玻璃幕墻(以下簡稱“幕墻”)是現(xiàn)代化建筑的主要外圍護結構之一，其節(jié)能已成為我國建筑節(jié)能的重要一環(huán)。本文就幕墻的節(jié)能進行技術分析、計算，對節(jié)能效果進行經濟評價。
一、 幕墻建筑節(jié)能的設計原則
我國幅員遼闊，當北方還是冰天雪地的時候，南方已是春暖花開的季節(jié)。本文提出下列措施，作為幕墻建筑節(jié)能的設計原則：(1)嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和溫和地區(qū)的幕墻，要進行冬季的保溫設計，夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)的幕墻，要進行夏季的隔熱設計。(2)我國目前尚沒有專門的幕墻熱工設計標準或規(guī)范，幕墻熱工設計依據(jù)國家現(xiàn)行的外墻和窗戶熱工設計的有關標準、規(guī)范和參考國外的有關熱工設計規(guī)程。(3)進行幕墻熱工設計時，必須對其復雜的傳熱過程和傳熱方式進行分析和研究。幕墻的傳熱過程大致有3種途徑：幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的換熱：外表面與周圍空氣間的對流換熱，外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱，外表面與空間的各種長波(如電磁波、紅外線等產生的長波)輻射換熱;幕墻內表面與室內空氣和室內環(huán)境間的換熱：內表面與室內空氣間的對流換熱，內表面與室內環(huán)境間的輻射換熱;幕墻和金屬框格的傳熱：通過單層玻璃的熱流傳熱，通過金屬框格傳熱，通過玻璃的鍍膜層減少輻射換熱。(4)幕墻的傳熱系數(shù)由建筑物的外形和所處地區(qū)的氣候條件、型材的傳熱系數(shù)和玻璃的傳熱系數(shù)等綜合確定。
二、鋁型材的熱工設計型材是幕墻的主要受力構件。
目前，幕墻絕大部分采用鋁型材和彩板型材。本文以鋁型材為例進行熱工分析和計算。
1、鋁型材的熱絕緣系數(shù)計算
根據(jù)《民用建筑熱工設計規(guī)范》(以下簡稱《熱工規(guī)范》)規(guī)定，鋁型材的熱絕緣系數(shù)R為:R=δ/λ式中:R-材料層的熱絕緣系數(shù)(m2·K/W);δ-材料層的厚度(m);λ-材料的導熱系數(shù)〔取203W/(m·K)〕。設一根矩形實心鋁型材，厚度為100mm，其熱絕緣系數(shù)R為:R=0.0005m2·K/W上述計算結果沒有考慮實際工程中所采用的是空心鋁型材。而厚度為100mm厚的矩形空心鋁型材，兩邊的壁厚一般分別為12mm，空心鋁型材實際可導熱的厚度僅為兩邊的壁厚部分(共24mm)。實心鋁型材與空心鋁型材的熱絕緣系數(shù)比例為100∶24，空心鋁型材的熱絕緣系數(shù)R為:R=0.002m2·K/W
2、鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)計算
根據(jù)《熱工規(guī)范》，鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)R0為:R0=Ri+R+Re式中:Ri-鋁型材內表面換熱熱絕緣系數(shù)(取0.11m2·K/W)(下同);Re-鋁型材外表面換熱熱絕緣系數(shù)(取0.04m2·K/W)(下同);R-鋁型材熱絕緣系數(shù)(取0.002m2·K/W)。R0=0.11+0.04+0.002=0.152m2·K/W
3、鋁型材的傳熱系數(shù)計算
根據(jù)《熱工規(guī)范》，鋁型材的傳熱系數(shù)K0為:
K0=1/R0
式中:R0-鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)，取0.152m2·K/W。
K0=1/0.152=6.58W/(m2·K)
上式得出的計算結果是無斷熱鋁型材的基本傳熱系數(shù)，這與《熱工規(guī)范》表4.4.1中單層窗戶的傳熱系數(shù)6.4W/(m2·K)基本相同。
4、斷熱鋁型材的基本設計要求
斷熱鋁型材亦稱隔熱鋁型材或絕熱鋁型材，由鋁與塑料(或其它隔熱材料)復合而成，其中間塑料隔熱層主要生產工藝有嵌入式、擠壓式和填充式等。A、斷熱鋁型材的傳熱過程十分復雜，傳熱系數(shù)很難計算，一般只有通過檢測獲得數(shù)據(jù)。參照DIN4108《高層建筑的隔熱》(1981.8)(下稱“DIN4108規(guī)程”)規(guī)定，斷熱鋁型材的基本傳熱系數(shù)K0不大于3.5W/(m2·K)。B、斷熱鋁型材的中間塑料層的最小厚度，按DIN4108規(guī)程規(guī)定，最小應為7mm。C、斷熱鋁型材的中間塑料層的設計，必須滿足型材的整體強度和剛度的要求。
