玻璃配置与分格对幕墙热工性能的影响

　　摘要：本文介绍了软件计算幕墙热工性能的思路及方法，对比了幕墙分格大小及玻璃是否采用Low-E对幕墙热工热工的影响，分析了冬季及夏季幕墙热工性能的差异。

　　关键词：热工，幕墙分格，冬夏，普通中空、Low-E中空。

　　随着石油价格的不断上涨，能源的消耗和节约成为全世界关注的问题。幕墙作为建筑的外维护体系，对整个建筑的热工性能有较大影响。我国于2005年4月4日发布《公共建筑节能设计规范》，2005年7月1日起正式实施，对幕墙传热系数提出了明确要求，同时也对幕墙的热工性能计算提出了新的要求。

　　1.计算程序概况

　　计算幕墙热工性能，当前欧美采用比较成熟的软件有THERM5.0、WINDOW5.1及FLIXI2.1。THERM和WINDOW软件由美国劳伦斯.贝克利国家实验室(LBNL)开发，FLIXI软件由瑞士苏黎士Imfomind股份公司开发。WINDOW5.1是一个交互式的计算软件，该软件带有大型数据库，可通过交互选择各种窗框及玻璃来计算窗户传热系数U值;THERM和FLIXI软件带有各种装饰用材料的热工参数库及室内外环境热工参数库，由用户给定需计算的幕墙及窗户截面进行计算，具有较好的针对性。THERM和FLIXI软件都采用有限元算法，都是基于热流量及热流量损失的计算软件。下面采用THERM5.0软件，以计算实例说明软件计算的过程及原理，并通过实例计算，对比幕墙分格大小及玻璃是否采用Low-E对幕墙热工热工的影响，分析冬季及夏季幕墙热工性能的差异。THERM基于有限元分析方法，计算出的热流量有±3%的误差，U值有大约±5%的误差。

　　2.冬季及夏季的室内外计算条件

　　3.各种材料的热传导性能

　　4.程序计算幕墙热工原理

　　THERM软件是基于热流量及热流量损失的热工计算软件。计算的整体思路是：由计算得到给定分格内玻璃(不去掉分格缝处铝框及胶缝宽度或高度)部分的热流量和该分格中横框及竖框上比纯粹玻璃多损失的热流量，整个分格玻璃的热流量加上横框及竖框比纯粹玻璃多损失的热流量，就是该分格中总共的热流量，用该总热流量除以分格总面积，就可以得到该分格的幕墙传热系数。具体步骤如下：

　　5.2.3横框F2截面的热工分析

　　综合以上计算及分析，幕墙夏季的传热系数U小于冬季的传热系数。

　　6.计算结果对比

　　按以上方法，可计算出以下各种情况下幕墙传热系数：

　　7.结论

　　由以上计算结果可以看出：

　　a.在幕墙构造做法不变的情况下，增大幕墙分格尺寸能小幅降低幕墙的传热系数、提高幕墙热工性能，但幅度不大;

　　b.在幕墙构造做法不变的情况下，将幕墙面板玻璃由普通中空玻璃改为Low-E中空玻璃，能较大幅度降低幕墙的传热系数、提高幕墙热工性能，一般可将幕墙的传热系数降低0.8-1.0 W/(m²k)，是一个较为有效的方法;

　　c.在幕墙构造做法不变的情况下，玻璃及幕墙整体的传热系数，夏季都小于冬季，也就是，一般来说，只要幕墙冬季的热工性能满足国家标准，夏季也能满足。

　　参考文献：

　　1.《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005。中国建筑工业出版社，2005.

　　2.《民用建筑热工设计规范》GB50176-1993。中国建筑工业出版社，1993.

　　3.《建筑玻璃应用技术规程》JGJ133-2003。中国建筑工业出版社，2003.

　　4. 公共建筑节能设计标准宣贯辅导教材。中国建筑工业出版社，2005.

　　5. 涂逢详主编 节能窗技术。中国建筑工业出版社，2003.

　　6. 张芹 玻璃幕墙如何贯彻执行公共建筑节能设计标准。门窗幕墙信息，2005.9.

　　7. 张芹 玻璃幕墙与建筑节能。门窗幕墙信息，2005.11.

　　8. 谢士涛 董格林 节能型建筑幕墙的构造设计。中国建筑装饰，2006.1.

　　9. 国外参考资料

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　　[2]prEN ISO 10077-2:2000-12;窗、门和百叶窗的热性能—热传送的计算—第二部分：框的数值化方法。

　　[3]EN ISO10211-2:2001;建筑物的热桥—热流和表面温度—第二部分：线性热桥计算。

　　[4]EN 673:1999-01;建筑物玻璃—测定热传输(U值)—计算方法(德文版EN673:1997)

　　[5]EN ISO6946:1996;建筑组件和建筑构件—耐热和热传输—计算方法。

　　[6]WINDOW5.1,加州大学董事，国际玻璃窗数据库(IGDB)版本。

　　[7]SO/FDIS 15099：2003;窗，门和遮阳装置的热性能—详细计算。

　　[8]ASHRAE，2001，《能量计算的国际现状》(IWEC现状文件)，用户手册和CD-ROM，亚特兰大，ASHRAE。

作者单位：江苏省装饰幕墙工程有限公司

　　　　　南京环达装饰工程有限公司

  作者：刘长龙　晁晓刚

　来源：2020论文集