝土的回彈率分別為24%和21%袁噴
射的厚度為25cm 左右袁回彈率同噴射的厚度之間成反比關(guān)系遙可以得知復(fù)合外加劑同粗纖維的混凝土的回彈率較低袁但是一
次噴射的厚度也相對(duì)較高袁在噴射過(guò)程中未發(fā)生堵管或留漿的
現(xiàn)象遙顯示出高效的噴射質(zhì)量袁說(shuō)明了本次試驗(yàn)的配比同拌合都
恰到好處遙在試驗(yàn)的條件都一樣的情況下袁噴射回彈率同混凝土
自身的黏聚性有關(guān)遙根據(jù)試驗(yàn)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)袁越是新拌合的混凝
土袁粘聚性就越好遙
3 討論
本文通過(guò)自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)袁對(duì)噴射性混凝土的抗裂性能堯力學(xué)
性能堯圍巖軸拉的粘結(jié)強(qiáng)度及回彈率同一次厚度的關(guān)系進(jìn)行了
試驗(yàn)袁試驗(yàn)結(jié)果表明院淤拌和物性能相當(dāng)時(shí)袁復(fù)摻無(wú)機(jī)納米外加
劑對(duì)噴射性混凝土的性能有一定的提升作用遙于單摻無(wú)機(jī)納米
外加劑具有較高的復(fù)摻強(qiáng)度袁與圍巖軸拉粘結(jié)強(qiáng)度均在1援0MPa 以上遙盂在對(duì)噴射性混凝土的圍巖軸拉粘結(jié)強(qiáng)度及回彈率進(jìn)行
測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)納米外加劑能對(duì)噴射性混凝土的粘聚性起到改
善作用袁從而降低回彈率遙
4 結(jié)論
綜上所述袁我國(guó)雖然沒(méi)有關(guān)于噴射混凝土試驗(yàn)的具體標(biāo)準(zhǔn)袁但是經(jīng)過(guò)一定的模擬試驗(yàn)及科學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)后袁對(duì)噴射混凝土
的性能的研究仍具有參考價(jià)值遙
參考文獻(xiàn)院
[1]崔圣愛(ài),李江渭,葉躍忠等.高地溫隧道干熱環(huán)境中噴射混
凝土與巖石黏結(jié)強(qiáng)度[J].建筑材料學(xué)報(bào),2013淵16冤
[2]歐陽(yáng)幼玲,陳迅捷,陸采榮等.鋼纖維和仿鋼纖維噴射混凝
土性能[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)淵自然科學(xué)版冤,2010淵40冤
材料應(yīng)用
3

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