通风式双层玻璃幕墙的热工分析与探讨.pdf

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1、Doors&Windows幕幕墙墙专专栏栏通风式双层玻璃幕墙的热工分析与探讨申永红北京江河幕墙股份有限公司摘要：本文通过浅显的理论分析对通风式双层幕墙的热工原理和计算公式进行推算和剖析，该种分析方法准确性较高，可用于通风式双层幕墙在实际工程的热工分析与能耗分析。笔者已经过多项实际工程验证，并且与国外先进的热工模拟软件进行比较，非常相近。关键词：通风式双层玻璃幕墙；热传递方式；传热计算；热平衡方程1前言排风通道，并且在空气层中间放置遮阳设施，如百页、遮阳布珍贵的能源是人类赖以生存和发展的基础，节约能源和等，这些设施可自动或手动调节。保护环境已成为当前人

2、类寻求可持续良性发展的主题之一，建筑节能也成为世界性潮流。作为现代建筑的象征，建筑幕墙得到了越来越广泛的应用，但是包括幕墙、门窗在内的建筑外围护结构综合能耗占建筑能耗的75%以上，现在广泛使用的单层玻璃幕墙基本上都采用镀膜玻璃、中空玻璃、断热型材等节能材料，在热工性能方面比过去的产品有所改善，但仍然存在能耗高的问题。最近几年发展的通风式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，可降低空调能耗，减少风雨及恶劣气候的影响，营造舒适温馨的生活和工作环境，越来越受到图1内通风双层玻璃幕墙建筑师和投资者的青睐。但是作

3、为高新技术领域的智能型通风式双层玻璃幕墙的热工计算不仅没有成型的计算理论，更没有技术标准。目前世界上幕墙技术领先的德国和日本也是采用试验室的方式进行验证，国内有实力的幕墙公司都投入足够的人力和财力进行通风式双层玻璃幕墙的热工性能方面的研究，以期彻底搞懂搞透双层幕墙的热工原理及计算公式，并希望用来指导实际工程的热工分析。2通风式双层玻璃幕墙的定义和功能2.1定义通风式双层玻璃幕墙又称为动态双层玻璃幕墙、呼吸式双层玻璃幕墙、双层通风玻璃幕墙等等。通风式双层玻璃幕墙一般都由双层玻璃幕墙组成，在两层玻璃幕墙中间形成一个空气层（缓冲层），可使空气在系统内进行有

4、序的活动。该缓冲层称之为热通道，在热通道空气层上下两端设有进风和图2外通风双层玻璃幕墙182013.11幕幕墙墙专专栏栏Doors&Windows根据热通道内空气流动的成因，通风式双层玻璃幕墙可只要温度高于绝对零度，物体总是不断地把热能变为辐射分为外通风和内通风两种。其中外通风双层玻璃幕墙热通道能，向外发出热辐射。同时，物体也不断地吸收周围物体投射的进出口都与室外相通，热通道内空气的流动是依靠太阳辐到它上面的辐射热，并把吸收的辐射能重新转变成热能。辐射热的照射，使热通道内的空气温度升高，在热压作用（烟囱射换热就是指物体之间相互辐射和吸收的总效果（一般

5、可将效应）下使热通道内形成热气流，从而使空气进行循环；而内热辐射看作红外线辐射）。通风双层幕墙热通道的进出口都与室内相通，热通道内空气3．3热对流的流动是与空气调节系统的通风机相配合，在热通道内形成热对流是指由于流体的宏观运动使温度不同的流体相压差，使热通道内的空气进行循环流动。对位移而产生的热量传递现象。热（或冷）的空气和它所接触通风式双层玻璃幕墙的典型节点见图1、图2。的平壁表面之间如果存在温差，就必然会发生热的对流交2．2功能换。在对流传热中，物体表面温度高于空气介质，物体呈放热2.2.1节约能源状态；反之呈吸热状态。通风式双层玻璃幕墙的最大的

6、优势是节约能源,它比单3.4传导热的计算层玻璃幕墙采暖节能约40%~50%，制冷节能约40%~60%。材料的传导热量与其两侧温度差、材料导热系数成正2.2.2提高舒适度比，与材料厚度成反比。具体关系为：平壁内部的热流量Φ与通风式双层玻璃幕墙可以降低幕墙内表面温度与室平壁的表面面积A及两侧表面的温差Δt成正比，与材料的内的温差，创建适宜的室内热环境，提高室内工作环境的厚度δ成反比，并与材料本身和材料表面的涂层材料的导热舒适度。性能和特性有关，可表示为：2.2.3提高隔声性能Φ=AΔt=AΔt滓R普通玻璃幕墙采取多种有效措施，隔声性能最多也只能姿达到30

7、db左右，为国标三级；而通风式双层玻璃幕墙很容易式中：达到38db~40db以上，超过国标一级，对城市中心日益增高λ——材料的热导率(导热系数)，与材料本身的物理和化的交通噪音有更好的阻隔性能。学性质有关；2.2.4智能型控制滓——导热热阻系数，用R表示，即R=滓，平壁的厚通风式双层玻璃幕墙可随着使用者对室内环境的不同姿姿需求，如温度、光线、新鲜空气等随意进行调整，真正体现人度越大，导热热阻系数就越大，反之就越小。性化的设计理念。3.5辐射热的计算2.5自然通风两平壁之间的辐射换热包括三个部分，即两个平壁表面通风式双层玻璃幕墙无论在多么恶劣的自然环境

8、下，都的辐射换热和平壁之间的空间辐射换热。两个平壁表面之间可实现自然通风，保持室内空气新鲜。的辐射换热可表示