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玻璃幕牆建築節能技(jì)術分(fēn)析
點擊(jī)次(cì)數：3065 更(gēng)新(xīn)時間：2012-07-24
工控摘要：玻璃幕牆(qiáng)（以下簡稱(chēng)“幕(mù)牆”）是現(xiàn)代化建築的主(zhǔ)要(yào)外(wài)圍(wéi)護結構(gòu)之一，其(qí)節(jié)能已(yǐ)成為我國(guó)建築(zhù)節(jié)能的重要(yào)一環(huán)。本文就幕(mù)牆(qiáng)的節能進(jìn)行技術分(fēn)析(xī)，計算，對(duì)節能效果(guǒ)進行(háng)經(jīng)濟(jì)評價(jià)。
1，幕牆建築節能的(dí)設(shè)計原則
我國幅(fú)員(yuán)遼(liáo)闊，當(dāng)北方還是冰天(tiān)雪地(dì)的(dí)時候(hòu)，南(nán)方已(yǐ)是(shì)春暖花(huā)開的季節。作為(wéi)幕牆建築節能的設(shè)計原則(zé)：（1）嚴(yán)寒地(dì)區(qū)，寒冷地區和溫(wēn)和(hé)地區的幕(mù)牆(qiáng)，要(yào)進行冬季的(dí)保溫設(shè)計，夏熱冬(dōng)冷(lěng)地區和(hé)夏熱(rè)冬暖地(dì)區的幕(mù)牆(qiáng)，要進行夏季(jì)的隔熱(rè)設(shè)計。（2）我國(guó)目前(qián)尚沒有(yǒu)專(zhuān)門的(dí)幕牆(qiáng)熱(rè)工(gōng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)或規範，幕(mù)牆熱工設(shè)計依(yī)據國家現行的外(wài)牆和(hé)窗戶(hù)熱(rè)工設計的有(yǒu)關(guān)標準(zhǔn)，規(guī)範和(hé)參(cān)考(kǎo)國外(wài)的(dí)有關(guān)熱工設計(jì)規程。（3）進行幕牆熱(rè)工設(shè)計時，必(bì)須對(duì)其復雜(zá)的傳熱過(guò)程和傳(chuán)熱(rè)方(fāng)式(shì)進(jìn)行分析(xī)和(hé)研(yán)究。幕(mù)牆(qiáng)的(dí)傳(chuán)熱過(guò)程大致(zhì)有(yǒu)3種(zhǒng)途(tú)徑(jìng)：①幕(mù)牆(qiáng)外(wài)表麵(miàn)與周(zhōu)圍(wéi)空氣(qì)和(hé)外(wài)界環(huán)境(jìng)間的換熱：外表(biǎo)麵(miàn)與周圍(wéi)空(kōng)氣間(jiān)的對(duì)流(liú)換熱，外表(biǎo)麵與(yǔ)外界環(huán)境(jìng)間的(dí)輻(fú)射(shè)換熱，外表麵與(yǔ)空間的各種(zhǒng)長波(bō)（如電(diàn)磁(cí)波(bō)，紅外綫等(děng)產(chǎn)生的(dí)長波）輻(fú)射換熱；②幕(mù)牆內表麵(miàn)與室(shì)內空氣和室(shì)內(nèi)環(huán)境間的換熱(rè)：內表麵(miàn)與室內(nèi)空氣間的(dí)對(duì)流換熱(rè)，內表麵(miàn)與室內環境(jìng)間(jiān)的輻射換(huàn)熱；③幕(mù)牆和(hé)金屬框格的(dí)傳熱(rè)：通過(guò)單層玻(bō)璃(lí)的熱流(liú)傳(chuán)熱，通(tōng)過(guò)金屬(shǔ)框格(gé)傳熱，通(tōng)過(guò)玻璃的鍍(dù)膜層減(jiǎn)少(shǎo)輻(fú)射(shè)換熱(rè)。（4）幕(mù)牆的傳熱係(xì)數(shù)由建築物的(dí)外(wài)形(xíng)和所處地(dì)區的(dí)氣候條件，型(xíng)材(cái)的(dí)傳熱係數(shù)和(hé)玻璃的傳(chuán)熱係數(shù)等綜合確(què)定。
2，鋁(lǚ)型材的熱工(gōng)設(shè)計(jì)
型材(cái)是(shì)幕牆的主要受(shòu)力構件。目前(qián)，幕牆(qiáng)絕(jué)大(dà)部(bù)分(fēn)采用(yòng)鋁(lǚ)型材(cái)和彩板(bǎn)型(xíng)材。本文(wén)以鋁型材為(wéi)例進行熱工分(fēn)析和(hé)計算。
