节能型建筑幕墙的构造设计

　　封闭空气层部分热阻 （GB50176-93 附表2.4）：

　　冬季R_空 = 0.18 (m²·K)/ W 夏季R_空 = 0.15 (m²·K)/ W （2）

　　墙体部分热阻：

　　结构梁部分热阻 R_梁1=δ/λ= 0.30/1.74 = 0.172(m²·K) / W
　　反梁部分热阻 R_梁2=δ/λ= 0.20/1.74 = 0.115(m²·K) / W
　　保温棉部分热阻 R_棉 =δ/λ= 0.04/0.050 = 0.800(m²·K) / W
　　墙体部分(按面积加权) 热阻 R₂= ( R_梁1A _梁1+ R_梁2A _梁2 + R_棉A_棉)/ ( A_梁1+ A_梁2 + A_棉)=（0.172×0.500+0.115×0.300+0.800×0.400）/（0.500+0.300+0.400）= 0.367(m²·K) / W （3）

　　由（1）（2）（3），根据GB50176-93公式附2.2和附2.4，非透明幕墙传热阻：


　　冬季R₀= R_i + R₁+ R_空+ R₂+R_e =0.11+0.0187+0.18+0.367+0.04=0.716 (m²·K) / W

　　此非透明幕墙的传热系数（冬季）为：

　　K=1/ R₀ =1/0.716=1.397W/(m²·K) ≤1.5 W/(m²·K) （4）
　　夏季R₀= R_i + R₁+ R_空+ R₂+R_e = 0.11+0.0187+0.15+0.367+0.05 =0.696(m²·K) / W

　　此非透明幕墙的传热系数（夏季）为：

　　K=1/ R₀ =1/0.696 =1.437W/(m²·K) ≤1.5 W/(m²·K) （5）

　　由（4）（5）表明，6mm厚单层玻璃及40mm厚保温棉的构造能满足夏热冬暖地区的节能要求。


　　采取同样的计算方法，该种非透明幕墙的构造适宜的气候地区域构造列表如表7。


表7 示例非透明幕墙构造与适宜区域列表[K单位：W/(m²·K)]

玻璃	铝型材	保温棉厚度	传热系数K(冬季)	传热系数K(夏季)	适合地区
6mm 单层	普通	40mm	1.397	1.437	夏热冬暖
6+9+6中空	断热	20mm	1.426	1.468	夏热冬暖
6mm 单层	普通	90mm	0.953	0.972	夏热冬冷
6+9+6中空	断热	70mm	0.966	0.986	夏热冬冷
6mm 单层	断热	190mm	0.581	0.588	寒冷地区
6+9+6中空	断热	170mm	0.588	0.595	寒冷地区
6mm 单层	断热	240mm	0.487	0.491	严寒B区
6+9+6中空	断热	220mm	0.491	0.496	严寒B区
6mm 单层	断热	280mm	0.431	0.434	严寒A区
6+9+6中空	断热	260mm	0.435	0.438	严寒A区
6mm 单层	断热	310mm	0.397	0.400	严寒A区
6+9+6中空	断热	300mm	0.389	0.392	严寒A区

　　从计算与列表可以看出：


　　1. 玻璃幕墙部分的传热阻约为非透明部分（墙体）的5%，是封闭空气层的10%，封闭空气层的宽度超过60mm后对热阻的影响不大（计算取值不变），因而提高非透明玻璃幕墙热阻的办法应重点考虑提高玻璃幕墙后置墙体（保温板）的热阻。


　　2. 单层玻璃完全能满足不同气候区域对玻璃幕墙组成的非透明幕墙的热工要求。


　　3. 铝框因所占的面积比例较小，因而对非透明幕墙的传热系数影响不大，但寒冷与严寒地区因采暖时间长，为避免型材表面结露结霜，应选用断热型材。


　　4. 从构造上看，热阻的计算将玻璃幕墙、封闭空气层和墙体作为多层围护结构来考虑，所以空气层必须封闭。如图3示。当空气层不封闭时，透过玻璃幕墙的热量直接与室内空气层直接进行交换，墙体对热量的阻挡会有很大程度的降低，而达不到节能要求。

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