双层幕墙及其简化节能计算.docVIP

双层幕墙及其简化节能计算摘 要：建筑能耗的计算通常分为计算机精确模拟法和简化计算法。本文通过对双层幕墙热工参数的计算，提出双层幕墙冬、夏季不同工况的简化节能计算。 关键词：双层幕墙；节能；简化计算 在全球能源短缺日趋严峻和环境污染日益严重的今天，节能减排已经成为当今时代的主题，建筑(包括公共建筑和居住建筑)节能也已经提到了前所未有的高度。其中公共建筑节能的50%由改善围护结构热工性能，提高空调采暖设备和照明设备效率来分担，而改善围护结构热工性能分担13~25%。各种新型节能幕墙如雨后春般出现，双层幕墙无疑是其中一颗耀眼的明星。 双层幕墙起源于西方欧美发达国家，近年来引进我国。所谓双层幕墙是指由外层幕墙、通风空气间层(也称热通道)和内层幕墙(或门、窗)构成，且通风空气间层(热通道)内能够形成空气有序流动的建筑幕墙。通风空气间层宽度一般100～2000mm，内设遮阳帘，上下接出风口和进风口。根据通风空气间层进、出风口位置的不同，分为外通风和内通风双层幕墙。外通风双层幕墙的通风空气间层进出风口设置于外层幕墙，内通风双层幕墙的通风空气间层进出风口设置于内层幕墙。 双层幕墙的立项、论证，其经济指标是否可行，除了其隔声性能提高外，热工性能、节约能耗的多少是重要考量。使用当地的气象资料，采用典型年法或多年平均法对当前建筑逐日、逐月进行与参照建筑比较的节能计算，从而进行经济技术比较或各项评价。 1 外通风双层幕墙及其简化节能计算 外通风双层幕墙由于进出风口均设置于外层幕墙，其外立面效果可能受到一定的影响，一般地外层幕墙的保温性、遮阳性通等热工性能均要求不高，而内层幕墙的保温性能要求较高，所以外层幕墙玻璃通常为单玻，内层幕墙玻璃通常低辐射中空玻璃。外通风双层幕墙通风空气间层由于构造及使用中的防水防尘及清洁问题，一般宽约400mm以上。进、出风口的布置一般采用一进二出或一进一出方式，较多地采用一进二出的方式布置，其原因在于出风口的风阻较大，降低出口风速可以提高通风的效率。 (1)外通风双层幕墙冬季工况：幕墙剖面简图见图3。进、出风口关闭，即内、外层幕墙间的通风空气间层处于封闭状态，没有空气对外界的交换，同时遮阳帘收起。此时由于阳光的照射，空气间层内的温度升高，像一个温室，等于提高了内层幕墙的表面温度。双层幕墙室内环境到室外环境的传热系数U?w［W/(m?2#8226;K)］ 当幕墙外表面背风时 式中U?1──外层单幅幕墙的传热系数［W/(m?2#8226;K)］； Rair──外层幕墙与内层幕墙间封闭空气间层的热阻，一般可取为0.18(m?2#8226;K/W)； U?2──内层单幅幕墙的传热系数［W/(m?2#8226;K)］； hin──幕墙室内表面换热系数［W/(m?2#8226;K)］； hout──幕墙室外表面换热系数［W/(m?2#8226;K)］； V?s──幕墙外表面附近的气流速度(m/s)； V──在开阔地上测出的风速(m/s)，按当地资料取值。 外通风双层单幅幕墙冬季工况的遮阳系数SC ?SC=(SC?1+SC?2)τ?s-τe1×τe2hout+Rair(SC?2×τ?s-τe2)1hin+1hout+Rair(1+houthin)? 式中SC?1──外层单幅幕墙的遮阳系数； SC?2──内层单幅幕墙的遮阳系数； τe1──外层幕墙太阳能直接透射比； τe2──内层幕墙太阳能直接透射比； τ?s──3mm厚普通透明平板玻璃的太阳能总透射比，按0.87取值。 外通风双层幕墙冬季单位时间、单位面积由室内传至室外的热量而导致的能耗Q?w(W/m?2) Q?w=［(Tin－Tout) ×U?w－0.87×SC×I?s］/ηhot 式中I?s──太阳辐射照度(W/m?2)，按当地资料取值； Tout──室外空气温度(℃)，按当地资料取值； Tin──室内空气温度(℃)，按20℃取值。 ηhot──空调系统的采暖效率。 为了使更多的太阳辐射到室内，我们需要尽量降低遮阳系数SC。参照建筑幕墙冬季单位时间、单位面积由室内传至室外的热量而导致的能耗为Qw*(W/m?2) Qw*=［(20－Tout) ×Uw*－0.87×SC?*×I?s］/ηhot* 式中SC?*──参照建筑单幅幕墙的遮阳系数; Uw*──参照建筑单幅幕墙的传热系数［W/(m?2#8226;K)］。 ηhot*──参照建筑空调系统的采暖效率(%)。 我们可以将(Qw*－Q?w)作为双层幕墙冬季节约的采暖能耗。 （2）外通风双层幕墙夏季工况：幕墙剖面简图见图4。进、出风