2.1，鋁(lǚ)型(xíng)材的熱(rè)絕(jué)緣(yuán)係(xì)數計算(suàn)
根據(jù)《民用建(jiàn)築熱(rè)工設計規範》（以下簡稱(chēng)《熱工規範(fàn)》）規(guī)定(dìng)，鋁(lǚ)型材的(dí)熱絕(jué)緣(yuán)係數R為：R=δ/λ式中(zhōng)：R-材(cái)料層(céng)的(dí)熱(rè)絕(jué)緣係數(shù)（m2·K/W）；δ-材(cái)料(liào)層的厚度(dù)（m）；λ-材料(liào)的(dí)導熱(rè)係(xì)數(shù)〔取203W/（m·K）〕。設(shè)一根矩形實心(xīn)鋁(lǚ)型材(cái)，厚(hòu)度為(wéi)100mm,其熱絕(jué)緣(yuán)係數R為：R=0.0005m2·K/W上述計(jì)算(suàn)結(jié)果(guǒ)沒有(yǒu)考(kǎo)慮實(shí)際工程中所(suǒ)采用的是(shì)空心鋁型材(cái)。而(ér)厚度為(wéi)100mm厚(hòu)的(dí)矩形空心(xīn)鋁型(xíng)材，兩邊的(dí)壁厚一般(bān)分(fēn)別為12mm,空心鋁型材實(shí)際可(kě)導熱的厚度僅(jǐn)為(wéi)兩(liǎng)邊的(dí)壁(bì)厚部分（共(gòng)24mm）。實心(xīn)鋁(lǚ)型(xíng)材與空心鋁型(xíng)材的熱絕(jué)緣係數比例為(wéi)100∶24,空心鋁型材的熱(rè)絕緣(yuán)係(xì)數R為：R=0.002m2·K/W
2.2，鋁型材的傳(chuán)熱熱絕緣係數計算
根據(jù)《熱工規(guī)範》，鋁型材的(dí)傳熱(rè)熱(rè)絕(jué)緣(yuán)係(xì)數R0為：R0=Ri+R+Re式中：Ri-鋁(lǚ)型材(cái)內表麵(miàn)換熱(rè)熱(rè)絕緣係(xì)數（取0.11m2·K/W）（下同(tóng)）；Re-鋁型(xíng)材外表(biǎo)麵換(huàn)熱(rè)熱(rè)絕緣係數（取(qǔ)0.04m2·K/W）（下(xià)同）；R-鋁(lǚ)型(xíng)材(cái)熱絕緣係數(shù)（取0.002m2·K/W）。R0=0.11+0.04+0.002=0.152m2·K/W
2.3，鋁(lǚ)型材的(dí)傳(chuán)熱(rè)係數計算(suàn)
根據《熱工規(guī)範(fàn)》，鋁型(xíng)材(cái)的傳熱係數(shù)K0為：
K0=1/R0
式中：R0-鋁(lǚ)型材(cái)的傳(chuán)熱熱(rè)絕緣係(xì)數，取(qǔ)0.152m2·K/W.
K0=1/0.152=6.58W/（m2·K）
上(shàng)式得出的計算(suàn)結果(guǒ)是無斷熱鋁(lǚ)型材的基本(běn)傳熱係數(shù)，這(zhè)與《熱(rè)工(gōng)規範》表4.4.1中單層窗戶(hù)的(dí)傳熱係數(shù)6.4W/（m2·K）基(jī)本(běn)相(xiāng)同(tóng)。
2.4，斷(duàn)熱鋁(lǚ)型(xíng)材的(dí)基本設(shè)計要(yào)求
斷(duàn)熱(rè)鋁型材亦稱(chēng)隔(gé)熱(rè)鋁(lǚ)型(xíng)材或絕熱鋁型(xíng)材(cái)，由鋁(lǚ)與塑料(liào)（或(huò)其(qí)它隔熱材料）復合(hé)而(ér)成，其(qí)中間(jiān)塑料隔熱(rè)層(céng)主要(yào)生產工藝有(yǒu)嵌入(rù)式，擠(jǐ)壓式(shì)和(hé)填充式(shì)等。
（1）
斷(duàn)熱鋁型(xíng)材(cái)的傳(chuán)熱(rè)過(guò)程十(shí)分復(fù)雜，傳熱係數(shù)很(hěn)難(nán)計(jì)算(suàn)，一(yī)般隻有(yǒu)通過(guò)檢測獲得(dé)數(shù)據。參照DIN4108《高(gāo)層建築的(dí)隔(gé)熱》（1981.8）（下稱(chēng)“DIN4108規(guī)程”）規(guī)定(dìng)，斷(duàn)熱(rè)鋁(lǚ)型(xíng)材的(dí)基本傳(chuán)熱係(xì)數K0不大(dà)於(yú)3.5W/（m2·K）。
（2）斷熱(rè)鋁(lǚ)型(xíng)材(cái)的中間(jiān)塑(sù)料(liào)層的zui小厚(hòu)度，按DIN4108規程(chéng)規(guī)定，zui小(xiǎo)應(yīng)為7mm.
