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熱通道幕墻(二)

來源:中國幕墻網收集整理  作者:張 芹  日期:2005-4-26
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    單層玻璃幕墻也可用遮陽簾來阻止太陽輻射進入室內,因此在評價雙層玻璃幕墻節能效果時,不宜把設遮陽簾的效應作為雙層玻璃幕墻的貢獻,不過在熱通道內設遮陽簾在建筑藝術上要勝過單層玻璃幕墻。
    我們不能將熱通道當作具有熱阻功能的空氣層,而是有空氣熱壓和煙囪效應
    單層玻璃幕墻也可用遮陽簾來阻止太陽輻射進入室內,因此在評價雙層玻璃幕墻節能效果時,不宜把設遮陽簾的效應作為雙層玻璃幕墻的貢獻,不過在熱通道內設遮陽簾在建筑藝術上要勝過單層玻璃幕墻。

    我們不能將熱通道當作具有熱阻功能的空氣層,而是有空氣熱壓和煙囪效應的通道,太陽輻射使熱通道空氣升溫,對不同高度通道,不同進(出)風口的熱通道,要使熱通道內空氣從排風口排出,必須要使熱通道內空氣溫度高于室外溫度,一般最小臨界溫度要大于4度才能產生煙囪效應,也就是說幕墻保溫性能(幕墻玻璃兩側有在空氣溫度差的條件下,幕墻玻璃阻抗從高溫一側向低溫一側傳熱的能力)計算溫度,單層玻璃幕墻外側是室外空氣溫度,但是熱通道幕墻影響室內溫度的是內層玻璃,而內層玻璃外側的溫度比室外溫度高4~20度,所以在計算熱工性能時要用熱通道內計算溫度計算內片玻璃向室內的傳熱。同理在評估空氣滲透性能時,也要用熱通道與室內壓力差和熱通道內空氣溫度來進行計算。

    不同地區(不同緯度)、不同朝向、不同時段的太陽輻射是不同的,上海市(北緯31度10分、大氣透明度5級),不同朝向、不同時段透過標準玻璃的太陽輻射照度(W/m2)見表2。


    從表1所列每日室外太陽輻射熱隨天氣(晴天、少云、多云、陰天、下雨及夜晚) 變化的參數,可以看出天氣對太陽輻射熱的影響,以晴天為100%、少云時為<100~30%、多云時為<30~10%、陰天時為<10%、下雨及夜晚為0 ,不同城市、不同年份不一樣,一般采用10年紀錄進行數理統計后采用。太陽高度角,決定了太陽對幕墻的入射角,入射角不同,幕墻桿件,熱通道內擱柵等對太陽輻射熱的遮
擋不一樣,上海市(東經121度26分、北緯31度10分、海拔4.5米)太陽高度角見表3。


    上海煙草科技中心按上述條件,太陽高度角夏季取夏至日,冬季取冬至日,夏季為7--9月共92天,冬季為12月到次年2月共90天,對此期間每個太陽時的晴天、少云、多云、陰天、下雨的日數統計,用THERM軟件進行24小時遂時計算,匯總結果為:

    冬季室內計算溫度220C、室外遂時計算溫度 -40C~40C時節能4.6% ,夏季室內計算溫度240C、室外遂時計算溫度280C~ 340C時節能11% 。這個結果與某些國外幕墻企業產品資料中,按太陽輻射熱每天24小時都定值為604W/m2 計算結果:采暖時節能35~45%、制冷時節能30~35%,大相徑庭。

    浙江省某市電力大樓采用7000m2雙層幕墻,每m2造價比單層幕墻高1200元,總計增加造價840萬元,按電價0.42元/度計,可購電2000萬度,該建筑全部空調年用電(按每天20小時、每年200天計)為100萬度,增加的造價可供空調用電二十年。840萬元按年利率5%計,年利息42萬元,相當于一年的電費。

    從以上分析中可以看出,雙層玻璃幕墻對不同地區產生的效應是不同的。趙西安教授指出對雙層玻璃幕墻要進行全面的經濟技術分析來評估其節能效果(包括投入產出比、貸款利息)。我們要全面分析雙層玻璃幕墻熱工性能,對夏熱地區,當采用外循環雙層玻璃幕墻時,要使熱通道內的空氣流動上升,熱通道內溫度最少要比室外溫度高4度,在進行熱工平衡時,要計算通過熱通道幕墻進入室內的太陽輻射,而內層玻璃外表面的溫度比單層玻璃外表面溫度(室外溫度)高4~20度,對此二因素和漏氣(熱通道內空氣比室外空氣溫度高4~20度)傳熱等進行綜合平衡來評估節能效果。而對冬冷地區,則要考慮雙層玻璃幕墻通過熱通道進入室內的太陽輻射熱比單層玻璃幕墻少,而內層玻璃外表面溫度高于室外溫度進行綜合平衡來評估節能效果。對各氣候分區(嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區、溫和地區)分別進行評估選用。   
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