論節(jié)能玻璃幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)_工程管理

1、論節(jié)能玻璃幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)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)不僅要滿意建筑美學(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:“開放與溝通、舒適與自然、環(huán)保與節(jié)能?！睒?gòu)造現(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納鍍膜玻璃、Low-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、消退結(jié)構(gòu)體系“熱橋”、降低空氣滲透熱損失、削減開啟窗扇面積、提高其密封性等?？傊?尚停留在消極設(shè)防的設(shè)計(jì)思想階段。轉(zhuǎn)變?cè)O(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)當(dāng)追求設(shè)計(jì)功能的主動(dòng)性和樂觀性,變被動(dòng)設(shè)防為主動(dòng)利用能源的設(shè)計(jì)思想,為了削減冬

2、季采暖供熱的熱損失和能源消耗,為了削減夏季空調(diào)制冷的熱襲入和能源消耗,玻璃幕墻熱工設(shè)計(jì)的進(jìn)展趨向是:對(duì)于以采暖供熱為主的幕墻追求達(dá)到溫室效應(yīng),對(duì)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)是一種很好的進(jìn)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)用進(jìn)展方向,綜合運(yùn)用光能、熱能、電能的智能玻璃幕墻是最抱負(fù)的進(jìn)展方向。進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計(jì)時(shí),必需對(duì)其簡單的傳熱過程和傳熱方式進(jìn)行分析和討論。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,

3、通過玻璃的鍍膜層削減輻射換熱;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(duì)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四周空氣和外界環(huán)境間的換熱;外表面與四周空氣間的對(duì)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。四是一般玻璃幕墻采納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(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)影響最大,針對(duì)玻璃的導(dǎo)熱性能,設(shè)計(jì)時(shí)采納中空玻璃;針對(duì)鋁框的導(dǎo)熱性能,設(shè)計(jì)時(shí)采納尼龍66等結(jié)構(gòu)塑料,形成“斷橋”,可增大熱阻,削減熱傳導(dǎo),從而設(shè)計(jì)隔熱幕墻。在此基礎(chǔ)上,再

4、考慮其次種途徑(熱對(duì)流)和第三種途徑(熱輻射),在構(gòu)造上采納雙層Low-E玻璃,上下端對(duì)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)能原理是采納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”選用材料為聚酰胺尼龍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年月末,隔熱斷橋鋁型材在國外問世,主要用于高寒地區(qū)的鋁合金門窗,到20世紀(jì)80年月末開頭用于高寒地區(qū)的有框玻璃幕墻。我國目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中,

5、也開頭把它用于明框隔熱玻璃幕墻、隱框隔熱玻璃幕墻及點(diǎn)支式隔熱玻璃幕墻。此外,在隔熱幕墻中,更重要的是要留意中空玻璃的應(yīng)用與設(shè)計(jì)(由于在幕墻中,玻璃所占的面積比鋁合金框要大的多)。假如采納10+12A+10中空玻璃,那么其傳熱系數(shù)K達(dá)3.0W/(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狀況下,應(yīng)采納中空玻璃,假如中空玻璃內(nèi)充入惰性氣體,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狀況下,通過轉(zhuǎn)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、

6、不同要求的業(yè)主選擇。采納隔熱幕墻能起到很好的節(jié)能和降噪效果。與一般的單層玻璃相比,節(jié)約能耗約25%50%,降噪約達(dá)30db40db.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)的新進(jìn)展。依據(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“放開式外循環(huán)體系”兩種類型。前者需要通過電機(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放開結(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)行原理可以根據(jù)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 下兩端的排氣口裝置,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,削減空調(diào)制冷的負(fù)荷,節(jié)省能源,降低能耗。通過對(duì)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)輸入新奇空氣。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