（3）斷(duàn)熱(rè)鋁型(xíng)材的(dí)中間(jiān)塑料層的(dí)設計(jì)，必(bì)須(xū)滿足型(xíng)材(cái)的(dí)整體(tǐ)強(qiáng)度和(hé)剛度(dù)的(dí)要求(qiú)。
3，幕牆玻璃(lí)傳熱(rè)係數(shù)的比較
嚴寒地區和寒(hán)冷地(dì)區的(dí)冬季(jì)，由於單(dān)層玻璃幕牆（下(xià)稱“單(dān)玻(bō)幕(mù)牆(qiáng)”）的傳(chuán)熱係數(shù)較(jiào)大(dà)，導致室溫降低，並(bìng)且(qiě)很(hěn)容易(yì)在(zài)幕牆(qiáng)的內表麵形(xíng)成蒸(zhēng)氣(qì)水珠和(hé)產(chǎn)生結冰現象。為了有效地改善上述地(dì)區幕牆的傳熱(rè)係數(shù)，采用斷(duàn)熱鋁中(zhōng)空(kōng)玻(bō)璃幕牆（下(xià)稱“斷熱幕牆”）是重要(yào)的(dí)措施(shī)之一。DIN4108規程規定，斷熱幕牆(qiáng)的傳熱(rè)係數K0不(bù)大於3.5W/（m2·K）。玻璃(lí)的傳熱(rè)係(xì)數(shù)依(yī)據《熱工(gōng)規(guī)範(fàn)》計(jì)算。
3.1，單層(céng)玻璃(lí)（8mm）的(dí)傳(chuán)熱(rè)係數計(jì)算(suàn)
（1）單(dān)層玻璃的(dí)熱(rè)絕緣係(xì)數(shù)：R=0.011m2·K/W
（2）單層玻璃的傳熱(rè)熱絕緣(yuán)係數：R0=Ri+R+Re=0.11+0.011+.0.4=0.161m2·K/W
（3）單(dān)層玻璃(lí)的(dí)傳熱(rè)係數K0為(wéi)：K0=1/R0=6.21W/（m2·K）
3.2，中空玻璃（8+10+6）的(dí)傳熱係數(shù)計算(suàn)
（1）
中(zhōng)空玻(bō)璃的(dí)熱(rè)絕緣係數R為：R=R1+Ra+R2=0.159m2·K/W式中：R1-外層玻璃(lí)熱絕緣係(xì)數（取0.011m2·K/W）；R2-內層玻(bō)璃(lí)熱絕(jué)緣係數(shù)（取0.008m2·K/W）；Ra-冬季(jì)一般空(kōng)氣層熱(rè)絕緣係(xì)數（取0.14m2·K/W）；
（2）
中空(kōng)玻(bō)璃(lí)的(dí)傳熱熱絕(jué)緣(yuán)係數R0為(wéi)：R0=Ri+R+Re=0.11+0.159+0.04=0.309m2·K/W（3）中空(kōng)玻璃的(dí)傳(chuán)熱係數(shù)K0為：K0=1/R0=3.24W/（m2·K）
3.3，單(dān)層玻璃(lí)與中(zhōng)空玻(bō)璃(lí)傳熱係(xì)數的比(bǐ)較(jiào)
以上計算(suàn)表明：單層玻(bō)璃(lí)的傳(chuán)熱(rè)係數(shù)比中空玻璃(lí)的(dí)傳(chuán)熱係數大48%,說(shuō)明中(zhōng)空玻璃的(dí)節能(néng)效(xiào)果遠遠大(dà)於單(dān)層(céng)玻璃。
4，幕牆建(jiàn)築節能的(dí)經濟(jì)評價
在我國(guó)，人(rén)們十分重(zhòng)視建築成(chéng)本的控製，而容易忽略通過適(shì)當(dāng)地增(zēng)加建(jiàn)築(zhù)成本(běn)而產生(shēng)的(dí)建築節(jié)能效果(guǒ)所(suǒ)帶來的經(jīng)濟(jì)效(xiào)益和社(shè)會效(xiào)益(yì)。下(xià)麵(miàn)，我們通過計算和分析(xī)，對幕牆的(dí)建(jiàn)築節(jié)能(néng)效果作(zuò)出(chū)綜合評價。
（1）
