關(guān)于全玻幕墻熱工性能的討論
【摘要】本文通過(guò)對(duì)比計(jì)算全玻幕墻在單片玻璃面板及中空透明玻璃面板配置下的熱工性能，分析全玻幕墻玻璃面板配置方案的合理應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】熱工；全玻幕墻
全玻幕墻美觀、通透、經(jīng)濟(jì)、便于施工、便于維護(hù)的特點(diǎn)讓其在建筑的裙樓裝飾工程中應(yīng)用廣泛，但是在節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，我們需要對(duì)全玻幕墻的節(jié)能性能做進(jìn)一步的分析。
在《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005出臺(tái)以后，國(guó)內(nèi)幕墻產(chǎn)品必須進(jìn)行性能升級(jí)，對(duì)產(chǎn)品的節(jié)能保溫性能提出新的要求。但對(duì)于幕墻行業(yè)，國(guó)內(nèi)還一直沒(méi)有詳細(xì)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，以評(píng)價(jià)其熱工性能是否能夠滿(mǎn)足節(jié)能要求，直到《建筑門(mén)窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151-2008的推出。在此本文將應(yīng)用JGJ/T151給出的計(jì)算方法，并結(jié)合美國(guó)勞倫斯.貝克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LBNL）開(kāi)發(fā)的WINDOW6.0、THERM6.0熱工計(jì)算軟件對(duì)全玻幕墻的熱工性能做較為精確的計(jì)算。
1邊界條件
按《建筑門(mén)窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151-2008，在幕墻產(chǎn)品熱工性能評(píng)價(jià)中，其傳熱系數(shù)計(jì)算采用如下邊界條件。
2材料導(dǎo)熱系數(shù)
本文計(jì)算涉及材料導(dǎo)熱系數(shù)取值表2
3計(jì)算單元選擇
選擇高度4米，寬度分格1.5米，計(jì)算寬度4.5米的全玻幕墻，分別選用10mm單層透明玻璃面板、6+12A+6mm透明玻璃面板計(jì)算傳熱系數(shù)。為便于分析比較，玻璃肋統(tǒng)一采用10+1.14PVB+10鋼化夾膠玻璃。
計(jì)算選用的玻璃來(lái)自中國(guó)玻璃數(shù)據(jù)庫(kù)。
4采用10mm厚單層透明玻璃面板的全玻幕墻熱工性能分析
4.1玻璃面板的傳熱系數(shù)
采用美國(guó)勞倫斯.貝克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LBNL）WINDOW6.0熱工計(jì)算軟件，調(diào)入中國(guó)玻璃數(shù)據(jù)庫(kù)后，選擇10mm透明玻璃計(jì)算玻璃面板的傳熱系數(shù)Ug=5.251W/(m2•K)。
4.2玻璃幕墻框的傳熱系數(shù)
在框的計(jì)算截面中，用一塊導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.03W/(m•K)的板材代替實(shí)際的玻璃，板材厚度等于所代替面板的厚度，嵌入框的深度按照面板嵌入的實(shí)際尺寸，可見(jiàn)部分的板材寬度bp不應(yīng)小于200mm（本文取值為200mm）。
4.3玻璃幕墻框與玻璃接觸部分的線(xiàn)傳熱系數(shù)
用實(shí)際的玻璃代替導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.03W/(m.k)的板材，其他尺寸不變。
如圖4，Uf’=6.0862W/(m2•K)Ueg=4.7221W/(m2•K)
框1線(xiàn)傳熱系數(shù)：
ψf=Uf’•bf+Ueg•beg-Uf•bf-Ug•beg
=(6.0862*45+4.7221*130-3.7730*45-5.251*130)/1000
=0.0353W/m•K
如圖5，Uf’=4.6340W/(m2•K)Ueg=3.7521W/(m2•K)
框2線(xiàn)傳熱系數(shù)：
ψf=Uf’•bf+Ueg•beg-Uf•bf-Ug•beg
=(4.6340*41.5+3.7521*65-2.2756*41.5-5.251*65)/1000
=0.0004W/m•K
4.4玻璃幕墻整體傳熱系數(shù)
采用10mm單層透明玻璃時(shí)的整體傳熱系數(shù)U值表3
5采用6+12A+6mm中空透明玻璃面板的全玻幕墻熱工性能分析
5.1玻璃面板的傳熱系數(shù)
6+12A+6mm中空透明玻璃面板的傳熱系數(shù)Ug=2.663W/(m2•K)。
5.2玻璃幕墻框的傳熱系數(shù)
用一塊導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.03W/(m•K)的板材代替實(shí)際的玻璃。
5.3玻璃幕墻框與玻璃接觸部分的線(xiàn)傳熱系數(shù)
用實(shí)際的玻璃代替導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.03W/(m.k)的板材。
框1線(xiàn)傳熱系數(shù)：
ψf=Uf’•bf+Ueg•beg-Uf•bf-Ug•beg
=(5.1648*45+1.8412*130-1.7743*45-2.663*130)/1000
=0.0457W/m•K
如圖10，Uf’=4.1258W/(m2•K)Ueg=2.3045W/(m2•K)
框2線(xiàn)傳熱系數(shù)：
ψf=Uf’•bf+Ueg•beg-Uf•bf-Ug•beg
=(4.1258*41.5+2.3045*65-1.8093*41.5-2.663*65)/1000
=0.0728W/m•K
5.4玻璃幕墻整體傳熱系數(shù)
采用6+12A+6mm中空透明玻璃時(shí)的整體傳熱系數(shù)U值表4
6計(jì)算結(jié)果對(duì)比
不同玻璃配置下該全玻幕墻的整體傳熱系數(shù)對(duì)比表5
7結(jié)論
根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005的規(guī)定：夏熱冬冷、夏熱冬暖地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值多在3.0左右。單層透明玻璃面板無(wú)法滿(mǎn)足，基本上已不能用做全玻幕墻，如確需使用應(yīng)綜合考慮外墻保溫的加權(quán)平均值或增加其他節(jié)能措施。
參考文獻(xiàn)：
1．《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005。中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005。
2.《建筑門(mén)窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151-2008。中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009。
3．《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2003。中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003。
4．《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003。中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003。
5.國(guó)外參考資料：
[1]《Thermalperformanceofwindows,doorsandshutters－Calculationofthermaltransmittance－Part1:Simplifiedmethod》BSENISO10077-1:2000。窗、門(mén)和百葉窗的熱性能－熱傳送的計(jì)算－第一部分：簡(jiǎn)化方法。
[2]《Thermalperformanceofwindows,doorsandshutters－Calculationofthermaltransmittance－Part2:Numericalmethodforframes》BSENISO10077-2:2000。窗、門(mén)和百葉窗的熱性能－熱傳送的計(jì)算－第二部分：框的數(shù)值化方法。
[3]《Thermalperformanceofwindows,doorsandshadingdevices－Detailedcalculations》ISO15099:2003。窗，門(mén)和遮陽(yáng)裝置的熱性能－詳細(xì)計(jì)算�！�
