节能玻璃幕墙的热工设计与节点设计详析

　　1、转变设计理念：变被动为主动

　　玻璃幕墙的热工设计，应该追求设计功能的主动性和积极性，变被动设防为主动利用能源的设计思想，为了减少冬季采暖供热的热损失和能源消耗，为了减少夏季空调制冷的热袭入和能源消耗，玻璃幕墙热工设计的发展趋向是：对于以采暖供热为主的幕墙追求达到温室效应，对于以空调制冷为主的幕墙追求达到冷房效果，无论何种幕墙都将追求合理利用太阳能。动态幕墙（也称热通道幕墙、双层通风幕墙）是一种很好的发展方向，由光电板系统和幕墙系统组成的光电幕墙也是主动利用太阳能的一个应用发展方向，综合运用光能、热能、电能的智能玻璃幕墙是最理想的发展方向。


　　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。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径：一是玻璃和铝合金（不锈钢）金属框格的传热：通过单层玻璃的热流传热，通过金属框格传热，通过玻璃的镀膜层减少辐射换热；二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热：内表面与室内空气间的对流换热，内表面与室内环境间的辐射换热；三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热；外表面与周围空气间的对流换热，外表面与外界环境间的辐射换热，外表面与空间的各种长波（如电磁波、红外线等产生的长度）辐射换热。四是普通玻璃幕墙采用单层玻璃和铝合金型材的梁柱结构，而节能玻璃 幕墙则应从上述三种途径加以考虑：第一种途径（热传导）对节点设计影响最大，针对玻璃的导热性能，设计时采用中空玻璃 ；针对铝框的导热性能，设计时采用尼龙66等结构塑料，形成“断桥”，可增大热阻，减少热传导，从而设计隔热幕墙。在此基础上，再考虑第二种途径（热对流）和第三种途径（热辐射），在构造上采用双层Low-E玻璃 ，上下端对流开口，从而设计动态幕墙。


　　2、隔热幕墙的节点设计

　　隔热幕墙的节能原理是采用中空玻璃和隔热断桥铝型材来实现节能的。隔热断桥铝型材的隔热原理是基于产生一个连续的隔热区域，利用隔热条将铝合金型材分隔成两个部分。隔热条“冷桥”选用材料为聚酰胺尼龙66，其导热系数为0。3W/（m2K），远小于铝合金的导热系数210W/（m2K），而力学性能指标与铝合金相当。20世纪70年代末，隔热断桥铝型材在国外问世，主要用于高寒地区的铝合金门窗，到20世纪80年代末开始用于高寒地区的有框玻璃幕墙。我国目前在保温隔热性能要求很高的建筑中，也开始把它用于明框隔热玻璃幕墙、隐框隔热玻璃幕墙及点支式隔热玻璃幕墙。

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