設(shè)位於(yú)北(běi)京(jīng)市區(qū)的一幢(chuáng)商業(yè)建(jiàn)築，幕牆麵積(jī)為10000m2,建築(zhù)的(dí)層高(gāo)均小(xiǎo)於4m,北京市每年(nián)的采暖(nuǎn)天數為129d,考慮(lǜ)每(měi)天實際(jì)采(cǎi)暖10h.分(fēn)別按使用單玻幕(mù)牆和(hé)斷熱幕(mù)牆這2種方(fāng)案(àn)計算其耗熱量。根據《采(cǎi)暖通風與(yǔ)空(kōng)氣(qì)調(tiáo)節(jié)設(shè)計(jì)規範》（GBJ19-87）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《暖(nuǎn)通(tōng)規(guī)範(fàn)》）的規定，幕牆(qiáng)的(dí)基本耗熱量為(wéi)：Q=αFK（tn-twn）式(shì)中(zhōng)：Q-幕(mù)牆的(dí)基(jī)本(běn)耗(hào)熱(rè)量（W）；α-幕(mù)牆的(dí)溫(wēn)差(chà)修(xiū)正係數，取1.0;F-幕牆(qiáng)麵積(jī)，為10000m2;K-幕(mù)牆的(dí)傳(chuán)熱係數，單玻幕(mù)牆取6.4W/（m2·K），斷熱(rè)幕牆取3.5W/（m2·K）；tn-冬季室內計算(suàn)溫度，取19℃；twn-采(cǎi)暖室外計(jì)算(suàn)溫度，取-9℃。為(wéi)簡便(biàn)計算，上式中設(shè)定：①幕牆的結構類(lèi)型(xíng)為Ⅰ型；②采暖(nuǎn)室(shì)外(wài)計(jì)算溫(wēn)度(dù)取采(cǎi)暖室(shì)外(wài)計算(suàn)（幹(gān)球）溫(wēn)度值；③未(wèi)考慮(lǜ)通(tōng)過幕(mù)牆的開窗，孔洞或屋(wū)頂(dǐng)，地(dì)麵(miàn)侵(qīn)入(rù)室內的冷(lěng)空氣的(dí)耗熱量；④未(wèi)考慮通(tōng)過(guò)幕(mù)牆(qiáng)縫隙滲入(rù)室內的冷空氣的(dí)耗熱量；⑤未(wèi)考(kǎo)慮(lǜ)建築的(dí)朝向；⑥Q僅為(wéi)理論計(jì)算(suàn)值(zhí)。單玻幕(mù)牆(qiáng)的(dí)基(jī)本耗(hào)熱(rè)量(liáng)Q1=1792kW;斷(duàn)熱幕(mù)牆的(dí)基本耗熱量(liáng)Q2=980kW.
（2）單玻幕牆比斷熱幕牆每年(nián)采(cǎi)暖多(duō)消耗的熱(rè)量（熱能(néng)）轉換為電能E:E=（1792-980）×129×10=1047480kW·h
（3）斷熱(rè)幕牆與單(dān)玻幕(mù)牆建築節能(néng)效(xiào)果(guǒ)的經(jīng)濟比較
設單玻(bō)幕牆(qiáng)的單位造(zào)價為(wéi)1300元(yuán)/m2,斷熱幕(mù)牆(qiáng)的單位造(zào)價為1800元(yuán)/m2,則(zé)初(chū)始投資增加500萬(wàn)元。北京市的(dí)電價（假(jiǎ)定10年(nián)內(nèi)不變）為0.70元/（kW·h），功(gōng)率因素為(wéi)0.9,單(dān)玻幕牆比斷熱幕(mù)牆(qiáng)每年采暖多支出的(dí)電(diàn)費(fèi)82萬元設人(rén)民幣的(dí)年利(lì)率(shuài)為5%（假定10年(nián)內不(bù)變(biàn)），單玻幕(mù)牆與斷(duàn)熱(rè)幕(mù)牆建築節能(néng)的經(jīng)濟(jì)效(xiào)益(yì)比較(jiào)見表1.由(yóu)表(biǎo)1比(bǐ)較(jiào)得知(zhī)，斷熱(rè)幕(mù)牆到第7年即可(kě)收(shōu)回(huí)全(quán)部(bù)所(suǒ)增加(jiā)的(dí)建築成(chéng)本(běn)，到第(dì)10年，斷熱幕(mù)牆建築節能所產生的(dí)經(jīng)濟效益(yì)要比單玻(bō)幕牆(qiáng)多256萬元(yuán)。這說(shuō)明(míng)，斷熱(rè)幕(mù)牆(qiáng)的建築節能(néng)所(suǒ)產生的經(jīng)濟效益是十(shí)分(fēn)明顯的。
5，結(jié)論
（1）
幕(mù)牆(qiáng)是我國近(jìn)20年(nián)來(lái)發(fā)展(zhǎn)起來的(dí)集(jí)新技術(shù)，新(xīn)材(cái)料和(hé)新結(jié)構為一體(tǐ)的(dí)新型建築材料(liào)，我國每年有(yǒu)數(shù)百萬(wàn)平(píng)方米的(dí)幕(mù)牆投入(rù)使(shǐ)用，並以10%的速度(dù)繼(jì)續增長。因(yīn)此(cǐ)，幕牆的建(jiàn)築節能(néng)設計十分重要(yào)。
（2）
