節能型建筑幕墻的構造設計(二)

　　封閉空氣層部分熱阻 （GB50176-93 附表2.4）：

　　冬季R_空 = 0.18 (m²·K)/ W 夏季R_空 = 0.15 (m²·K)/ W （2）

　　墻體部分熱阻：

　　結構梁部分熱阻 R_梁1=δ/λ= 0.30/1.74 = 0.172(m²·K) / W
　　反梁部分熱阻 R_梁2=δ/λ= 0.20/1.74 = 0.115(m²·K) / W
　　保溫棉部分熱阻 R_棉 =δ/λ= 0.04/0.050 = 0.800(m²·K) / W
　　墻體部分(按面積加權) 熱阻 R₂= ( R_梁1A _梁1+ R_梁2A _梁2 + R_棉A_棉)/ ( A_梁1+ A_梁2 + A_棉)=（0.172×0.500+0.115×0.300+0.800×0.400）/（0.500+0.300+0.400）= 0.367(m²·K) / W （3）

　　由（1）（2）（3），根據GB50176-93公式附2.2和附2.4，非透明幕墻傳熱阻：


　　冬季R₀= R_i + R₁+ R_空+ R₂+R_e =0.11+0.0187+0.18+0.367+0.04=0.716 (m²·K) / W

　　此非透明幕墻的傳熱系數（冬季）為：

　　K=1/ R₀ =1/0.716=1.397W/(m²·K) ≤1.5 W/(m²·K) （4）
　　夏季R₀= R_i + R₁+ R_空+ R₂+R_e = 0.11+0.0187+0.15+0.367+0.05 =0.696(m²·K) / W

　　此非透明幕墻的傳熱系數（夏季）為：

　　K=1/ R₀ =1/0.696 =1.437W/(m²·K) ≤1.5 W/(m²·K) （5）

　　由（4）（5）表明，6mm厚單層玻璃及40mm厚保溫棉的構造能滿足夏熱冬暖地區的節能要求。


　　采取同樣的計算方法，該種非透明幕墻的構造適宜的氣候地區域構造列表如表7。


表7 示例非透明幕墻構造與適宜區域列表[K單位：W/(m²·K)]

玻璃	鋁型材	保溫棉厚度	傳熱系數K(冬季)	傳熱系數K(夏季)	適合地區
6mm 單層	普通	40mm	1.397	1.437	夏熱冬暖
6+9+6中空	斷熱	20mm	1.426	1.468	夏熱冬暖
6mm 單層	普通	90mm	0.953	0.972	夏熱冬冷
6+9+6中空	斷熱	70mm	0.966	0.986	夏熱冬冷
6mm 單層	斷熱	190mm	0.581	0.588	寒冷地區
6+9+6中空	斷熱	170mm	0.588	0.595	寒冷地區
6mm 單層	斷熱	240mm	0.487	0.491	嚴寒B區
6+9+6中空	斷熱	220mm	0.491	0.496	嚴寒B區
6mm 單層	斷熱	280mm	0.431	0.434	嚴寒A區
6+9+6中空	斷熱	260mm	0.435	0.438	嚴寒A區
6mm 單層	斷熱	310mm	0.397	0.400	嚴寒A區
6+9+6中空	斷熱	300mm	0.389	0.392	嚴寒A區

　　從計算與列表可以看出：


　　1. 玻璃幕墻部分的傳熱阻約為非透明部分（墻體）的5%，是封閉空氣層的10%，封閉空氣層的寬度超過60mm后對熱阻的影響不大（計算取值不變），因而提高非透明玻璃幕墻熱阻的辦法應重點考慮提高玻璃幕墻后置墻體（保溫板）的熱阻。


　　2. 單層玻璃完全能滿足不同氣候區域對玻璃幕墻組成的非透明幕墻的熱工要求。


　　3. 鋁框因所占的面積比例較小，因而對非透明幕墻的傳熱系數影響不大，但寒冷與嚴寒地區因采暖時間長，為避免型材表面結露結霜，應選用斷熱型材。


　　4. 從構造上看，熱阻的計算將玻璃幕墻、封閉空氣層和墻體作為多層圍護結構來考慮，所以空氣層必須封閉。如圖3示。當空氣層不封閉時，透過玻璃幕墻的熱量直接與室內空氣層直接進行交換，墻體對熱量的阻擋會有很大程度的降低，而達不到節能要求。

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