双层玻璃幕墙的节能计算公式和设计方案

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1、双层玻璃幕墙的节能计算公式和设计方案一、引言建筑幕墙作为建筑的外围护结构,其热工性能直接影响到建筑能耗。现在广泛使用的单层玻璃幕墙，虽然逐渐采用热反射镀膜玻璃、中空玻璃、断热型材等其他节能材料，在热工性能方面比过去的门窗有所改善，但仍然存在能耗较大问题。最近几年发展的双层玻璃幕墙以其科学的结构，完善的功能，先进的设计理念，充分利用太阳能、自然通风换气，降低空调能耗，减少风及恶劣气候的影响，营造舒温馨的生活和工作环境，越来越受到建筑师和投资者的青睐。二、双层玻璃幕墙的组成双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间要形成一个通道同时外层幕墙设置进风口和出风口。外层幕墙一般采

2、用隐框、明框和点式玻璃幕墙，内层幕墙一般采用明框幕墙或铝合金门窗。（如附图1）三、双层幕墙的节能原理双层幕墙的节能是指幕墙在夏季利用“烟囱效应”通过自然通风换气，降低室内温度；在冬季能产生温室效应，提高保温效果，降低取暖能耗。本文来自幕墙百科http://www.mqbaike.com双层幕墙的自然通风换气利用通道的“烟囱效应”，即夏季在太阳光的照射下，幕墙通道中的空气被加热，使空气产生自下而上的流动，从而带走幕墙通道中的热空气，达到降低房间温度的作用。另一方面，由于双层幕墙的特殊结构，本身就具有一定的遮阳功能，可减少阳光对空气的辐射，降低房间温度，减少降温负荷，起到节约能源的目

3、的双层幕墙的冬季温室效应是在冬季时，可关闭外层幕墙的通风口，这样幕墙内部的空气在阳光照射下温度升高，减少室内和室外的温度差，减少室内温度的外界传递，起到房间保温功效，降低房间取暖费用。（如附图2）本文来自幕墙百科http://www.mqbaike.com附图2四、幕墙耗能的计算公式：△Q＝（Q单－Q双）/Q单……………………………………………4.1式中：△Q―――双层幕墙的节能百分比（％）Q单―――单层幕墙单位面积总耗能量（W/m2）Q双―――双层幕墙单位面积总耗能量（W/m2）Q＝Q墙＋Q漏＋Q通…………………………………………………4.2式中：Q墙―――单位面积幕墙材料单元

4、平均耗能量（W/m2）Q漏―――单位面积幕墙空气渗漏平均耗能量（W/m2）本文来自幕墙百科Q通―――单位面积幕墙通气换气平均耗能量(W/m2）Q墙＝（t外－t内）（imLi·Ki·Fi）/imFi…………………………4.3式中：t外―――室外平均计算温度（K）t内―――室内平均计算温度（K）Li―――传热修正系数(可按下表查取):幕墙朝向屋顶南东、西北水平0.800.900.950.96Ki―――不同材料单元的平均传热系数（W/m2·K）Fi―――不同材料单元的面积（m2）Q漏＝（t外－t内）（Cp·ρ·A·W2/3）·F…………………………4.4式中：Cp―――空气比热容ρ――

5、―空气密度（kg/m3）W―――计算风荷载（Pa）A―――幕墙计算单元单位压差和小时的漏气量（m3/h·Pa3/2）F―――幕墙计算单元的面积（m2）Q通=（t外－t内）（Cp·ρ·v·T）/F…………………………4.5式中：v―――单位时间内通风换气平均流量（m3/h）T―――换气通风时间（h）五、双层幕墙的节能设计方案从节能计算公式△Q＝（Q单－Q双）/Q单可以看出：提高双层幕墙节能的有效措施是减少幕墙的总耗能量。从Q＝Q墙＋Q漏＋Q通又可以看出减少幕墙总耗能量有3个方面的因素，现分别论述如下：5.1减少单位面积幕墙材料单元平均耗能量我们知道然的传递有3种方式：导热、对流、和

6、辐射。双层幕墙的传热是在室内和通风道及通风道和外界之间进行，而外层幕墙的通风始终敞开，因此，解决导热和辐射的关键是内层幕墙的方案设计：5.1.1内层幕墙的导热途径有以下2个方面：①幕墙框架：内层幕墙可用隐框、明框或铝合金推拉窗等几种形式。隐框玻璃幕墙的框架全部在室内，不存在导热问题，但隐框玻璃幕墙的造价较高，一般很少采用。为降低幕墙制作成本和维护方便，内层幕墙多数都采用铝合金推拉窗，而铝合金的导热系数λ选取2.3W/m2·k，所以为减少幕墙框架的导热应采用断热塑铝合金型材。断热型材的塑料连接件其λ为0.14，基本阻止了幕墙框架的导热。断热型材的塑料连接件其λ为0.14W/m2·K

7、②幕墙面板玻璃:玻璃是非金属材料，虽然它的导热系数仅为0.8～1W/m2·K。但内层幕墙采用的玻璃比较薄，一般选用6～8mm。其自身热阻R非常小，但玻璃面积占幕墙面积的70%左右，对室内温度的影响还是很大的，所以应采用真空玻璃。（见温度与热阻曲线附图3）5.1.2辐射对幕墙的影响主要表现在白天外界热量对室内的辐射和夜晚室内热量向外界的辐射。在南方地区为减少太阳对室内的辐射可在幕墙通道内设置电动百叶卷帘。通过百叶卷帘将阳光辐射挡在室外。而在北方寒冷地区，应采用LOW-E中空玻璃，它