根據本(běn)文的(dí)技術分析，計算以及(jí)建(jiàn)築(zhù)節能經濟效(xiào)益的評(píng)價，幕(mù)牆(qiáng)的建築節能(néng)工(gōng)作(zuò)對(duì)建築投(tóu)資者(zhě)，對(duì)社會(huì)都(dū)是十分有(yǒu)利的，用(yòng)於建(jiàn)築節(jié)能的(dí)投(tóu)資(zī)*可(kě)以(yǐ)收(shōu)回，並能在(zài)幕牆(qiáng)的使用(yòng)期內(nèi)給(gěi)投資(zī)者創造良(liáng)好的經濟效(xiào)益和社會效益(yì)。
（3）采用斷(duàn)熱(rè)幕(mù)牆的(dí)結構形式(shì)是(shì)幕牆(qiáng)建築(zhù)節(jié)能(néng)的zui有(yǒu)效的途徑。
1，幕牆建築節能的(dí)設(shè)計原則
我國幅(fú)員(yuán)遼(liáo)闊，當(dāng)北方還是冰天(tiān)雪地(dì)的(dí)時候(hòu)，南(nán)方已(yǐ)是(shì)春暖花(huā)開的季節。作為(wéi)幕牆建築節能的設(shè)計原則(zé)：（1）嚴(yán)寒地(dì)區(qū)，寒冷地區和溫(wēn)和(hé)地區的幕(mù)牆(qiáng)，要(yào)進行冬季的(dí)保溫設(shè)計，夏熱冬(dōng)冷(lěng)地區和(hé)夏熱(rè)冬暖地(dì)區的幕(mù)牆(qiáng)，要進行夏季(jì)的隔熱(rè)設(shè)計。（2）我國(guó)目前(qián)尚沒有(yǒu)專(zhuān)門的(dí)幕牆(qiáng)熱(rè)工(gōng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)或規範，幕(mù)牆熱工設(shè)計依(yī)據國家現行的外(wài)牆和(hé)窗戶(hù)熱(rè)工設計的有(yǒu)關(guān)標準(zhǔn)，規(guī)範和(hé)參(cān)考(kǎo)國外(wài)的(dí)有關(guān)熱工設計(jì)規程。（3）進行幕牆熱(rè)工設(shè)計時，必(bì)須對(duì)其復雜(zá)的傳熱過(guò)程和傳(chuán)熱(rè)方(fāng)式(shì)進(jìn)行分析(xī)和(hé)研(yán)究。幕(mù)牆(qiáng)的(dí)傳(chuán)熱過(guò)程大致(zhì)有(yǒu)3種(zhǒng)途(tú)徑(jìng)：①幕(mù)牆(qiáng)外(wài)表麵(miàn)與周(zhōu)圍(wéi)空氣(qì)和(hé)外(wài)界環(huán)境(jìng)間的換熱：外表(biǎo)麵(miàn)與周圍(wéi)空(kōng)氣間(jiān)的對(duì)流(liú)換熱，外表(biǎo)麵與(yǔ)外界環(huán)境(jìng)間的(dí)輻(fú)射(shè)換熱，外表麵與(yǔ)空間的各種(zhǒng)長波(bō)（如電(diàn)磁(cí)波(bō)，紅外綫等(děng)產(chǎn)生的(dí)長波）輻(fú)射換熱；②幕(mù)牆內表麵(miàn)與室(shì)內空氣和室(shì)內(nèi)環(huán)境間的換熱(rè)：內表麵(miàn)與室內(nèi)空氣間的(dí)對(duì)流換熱(rè)，內表麵(miàn)與室內環境(jìng)間(jiān)的輻射換(huàn)熱；③幕(mù)牆和(hé)金屬框格的(dí)傳熱(rè)：通過(guò)單層玻(bō)璃(lí)的熱流(liú)傳(chuán)熱，通(tōng)過(guò)金屬(shǔ)框格(gé)傳熱，通(tōng)過(guò)玻璃的鍍(dù)膜層減(jiǎn)少(shǎo)輻(fú)射(shè)換熱(rè)。（4）幕(mù)牆的傳熱係(xì)數(shù)由建築物的(dí)外(wài)形(xíng)和所處地(dì)區的(dí)氣候條件，型(xíng)材(cái)的(dí)傳熱係數(shù)和(hé)玻璃的傳(chuán)熱係數(shù)等綜合確(què)定。
2，鋁(lǚ)型材的熱工(gōng)設(shè)計(jì)
型材(cái)是(shì)幕牆的主要受(shòu)力構件。目前(qián)，幕牆(qiáng)絕(jué)大(dà)部(bù)分(fēn)采用(yòng)鋁(lǚ)型材(cái)和彩板(bǎn)型(xíng)材。本文(wén)以鋁型材為(wéi)例進行熱工分(fēn)析和(hé)計算。
2.1，鋁(lǚ)型(xíng)材的熱(rè)絕(jué)緣(yuán)係(xì)數計算(suàn)
