1、转变设计理念:变被动为主动
玻璃幕墙的
热工设计,应该追求设计功能的主动性和积极性,变被动设防为主动利用能源的设计思想,为了减少冬季
采暖供热的
热损失和能源消耗,为了减少夏季空调制冷的热袭入和能源消耗,玻璃幕墙热工设计的发展趋向是:对于以采暖供热为主的幕墙追求达到温室效应,对于以空调制冷为主的幕墙追求达到冷房效果,无论何种幕墙都将追求合理利用
太阳能。动态幕墙(也称
热通道幕墙、
双层通风幕墙)是一种很好的发展方向,由
光电板系统和幕墙系统组成的
光电幕墙也是主动利用太阳能的一个应用发展方向,综合运用光能、热能、电能的
智能玻璃幕墙是最理想的发展方向。
进行幕墙热工设计时,必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径:一是玻璃和
铝合金(
不锈钢)
金属框格的传热:通过单层玻璃的热流传热,通过金属框格传热,通过玻璃的
镀膜层减少
辐射换热;二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热:内表面与室内空气间的
对流换热,内表面与室内环境间的
辐射换热;三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热;外表面与周围空气间的
对流换热,外表面与外界环境间的辐射换热,外表面与空间的各种长波(如电磁波、红外线等产生的长度)辐射换热。四是普通玻璃幕墙采用单层玻璃和
铝合金型材的梁柱结构,而
节能玻璃 幕墙则应从上述三种途径加以考虑:第一种途径(
热传导)对
节点设计影响最大,针对玻璃的
导热性能,设计时采用
中空玻璃 ;针对铝框的
导热性能,设计时采用
尼龙66等结构
塑料,形成“断桥”,可增大
热阻,减少热
传导,从而设计
隔热幕墙。在此基础上,再考虑第二种途径(
热对流)和第三种途径(
热辐射),在构造上采用双层Low-E玻璃 ,上下端对流开口,从而设计动态幕墙。
2、隔热幕墙的节点设计
隔热幕墙的节能原理是采用
中空玻璃和隔热
断桥铝型材来实现节能的。
隔热断桥铝型材的隔热原理是基于产生一个连续的隔热区域,利用隔热条将铝合金型材分隔成两个部分。隔热条“
冷桥”选用材料为
聚酰胺尼龙66,其
导热系数为0.3W/(m2K),远小于铝合金的导热系数210W/(m2K),而
力学性能指标与铝合金相当。20世纪70年代末,隔热
断桥铝型材在国外问世,主要用于高寒地区的
铝合金门窗,到20世纪80年代末开始用于高寒地区的有框玻璃幕墙。我国目前在
保温隔热性能要求很高的建筑中,也开始把它用于明框
隔热玻璃幕墙、隐框隔热玻璃幕墙及点支式隔热玻璃幕墙。
此外,在隔热幕墙中,更重要的是要注意中空玻璃的应用与设计(因为在幕墙中,玻璃所占的面积比铝合金框要大的多)。如果采用10+12A+10中空玻璃 ,那么其
传热系数K达3。0W/(m2K)左右,传热系数比单层玻璃低了近1/2,可以大大地降低能耗,因此,在保温性能要求比较高的情况下,应采用中空玻璃,如果中空玻璃内充入
惰性气体,其K值还以可降至1。3W/(m2K)。
铝型材节点设计的总体思路是:在铝合金型材
截面不变的情况下,通过改变隔热条和
胶条的尺寸,分别装配不同厚度的中空玻璃,从而达到不同的隔热设计要求,以供不同地区、不同类型的建筑、不同要求的业主选择。采用隔热幕墙能起到很好的节能和
降噪效果。与普通的单层玻璃相比,节省能耗约25%~50%,降噪约达30db~40db。动态幕墙的节点设计动态幕墙是一种新型的
节能幕墙,是
幕墙技术的新发展。根据其结构,可以分为“封闭式内循环体系”和自然通风的“敞开式外循环体系”两种类型。前者需要通过电机强制抽风,因而总体节能水平不高;后者通过自然通风,所以节能效果更为明显。
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