3、幕墻玻璃傳熱系數(shù)的比較
嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的冬季，由于單層玻璃幕墻(下稱“單玻幕墻”)的傳熱系數(shù)較大，導(dǎo)致室溫降低，并且很容易在幕墻的內(nèi)表面形成蒸氣水珠和產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象。為了有效地改善上述地區(qū)幕墻的傳熱系數(shù)，采用斷熱鋁中空玻璃幕墻(下稱“斷熱幕墻”)是重要的措施之一。ＤＩＮ4108規(guī)程規(guī)定，斷熱幕墻的傳熱系數(shù)Ｋ0不大于3.5Ｗ／(ｍ2·Ｋ)。玻璃的傳熱系數(shù)依據(jù)《熱工規(guī)范》計(jì)算。
3.1、單層玻璃(8ｍｍ)的傳熱系數(shù)計(jì)算
(1) 單層玻璃的熱絕緣系數(shù)：Ｒ＝0.011ｍ2·Ｋ／Ｗ
(2) 單層玻璃的傳熱熱絕緣系數(shù)：Ｒ0＝Ｒｉ+Ｒ+Ｒｅ＝0.11+0.011+.0.4＝0.161ｍ2·Ｋ／Ｗ
(3) 單層玻璃的傳熱系數(shù)Ｋ0為：Ｋ0＝1／Ｒ0＝6.21Ｗ／(ｍ2·Ｋ)
3.2、中空玻璃(8+10+6)的傳熱系數(shù)計(jì)算
(1) 中空玻璃的熱絕緣系數(shù)Ｒ為：Ｒ＝Ｒ1+Ｒａ+Ｒ2＝0．159ｍ2·Ｋ／Ｗ式中：Ｒ1-外層玻璃熱絕緣系數(shù)(取0．011ｍ2·Ｋ／Ｗ)；Ｒ2-內(nèi)層玻璃熱絕緣系數(shù)(取0．008ｍ2·Ｋ／Ｗ)；Ｒａ-冬季一般空氣層熱絕緣系數(shù)(取0．14ｍ2·Ｋ／Ｗ)；
(2) 中空玻璃的傳熱熱絕緣系數(shù)Ｒ0為：Ｒ0＝Ｒｉ+Ｒ+Ｒｅ＝0．11+0．159+0．04＝0．309ｍ2·Ｋ／Ｗ(3)中空玻璃的傳熱系數(shù)Ｋ0為：Ｋ0＝1／Ｒ0＝3．24Ｗ／(ｍ2·Ｋ)
3．3、單層玻璃與中空玻璃傳熱系數(shù)的比較
以上計(jì)算表明：?jiǎn)螌硬ＡУ膫鳠嵯禂?shù)比中空玻璃的傳熱系數(shù)大48%，說明中空玻璃的節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單層玻璃。
4 、幕墻建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
在我國，人們十分重視建筑成本的控制，而容易忽略通過適當(dāng)?shù)卦黾咏ㄖ杀径a(chǎn)生的建筑節(jié)能效果所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。下面，我們通過計(jì)算和分析，對(duì)幕墻的建筑節(jié)能效果作出綜合評(píng)價(jià)。
(1) 設(shè)位于北京市區(qū)的一幢商業(yè)建筑，幕墻面積為10000ｍ2，建筑的層高均小于4ｍ，北京市每年的采暖天數(shù)為129ｄ，考慮每天實(shí)際采暖10ｈ。分別按使用單玻幕墻和斷熱幕墻這2種方案計(jì)算其耗熱量。根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(ＧＢＪ19-87)(以下簡(jiǎn)稱《暖通規(guī)范》)的規(guī)定，幕墻的基本耗熱量為：Ｑ＝αＦＫ(ｔｎ-ｔｗｎ)式中：Ｑ-幕墻的基本耗熱量(Ｗ)；α-幕墻的溫差修正系數(shù)，取1．0；Ｆ-幕墻面積，為10000ｍ2；Ｋ-幕墻的傳熱系數(shù)，單玻幕墻取6．4Ｗ／(ｍ2·Ｋ)，斷熱幕墻取3．5Ｗ／(ｍ2·Ｋ)；ｔｎ-冬季室內(nèi)計(jì)算溫度，取19℃；ｔｗｎ-采暖室外計(jì)算溫度，取-9℃。為簡(jiǎn)便計(jì)算，上式中設(shè)定：①幕墻的結(jié)構(gòu)類型為Ⅰ型；②采暖室外計(jì)算溫度取采暖室外計(jì)算(干球)溫度值；③未考慮通過幕墻的開窗、孔洞或屋頂、地面侵入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量；④未考慮通過幕墻縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量；⑤未考慮建筑的朝向；⑥Ｑ僅為理論計(jì)算值。單玻幕墻的基本耗熱量Ｑ1＝1792ｋＷ；斷熱幕墻的基本耗熱量Ｑ2＝980ｋＷ。
(2) 單玻幕墻比斷熱幕墻每年采暖多消耗的熱量(熱能)轉(zhuǎn)換為電能Ｅ：Ｅ＝(1792-980)×129×10＝1047480ｋＷ·ｈ
(3) 斷熱幕墻與單玻幕墻建筑節(jié)能效果的經(jīng)濟(jì)比較
設(shè)單玻幕墻的單位造價(jià)為1300元／ｍ2，斷熱幕墻的單位造價(jià)為1800元／ｍ2，則初始投資增加500萬元。北京市的電價(jià)(假定10年內(nèi)不變)為0．70元／(ｋＷ·ｈ)，功率因素為0．9，單玻幕墻比斷熱幕墻每年采暖多支出的電費(fèi)82萬元設(shè)人民幣的年利率為5%(假定10年內(nèi)不變)，單玻幕墻與斷熱幕墻建筑節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益比較見表1。由表1比較得知，斷熱幕墻到第7年即可收回全部所增加的建筑成本，到第10年，斷熱幕墻建筑節(jié)能所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益要比單玻幕墻多256萬元。這說明，斷熱幕墻的建筑節(jié)能所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。
5、結(jié)論
(1) 幕墻是我國近20年來發(fā)展起來的集新技術(shù)、新材料和新結(jié)構(gòu)為一體的新型建筑材料，我國每年有數(shù)百萬平方米的幕墻投入使用，并以10%的速度繼續(xù)增長。因此，幕墻的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)十分重要。
(2) 根據(jù)本文的技術(shù)分析、計(jì)算以及建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)，幕墻的建筑節(jié)能工作對(duì)建筑投資者、對(duì)社會(huì)都是十分有利的，用于建筑節(jié)能的投資完全可以收回，并能在幕墻的使用期內(nèi)給投資者創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
(3) 采用斷熱幕墻的結(jié)構(gòu)形式是幕墻建筑節(jié)能的最有效的途徑。
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