根據(jù)《民用建(jiàn)築熱(rè)工設計規範》（以下簡稱(chēng)《熱工規範(fàn)》）規(guī)定(dìng)，鋁(lǚ)型材的(dí)熱絕(jué)緣(yuán)係數R為：R=δ/λ式中(zhōng)：R-材(cái)料層(céng)的(dí)熱(rè)絕(jué)緣係數(shù)（m2·K/W）；δ-材(cái)料(liào)層的厚度(dù)（m）；λ-材料(liào)的(dí)導熱(rè)係(xì)數(shù)〔取203W/（m·K）〕。設(shè)一根矩形實心(xīn)鋁(lǚ)型材(cái)，厚(hòu)度為(wéi)100mm,其熱絕(jué)緣(yuán)係數R為：R=0.0005m2·K/W上述計(jì)算(suàn)結(jié)果(guǒ)沒有(yǒu)考(kǎo)慮實(shí)際工程中所(suǒ)采用的是(shì)空心鋁型材(cái)。而(ér)厚度為(wéi)100mm厚(hòu)的(dí)矩形空心(xīn)鋁型(xíng)材，兩邊的(dí)壁厚一般(bān)分(fēn)別為12mm,空心鋁型材實(shí)際可(kě)導熱的厚度僅(jǐn)為(wéi)兩(liǎng)邊的(dí)壁(bì)厚部分（共(gòng)24mm）。實心(xīn)鋁(lǚ)型(xíng)材與空心鋁型(xíng)材的熱絕(jué)緣係數比例為(wéi)100∶24,空心鋁型材的熱(rè)絕緣(yuán)係(xì)數R為：R=0.002m2·K/W
2.2，鋁型材的傳(chuán)熱熱絕緣係數計算
根據(jù)《熱工規(guī)範》，鋁型材的(dí)傳熱(rè)熱(rè)絕(jué)緣(yuán)係(xì)數R0為：R0=Ri+R+Re式中：Ri-鋁(lǚ)型材(cái)內表麵(miàn)換熱(rè)熱(rè)絕緣係(xì)數（取0.11m2·K/W）（下同(tóng)）；Re-鋁型(xíng)材外表(biǎo)麵換(huàn)熱(rè)熱(rè)絕緣係數（取(qǔ)0.04m2·K/W）（下(xià)同）；R-鋁(lǚ)型(xíng)材(cái)熱絕緣係數(shù)（取0.002m2·K/W）。R0=0.11+0.04+0.002=0.152m2·K/W
2.3，鋁(lǚ)型材的(dí)傳(chuán)熱(rè)係數計算(suàn)
根據《熱工規(guī)範(fàn)》，鋁型(xíng)材(cái)的傳熱係數(shù)K0為：
K0=1/R0
式中：R0-鋁(lǚ)型材(cái)的傳(chuán)熱熱(rè)絕緣係(xì)數，取(qǔ)0.152m2·K/W.
K0=1/0.152=6.58W/（m2·K）
上(shàng)式得出的計算(suàn)結果(guǒ)是無斷熱鋁(lǚ)型材的基本(běn)傳熱係數(shù)，這(zhè)與《熱(rè)工(gōng)規範》表4.4.1中單層窗戶(hù)的(dí)傳熱係數(shù)6.4W/（m2·K）基(jī)本(běn)相(xiāng)同(tóng)。
2.4，斷(duàn)熱鋁(lǚ)型(xíng)材的(dí)基本設(shè)計要(yào)求
斷(duàn)熱(rè)鋁型材亦稱(chēng)隔(gé)熱(rè)鋁(lǚ)型(xíng)材或絕熱鋁型(xíng)材(cái)，由鋁(lǚ)與塑料(liào)（或(huò)其(qí)它隔熱材料）復合(hé)而(ér)成，其(qí)中間(jiān)塑料隔熱(rè)層(céng)主要(yào)生產工藝有(yǒu)嵌入(rù)式，擠(jǐ)壓式(shì)和(hé)填充式(shì)等。
（1）
斷(duàn)熱鋁型(xíng)材(cái)的傳(chuán)熱(rè)過(guò)程十(shí)分復(fù)雜，傳熱係數(shù)很(hěn)難(nán)計(jì)算(suàn)，一(yī)般隻有(yǒu)通過(guò)檢測獲得(dé)數(shù)據。參照DIN4108《高(gāo)層建築的(dí)隔(gé)熱》（1981.8）（下稱(chēng)“DIN4108規(guī)程”）規(guī)定(dìng)，斷(duàn)熱(rè)鋁(lǚ)型(xíng)材的(dí)基本傳(chuán)熱係(xì)數K0不大(dà)於(yú)3.5W/（m2·K）。
（2）斷熱(rè)鋁(lǚ)型(xíng)材(cái)的中間(jiān)塑(sù)料(liào)層的zui小厚(hòu)度，按DIN4108規程(chéng)規(guī)定，zui小(xiǎo)應(yīng)為7mm.
