以《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005实施为标志,中国建筑幕墙进入有节能设计要求时代。在此以前,我国的建筑幕墙是没有节能设计的,玻璃幕墙通常采用单片玻璃,普通非断桥铝合金型材,石材和铝板面板后面也没有保温岩棉。建筑幕墙设计只有一个要求,即安全。2005年7月1日之后,《公共建筑节能设计标准》GB 50189—2005开始实施,我国的建筑幕墙设计不但要满足安全要求,同时也要满足节能要求。因此建筑幕墙在设计上增加了许多新的概念,如玻璃幕墙传染系数、遮阳系数,石材幕墙和铝板幕墙传热系数等。尽管建筑幕墙节能设计已经实施十几年,但行业内依然对某些节能要点存在模糊、甚至是错误的认知。本文现对建筑幕墙节能设计中重要且依然容易出错的技术要点进行阐述。
二、透明幕墙和非透明幕墙
建筑幕墙按面板可分为玻璃幕墙、石材幕墙、铝板幕墙、人造板幕墙等,按构造可分为单元式幕墙、构件式幕墙、双层幕墙等。《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005中又给出透明幕墙和非透明幕墙的概念。石材幕墙和铝板幕墙属于非透明幕墙是非常好理解的,但如果把玻璃幕墙一概认定为是透明幕墙就错误了,例如层间部位的玻璃幕墙就属于非透明幕墙。工程中把层间部位的玻璃幕墙误作为透明幕墙设计是有许多工程案例的,更有幕墙工程安装完成,竣工验收时遇到巨大障碍,甚至拆除。透明幕墙的传热系数要求低(传入系数要求低,传热系数大),非透明幕墙的传热系数要求高(传入系数要求高,传热系数小)。玻璃是透明材料,其热工参数之一是传热系数。中空玻璃传热系数不是定值,其大小与其空间取向有关。中空玻璃垂直水平面时其传热系数最小;中空玻璃与水平面平行时其传热系数最大,其原因与中空玻璃空气腔的空气对流有关。通常玻璃生产企业给出的中空玻璃传热系数都是中空玻璃的最小值,作为幕墙或门窗玻璃使用是正确的,但如果作为采光顶玻璃,该传热系数就不准确了,其数值要大一些,具体数值应按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113计算得出。
三、开缝石材幕墙
石材幕墙有开缝和闭缝之分,石材板块周边不注胶为开缝,注胶为闭缝,两种在装饰效果和许多性能方面有差异。其他方面不计,单就其传热系数,两者之间也不同。闭缝石材幕墙其热阻从石材面板外表面计算到室内墙内表面,而开缝石材幕墙的热阻应从石材面板后面保温层外表面算起。不但石材板的热阻不能计入,就是石材板和保温层之间空气的热阻也不能计入,两者计算结果差异较大。玻璃幕墙的热工性能采用遮阳系数和传热系数表征,石材幕墙和铝板幕墙等非透明幕墙仅采用传热系数表征其热工性能。如要最大限度地提高幕墙的热工性能,遮阳系数和传热系数的期望值是什么呢?显然玻璃幕墙的遮阳系数不是越小越好,因为随着玻璃遮阳系数的降低一定伴随着玻璃可见光透光率不同程度的下降。过小的玻璃可见光透过率不但会增加室内照明能耗,也会影响建筑室内舒适性。另外,玻璃幕墙遮阳系数夏季是正作用,会显著降低建筑空调能耗,但冬季是负作用,会增加建筑的采暖能耗,因为冬季通过玻璃进入室内的阳光减少了。即便对于没有采暖要求的地区,冬季尽可能多阳光进入室内也会增加舒适性。因此对于任何气候分区,遮阳系数不是越小越好,满足要求,适中才是其期望值。
那么传热系数呢?他的期望值是什么?
双层玻璃幕墙最大的优点就表现在热工性能上,分歧最大的也在热工性能上。双层幕墙有明显的温室效应,顾名思义,温室效应即是双层幕墙通道能形成热屏蔽,冬季能阻止室内的热量流向室外,夏季能阻止室外的热量流向室内,使得室内处于较恒定的热环境中。
双层幕墙的温室效应共有三种表现形式:
其一是在炎热的夏季,双层幕墙中通道里的进气口和出气口全部打开,由于烟窗效应,空气将在通道中自下而上的运行,在空气运行过程中,将通道内的热量带出通道,使得内层幕墙处于较低的温度环境中,阻止了热量由室外流向室内,这是双层通道幕墙温室效应的表现形式之一。但是这种温室效应是动态的、随机的,只能定性描述,目前还无法定量计算,即使采用计算软件模拟计算,其结果的准确性也不好评价。双层玻璃幕墙在节能机理上与中空玻璃、双层玻璃窗是相同的。今天已经不再有人怀疑中空玻璃和双层玻璃窗的节能效果,因此双层玻璃幕墙的节能效果也一定会被逐渐接受。
七、结束语
建筑幕墙节能是永恒的主题,不会朝令夕改,只会要求越来越高,因此清晰认识建筑幕墙节能要点,准确把握行业节能发展技术与方向是极为重要的。
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苏州百联节能科技股份有限公司(简称:百联科技,股票代码:871132)创立于2010年1月,注册资金2000万,2017年2月批准在全国中小企业股份转让系统(简称:新三板)挂牌上市,17年专注工业与民用建筑节能装饰系统服务,成为行业内领先的公众公司。
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