謝盛奮

摘 要：為了貫徹國(guó)家有關(guān)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境，落實(shí)“十二五”期間節(jié)能減排的目標(biāo)，在保證居民生活環(huán)境基本要求的前提下，進(jìn)一步降低居住建筑能源消耗，改善了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，構(gòu)建一個(gè)和諧美好的社會(huì)。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；傳熱系數(shù)；能耗；可持續(xù)發(fā)展

1 前言

我國(guó)正處于發(fā)展中的國(guó)家，并且又是一個(gè)建筑大國(guó)，建筑面積高達(dá)17-18億平方米。隨著我國(guó)的小康社會(huì)的建設(shè)，建筑事業(yè)的發(fā)展也越來(lái)越迅速，因此帶來(lái)的問(wèn)題就是能源的消耗也就越來(lái)越大。為貫徹國(guó)家有關(guān)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的政策，落實(shí)“十二五”時(shí)期節(jié)能減排的目標(biāo)，降低居住建筑能源消耗，改善了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，構(gòu)建一個(gè)和諧美好的社會(huì)，節(jié)能減排任務(wù)十分艱巨。

門(mén)窗幕墻作為建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)建筑功能的重要部件，他們的熱工性能最為薄弱，是建筑節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，我們通過(guò)降低建筑幕墻的傳熱系數(shù)，以達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2 幕墻傳熱系數(shù)計(jì)算理論

單幅幕墻的整體傳熱系數(shù)由框傳熱系數(shù)、面板傳熱系數(shù)、邊界區(qū)線傳熱系數(shù)三部分的加權(quán)平均值獲得，計(jì)算公式如下：

式中：UCW——單幅幕墻的傳熱系數(shù)W/（m2·K））； Ag ——玻璃或透明面板面積（m2）；lg ——玻璃或透明面板邊緣長(zhǎng)度（m）； Ug ——玻璃或透明面板傳熱系數(shù)W/（m2·K）；[Ψg]——玻璃或透明面板邊緣的線傳熱系數(shù)W/（m·K）； Ap ——非透明面板面積（m2）；lp ——非透明面板邊緣長(zhǎng)度（m）； Up ——非透明面板傳熱系數(shù)W/（m2·K）；[Ψp]——非透明面板邊緣的線傳熱系數(shù)W/（m·K）； Af——框面積（m2）； Uf——框的傳熱系數(shù)W/（m2·K）

單幅幕墻的傳熱系數(shù)與組合幕墻的各種材料所占的面積及自身的傳熱系數(shù)成正比，所以降低整幅幕墻的傳熱系數(shù)就要降低各組成部分的傳熱系數(shù)。

3 降低幕墻傳熱系數(shù)設(shè)計(jì)理論

從幕墻傳熱系數(shù)的計(jì)算公式我們可以了解到要降低幕墻傳熱系數(shù)主要通過(guò)降低框傳熱系數(shù)、降低面板傳熱系數(shù)、降低邊界區(qū)線傳熱系數(shù)這三方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.1 降低框傳熱系數(shù)

框的傳熱系數(shù)主要是通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射來(lái)傳遞，降低框的傳熱主要通過(guò)斷、堵、封三方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（1）斷：框架采用斷熱鋁合金型材，有效阻止了熱量的傳導(dǎo)；

（2）堵：在玻璃和鋁合金龍骨之間采用泡沫棒和密封膠進(jìn)行封堵，以降低熱量的對(duì)流效應(yīng)；

（3）封：采用多道密封膠條進(jìn)行密封，在提高氣密性的同時(shí)，進(jìn)一步減少熱量的對(duì)流。

3.2 降低面板傳熱系數(shù)

降低面板的傳熱系數(shù)主要通過(guò)以下三方面來(lái)實(shí)現(xiàn)：

（1）采用中空玻璃，用空氣層阻斷熱量的傳導(dǎo)；

（2）采用雙銀LOW-E玻璃，降低太陽(yáng)光熱量的輻射。

（3）中空層用惰性氣體替代空氣，因?yàn)槎栊詺怏w具有比干燥空氣更低的導(dǎo)熱性能，更穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，所以能夠更有效的降低熱量的輻射。

3.3 降低邊界區(qū)線傳熱系數(shù)

降低邊界區(qū)的線傳熱系數(shù)主要通過(guò)采用暖邊隔熱條，最大限度的隔斷熱量的傳遞。

4 工程案例分析

本案例是以江西武寧某辦公樓的實(shí)際工程案例，選取其中標(biāo)準(zhǔn)大樣來(lái)計(jì)算分析。

4.1 計(jì)算依據(jù)

本次熱工分析采用廣東省建筑科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的粵建科MQMC建筑幕墻門(mén)窗熱工性能計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算。武寧地處夏熱冬冷地區(qū)，其熱工性能要求按公共建筑節(jié)能規(guī)范選定：

本案例窗墻比為0.6，所以設(shè)計(jì)傳熱系數(shù)U≤ 2.5 kW/（m2·K）；

4.2 幕墻傳熱系數(shù)計(jì)算

4.2.1 玻璃熱系數(shù)計(jì)算

玻璃采用6+12A+6中空單銀LOW-E玻璃，采用粵建科MQMC玻璃光學(xué)熱工計(jì)算，面板傳熱系數(shù)U=1.968W/（㎡·K）。

4.2.2 框傳熱系數(shù)計(jì)算（見(jiàn)表1）

4.2.3單元幅面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算

= （36.210+0.000+14.779+10.257） / （18.399+0.000+5.001） =2.617W/（㎡·K）> 2.5 W/（㎡·K）不滿足要求。

4.3 更換材料幕墻傳熱系數(shù)計(jì)算

其他基礎(chǔ)條件不變，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和玻璃做了優(yōu)化，立柱斷熱型材隔熱條由PVC更換為尼龍66隔熱條，玻璃由單銀LOW-E更換為雙銀LOW-E，玻璃與鋁合金邊框間填充隔熱物質(zhì)，采用粵建科MQMC計(jì)算。

4.3.1 玻璃熱系數(shù)計(jì)算

6+12A+6雙銀LOW-E中空玻璃，采用MQMC玻璃光學(xué)熱工計(jì)算， 面板傳熱系數(shù)U=1.782W/（㎡·K）。

4.3.2 框傳熱系數(shù)計(jì)算（見(jiàn)表2）

4.3.3 單元幅面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算

= （32.795+12.787+8.926） / （18.399+5.001）=2.329 W/（㎡·K）< 2.5 W/（㎡·K）滿足要求。

5 結(jié)論

兩種相同分格的幕墻，由兩種不同材料及配置組合經(jīng)過(guò)計(jì)算可以看出，整幅單元幕墻的傳熱系數(shù)U值有了明顯的改善滿足節(jié)能要求。