（3）斷(duàn)熱(rè)鋁型(xíng)材的(dí)中間(jiān)塑料層的(dí)設計(jì)，必(bì)須(xū)滿足型(xíng)材(cái)的(dí)整體(tǐ)強(qiáng)度和(hé)剛度(dù)的(dí)要求(qiú)。
3，幕牆玻璃(lí)傳熱(rè)係數(shù)的比較
嚴寒地區和寒(hán)冷地(dì)區的(dí)冬季(jì)，由於單(dān)層玻璃幕牆（下(xià)稱“單(dān)玻(bō)幕(mù)牆(qiáng)”）的傳(chuán)熱係數(shù)較(jiào)大(dà)，導致室溫降低，並(bìng)且(qiě)很(hěn)容易(yì)在(zài)幕牆(qiáng)的內表麵形(xíng)成蒸(zhēng)氣(qì)水珠和(hé)產(chǎn)生結冰現象。為了有效地改善上述地(dì)區幕牆的傳熱(rè)係數(shù)，采用斷(duàn)熱鋁中(zhōng)空(kōng)玻(bō)璃幕牆（下(xià)稱“斷熱幕牆”）是重要(yào)的(dí)措施(shī)之一。DIN4108規程規定，斷熱幕牆(qiáng)的傳熱(rè)係數K0不(bù)大於3.5W/（m2·K）。玻璃(lí)的傳熱(rè)係(xì)數(shù)依(yī)據《熱工(gōng)規(guī)範(fàn)》計(jì)算。
3.1，單層(céng)玻璃(lí)（8mm）的(dí)傳(chuán)熱(rè)係數計(jì)算(suàn)
（1）單(dān)層玻璃的(dí)熱(rè)絕緣係(xì)數(shù)：R=0.011m2·K/W
（2）單層玻璃的傳熱(rè)熱絕緣(yuán)係數：R0=Ri+R+Re=0.11+0.011+.0.4=0.161m2·K/W
（3）單(dān)層玻璃(lí)的(dí)傳熱(rè)係數K0為(wéi)：K0=1/R0=6.21W/（m2·K）
3.2，中空玻璃（8+10+6）的(dí)傳熱係數(shù)計算(suàn)
（1）
中(zhōng)空玻(bō)璃的(dí)熱(rè)絕緣係數R為：R=R1+Ra+R2=0.159m2·K/W式中：R1-外層玻璃(lí)熱絕緣係(xì)數（取0.011m2·K/W）；R2-內層玻(bō)璃(lí)熱絕(jué)緣係數(shù)（取0.008m2·K/W）；Ra-冬季(jì)一般空(kōng)氣層熱(rè)絕緣係(xì)數（取0.14m2·K/W）；
（2）
中空(kōng)玻(bō)璃(lí)的(dí)傳熱熱絕(jué)緣(yuán)係數R0為(wéi)：R0=Ri+R+Re=0.11+0.159+0.04=0.309m2·K/W（3）中空(kōng)玻璃的(dí)傳(chuán)熱係數(shù)K0為：K0=1/R0=3.24W/（m2·K）
3.3，單(dān)層玻璃(lí)與中(zhōng)空玻(bō)璃(lí)傳熱係(xì)數的比(bǐ)較(jiào)
以上計算(suàn)表明：單層玻(bō)璃(lí)的傳(chuán)熱(rè)係數(shù)比中空玻璃(lí)的(dí)傳(chuán)熱係數大48%,說(shuō)明中(zhōng)空玻璃的(dí)節能(néng)效(xiào)果遠遠大(dà)於單(dān)層(céng)玻璃。
4，幕牆建(jiàn)築節能的(dí)經濟(jì)評價
在我國(guó)，人(rén)們十分重(zhòng)視建築成(chéng)本的控製，而容易忽略通過適(shì)當(dāng)地增(zēng)加建(jiàn)築(zhù)成本(běn)而產生(shēng)的(dí)建築節(jié)能效果(guǒ)所(suǒ)帶來的經(jīng)濟(jì)效(xiào)益和社(shè)會效(xiào)益(yì)。下(xià)麵(miàn)，我們通過計算和分析(xī)，對幕牆的(dí)建(jiàn)築節(jié)能(néng)效果作(zuò)出(chū)綜合評價。
（1）
設(shè)位於(yú)北(běi)京(jīng)市區(qū)的一幢(chuáng)商業(yè)建(jiàn)築，幕牆麵積(jī)為10000m2,建築(zhù)的(dí)層高(gāo)均小(xiǎo)於4m,北京市每年(nián)的采暖(nuǎn)天數為129d,考慮(lǜ)每(měi)天實際(jì)采(cǎi)暖10h.分(fēn)別按使用單玻幕(mù)牆和(hé)斷熱幕(mù)牆這2種方(fāng)案(àn)計算其耗熱量。根據《采(cǎi)暖通風與(yǔ)空(kōng)氣(qì)調(tiáo)節(jié)設(shè)計(jì)規範》（GBJ19-87）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《暖(nuǎn)通(tōng)規(guī)範(fàn)》）的規定，幕牆(qiáng)的(dí)基本耗熱量為(wéi)：Q=αFK（tn-twn）式(shì)中(zhōng)：Q-幕(mù)牆的(dí)基(jī)本(běn)耗(hào)熱(rè)量（W）；α-幕(mù)牆的(dí)溫(wēn)差(chà)修(xiū)正係數，取1.0;F-幕牆(qiáng)麵積(jī)，為10000m2;K-幕(mù)牆的(dí)傳(chuán)熱係數，單玻幕(mù)牆取6.4W/（m2·K），斷熱(rè)幕牆取3.5W/（m2·K）；tn-冬季室內計算(suàn)溫度，取19℃；twn-采(cǎi)暖室外計(jì)算(suàn)溫度，取-9℃。為(wéi)簡便(biàn)計算，上式中設(shè)定：①幕牆的結構類(lèi)型(xíng)為Ⅰ型；②采暖(nuǎn)室(shì)外(wài)計(jì)算溫(wēn)度(dù)取采(cǎi)暖室(shì)外(wài)計算(suàn)（幹(gān)球）溫(wēn)度值；③未(wèi)考慮(lǜ)通(tōng)過幕(mù)牆的開窗，孔洞或屋(wū)頂(dǐng)，地(dì)麵(miàn)侵(qīn)入(rù)室內的冷(lěng)空氣的(dí)耗熱量；④未(wèi)考慮通(tōng)過(guò)幕(mù)牆(qiáng)縫隙滲入(rù)室內的冷空氣的(dí)耗熱量；⑤未(wèi)考(kǎo)慮(lǜ)建築的(dí)朝向；⑥Q僅為(wéi)理論計(jì)算(suàn)值(zhí)。單玻幕(mù)牆(qiáng)的(dí)基(jī)本耗(hào)熱(rè)量(liáng)Q1=1792kW;斷(duàn)熱幕(mù)牆的(dí)基本耗熱量(liáng)Q2=980kW.
