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1、现代幕墙建筑设计中的节能设计探讨【】能源问题是当前世界各国普遍重视的问题，并已被列为人类面临的四大生存问题之一。在全世界的能源消耗中，无论是发达国家还是发展中国家，玻璃幕墙能耗在建筑总能耗中所占的比重都是很大的，约为30%～60%。因此，在世界范围内能源问题日益紧迫、建筑能耗不断增长的今天，世界各国又都将建筑节能工作列为工作中的重点。因此，本文针对幕墙节能设计进行探讨分析。 【关键词】玻璃幕墙;节能设计 0、前言 随着社会的进步和经济的快速发展，现在玻璃幕墙在高层办公写字楼商务酒店建筑中的风靡程度有增无
2、减，几乎是世界各大城市高层建筑立面的一致选择。虽然玻璃幕墙可以减少传统混凝土外墙大量的钢筋、混凝土使用量，对于减少高耗能建材使用所达到的能源、资源节约有很大的帮助；但玻璃幕墙作为建筑外围护结构，其自身的保温、隔热性能均远不及传统墙体，通常是传统墙体热损失的6～7倍。玻璃幕墙的能耗可以占到整个建筑能耗的50%左右,可见玻璃幕墙节能在我国公共建筑的节能中有极其重要的作用和地位。 1、节能型玻璃幕墙的设计原则 建筑幕墙的节能是在对建筑周边的自然环境,如光线、温度、风压、气候状况等充分分析和了解的基础上,针对建筑
3、本身的朝向、高度、室内功能等特点,通过有效地系统技术和产品对室内环境起到适应和调整的过程。这个过程需要综合多种因素考虑,需要处理多种关系,如隔热和得热、采光和遮阳、通风和热交换的关系,气密性、水密性和传热、隔声的关系等等。这个过程不应仅仅依据于单一的状态指标,如传统的传热系数K值就能够说明和解决的。因此,节能玻璃幕墙的设计应遵循如下原则: (1)科学性:需综合、全面权衡各因素,充分考虑其功能、性能等诸多方面,合理选型(幕墙的型式和窗墙面积比)、选材和构造。幕墙的传热系数由建筑物的外形和所处地区的气候条件、型
4、材的传热系数和玻璃的传热系数等综合确定。 (2)适用性:结合环境因素与项目的具体情况,参照标准规定与地方要求,认真落实国家有关节能政策,同时要处理好建筑低能耗与高舒适度的关系。 (3)经济性:建筑玻璃幕墙只是建筑围护结构的一部分,只是建筑节能的一个方面,节能的考虑需全盘考虑,只有达到节能与经济的统一才能体现节能的作用与价值。 (4)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。 2、建筑玻璃选择 节能玻璃家族有着色玻璃、阳光控制镀膜玻璃、普通中空玻璃和Lo；H为两水平板间距，m
5、；hs为太阳高度角；γs,。 5、简易权衡判断法 围护结构的外窗、透明幕墙和屋顶透明部分的热工性能一般用传热系数和遮阳系数表征，外墙、非透明幕墙和屋顶非透明部分的热工性能，仅用传热系数表征。设建筑物某朝向的总面积为S，透明部分(包括外窗和透明幕墙)面积为Sl，透明部分的传热系数和遮阳系数分别为K1和Sc1，非透明部分(包括外墙和非透明幕墙)面积为S2，非透明部分的传热系数为K2(K2满足标准要求即可，与讨论结果无关，不作特殊要求)，S＝S1S2，室内外温差为△T，太阳辐射照度为I，则单位时间内通过该朝向由
6、室外传人室内的热量Q1为： Q1＝0.889Sc1SlI△TK1Sl△TK2S2(3) 在《公共建筑节能设计标准》(GB50189)中，对于寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区，当窗墙面积比e1＝0.7时(记为外)，对于不同朝向，遮阳系数都有限值要求，令Sc1，取限值(记为Sc1*)。对于不同地区，当窗墙面积比e1＝0.7时，传热系数也有限值要求，令K1取限值(记为K1*)。则在同等室内外温差和同等阳光辐射照度的条件下，单位时间内，该朝向由室外传人室内最大热量Q*为 Q*＝0.889Sc1*Sl*I△T
7、K1*Sl*△TK2S2(4) 即该朝向的窗墙面积比和透明部分的热工参数都取限值。现将透明部分的面积加大至S3,透明部分的遮阳系数和传热系数分别调整为Sc3；和K3，非透明部分的面积缩小至S4，非透明部分的传热系数仍为K2，S＝S3；S4，室内外温差和太阳辐射照度不变，则单位时间内通过该朝向由室外传人室内的热量Q2为： Q2=0.889Sc3S3I△TK3S3△TK2S4(5) 令 0.889Sc1*Sl*I=0.889Sc3S3I(6) 有 Sc1*Sl*=Sc2S3(7) 用S除式(7)两边
8、，得 =(8) 则Sl*／S和S3／S分别为两种情况的窗墙面积比，分别记为e1*和e2，由式（6)得 Sc3= 由式(9)可见，当窗墙面积比e2>0.7时，只要透明部分的遮阳系数限值按式(8)取值，则可保证太阳光通过透明部分射向室内的热量与窗墙面积比为0.7时，遮阳系数取其对应限值的透明部分传递的太阳能严格相同，与太阳辐射照度无关，即在任何地区、任何季节、任何时候，两者都成立，即 0.88
