相等的,于是热通道内的总热阻:
R=1/2her
而事实上,即使是密封性很好的双层玻璃幕墙热通道内的空气也不可避免地分布不均
匀或者出现涡流的情况,因此,理想条件下的情况是很难实现的
(2) 热通道内形成空气流
当热通道内形成空气流,那么我们只考察热通道内的热阻,而把内外侧玻璃幕墙表面
的换热热阻中的对流换热部分纳入热通道的热阻中来,内外侧玻璃的热阻不变
(按照(1)
中的式子不变化
),此时热通道的热阻组成为:热通道内的总热阻 R 和玻璃界面的对流换热
热阻
h 以及辐射换热热阻 h。即:R=1/2her+hc
对流换热系数可依据有关公式计算:
hC =6.12uf0.78 uf >5m/s
hC =4.8+3.4ufuf
≤5m/s
式中:
uf 热通道中空气流速,单位是 m/s。
四、提高节能效果的热工对策
1 基于气候的热工设计对策
1.1 严寒地区和寒冷地区的热工设计对策
对于严寒和寒冷地区,由于要充分考虑冬季建筑的保温和太阳能利用,所以要特别重
视幕墙的保温性能。提高幕墙保温性能的措施如下:
(1)提高幕墙的密封性能,减少冷风渗透。
(2)内侧幕墙采用双层甚至多层中空玻璃,增加内层幕墙的气密性。
(3)在幕墙不可视位置加设保温棉,提高幕墙的保温性能。
(4)提高幕墙玻璃本身的热工性能:采用断热铝型材龙骨;外层玻璃采用 LOW-E 镀膜
玻璃,即低辐射玻璃,可提高对太阳能的利用率,又减少了玻璃的反射对周围环境的影响。
(5)内遮阳装置遮阳片可以对太阳高度角的变化进行旋转,减小其对太阳辐射的影响,
以使室内获得更多的太阳辐射。
实际上,由于我国太阳辐射资源丰富,双层通风玻璃幕墙在冬天可使建筑上形成一个
大的温室,由于温室效应,冬天可以很好地利用太阳能,从而减少冬天的采暖能耗。但是到
了夏天,幕墙的温室效应则会大大增加建筑的制冷负荷。因此,无论在我国的寒冷地区还是
南方的炎热地区,这种幕墙在夏天最大的问题都是遮阳和隔热问题。
1.2 炎热地区的热工设计对策
炎热地区,对于
DSF 而言,最重要的是夏季的遮阳和隔热。撒世忠等的研究论文中给
出了遮阳百叶设在热通道后可以增加幕墙的遮阳和隔热性能,如内层幕墙采用中空玻璃时
太阳辐射的透射率为
0.17,大大减小了室内太阳辐射量。同时,在通风幕墙中使用传热系数
为
2.05W/(m2
•K) 中空玻璃时,无遮阳百叶的通风幕墙透明部分的传热系数为 1.29W/
(m2
•K), 而有遮阳百叶的通风幕墙的透明部分的传热系数为 1.17 W/(m2•K),节能效果显
著。清华大学超低能耗楼采用的双层通风玻璃幕墙,内外玻璃幕墙之间设置了遮阳百叶和反
光板。各层的内遮阳百叶,下部固定,向上开启,反光板可调角度,能在一定程度上把自然
光反射到室内,双层幕墙上都设有开启扇,可合理控制过渡季节的自然通风。一般认为,外
遮阳的效果最好,可遮挡高达
90%的太阳总辐射。
夏季,由于太阳辐射的影响,热通道内空气温度升高,由于向上的浮力作用,热通道
内形成自下而上的气流,由于空气的流动自上面的排气口带走了部分热量,从而使幕墙自
然降温
(NaturalCooling),降温幅度很大程度上取决于通道内的热流速度。由上文分析得知热
流速度大,则热通道内的辐射和对流换热系
数就会显著增大。因此,在热通道内设导流设备以及鼓风或者是抽风设备增大通道的气
流速度是十分有效的措施。有研究发现:选择适当的玻璃幕墙性能组成可降低热负荷,同时