（2）單玻幕牆比斷熱幕牆每年(nián)采(cǎi)暖多(duō)消耗的熱(rè)量（熱能(néng)）轉換為電能E:E=（1792-980）×129×10=1047480kW·h
（3）斷熱(rè)幕牆與單(dān)玻幕(mù)牆建築節能(néng)效(xiào)果(guǒ)的經(jīng)濟比較
設單玻(bō)幕牆(qiáng)的單位造(zào)價為(wéi)1300元(yuán)/m2,斷熱幕(mù)牆(qiáng)的單位造(zào)價為1800元(yuán)/m2,則(zé)初(chū)始投資增加500萬(wàn)元。北京市的(dí)電價（假(jiǎ)定10年(nián)內(nèi)不變）為0.70元/（kW·h），功(gōng)率因素為(wéi)0.9,單(dān)玻幕牆比斷熱幕(mù)牆(qiáng)每年采暖多支出的(dí)電(diàn)費(fèi)82萬元設人(rén)民幣的(dí)年利(lì)率(shuài)為5%（假定10年(nián)內不(bù)變(biàn)），單玻幕(mù)牆與斷(duàn)熱(rè)幕(mù)牆建築節能(néng)的經(jīng)濟(jì)效(xiào)益(yì)比較(jiào)見表1.由(yóu)表(biǎo)1比(bǐ)較(jiào)得知(zhī)，斷熱(rè)幕(mù)牆到第7年即可(kě)收(shōu)回(huí)全(quán)部(bù)所(suǒ)增加(jiā)的(dí)建築成(chéng)本(běn)，到第(dì)10年，斷熱幕(mù)牆建築節能所產生的(dí)經(jīng)濟效益(yì)要比單玻(bō)幕牆(qiáng)多256萬元(yuán)。這說(shuō)明(míng)，斷熱(rè)幕(mù)牆(qiáng)的建築節能(néng)所(suǒ)產生的經(jīng)濟效益是十(shí)分(fēn)明顯的。
5，結(jié)論
（1）
幕(mù)牆(qiáng)是我國近(jìn)20年(nián)來(lái)發(fā)展(zhǎn)起來的(dí)集(jí)新技術(shù)，新(xīn)材(cái)料和(hé)新結(jié)構為一體(tǐ)的(dí)新型建築材料(liào)，我國每年有(yǒu)數(shù)百萬(wàn)平(píng)方米的(dí)幕(mù)牆投入(rù)使(shǐ)用，並以10%的速度(dù)繼(jì)續增長。因(yīn)此(cǐ)，幕牆的建(jiàn)築節能(néng)設計十分重要(yào)。
（2）
根據本(běn)文的(dí)技術分析，計算以及(jí)建(jiàn)築(zhù)節能經濟效(xiào)益的評(píng)價，幕(mù)牆(qiáng)的建築節能(néng)工(gōng)作(zuò)對(duì)建築投(tóu)資者(zhě)，對(duì)社會(huì)都(dū)是十分有(yǒu)利的，用(yòng)於建(jiàn)築節(jié)能的(dí)投(tóu)資(zī)*可(kě)以(yǐ)收(shōu)回，並能在(zài)幕牆(qiáng)的使用(yòng)期內(nèi)給(gěi)投資(zī)者創造良(liáng)好的經濟效(xiào)益和社會效益(yì)。
（3）采用斷(duàn)熱(rè)幕(mù)牆的(dí)結構形式(shì)是(shì)幕牆(qiáng)建築(zhù)節(jié)能(néng)的zui有(yǒu)效的途徑。
