幕墙网关注-建筑幕墙的保温节能设计及应用探讨

浏览次数: 日期:2016年7月11日 14:34

    幕墙网关注-建筑幕墙(curtain wall for building)是由面板与支承结构体系组成的,可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力,不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙,幕墙分为玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙等。幕墙可以减少传统混凝土外墙大量的钢筋和混凝土的使用量,对于减少高耗能建材使用所达到的节约能源、节约资源有很大的帮助。但幕墙作为建筑外围护结构,其保温、隔热性能均远不及传统墙体,是传统墙体热损失的5~6倍,幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右。以下对幕墙保温隔热性能及做法进行探讨。

  一、各种幕墙保温隔热性能的比较

  幕墙网关注-幕墙作为建筑物的外围护结构不但要满足人们采光、日照、通风、视野等基本要求,还要具有优良的保温、隔热、隔声性能,才能为人们提供舒适、宁静的室内环境,才能满足人们节约能源、保护环境、改善热舒适条件、提高生活水平和实现社会可持续发展的要求。

  1、不同做法玻璃幕墙保温隔热性能的比较

  玻璃幕墙保温隔热性能比较差,通风效果不太好,直接影响到建筑物的设备配置及能源消耗,有悖于我国的国情。建筑师和采暖空调专业技术人员,要考虑玻璃幕墙使用的适应性和最大限度地减少能耗,幕墙的保温性能系指建筑幕墙室内外两侧存在空气温差的条件下,幕墙阻抗从高温—侧向低温—侧传热的能力(不包括从缝隙中渗透空气的传热),幕墙的保温性能用传热系数k来表示。

  传热系数k的物理意义为:在稳定传热条件下,幕墙室内外两侧的空气温度差为1k,单位时间内通过单位面积的传热量,以w/m2.k计。

  表1建筑幕墙保温性能分级值

  分级指示    一    二    三    四

  传热系数k    k≤0.7    0.7<k≤1.25    1.25<k≤2.0    2.0<k ≤3.3

  1.1玻璃的选用对玻璃幕墙的保温隔热性能影响最大

  对于玻璃幕墙而言,由于玻璃的面积占外立面的85%以上,参加热交换的面积很大,能耗相对也多,其玻璃材料是节省能源的关键。

  表2不同玻璃的传热特性及参数

  玻璃名称    玻璃种类、结构    透光率    遮阳系数sc    传热系数u夏    传热系数u冬

  单片白玻    6c    89%    0.99    5.74    6.17

  白玻中空    6c+12a+6c    81%    0.87    3.09    2.75

  单片热反射镀膜    6cts140    40%    0.55    5.72    5.66

  热反射镀膜中空    6cts140+12a+6c    37%    0.44    3.04    2.58

  low-e中空玻璃    6ceb12+12a+6c    39%    0.31    1.70    1.66

  说明:白玻璃指普通透明玻璃,6c表示6mm透明玻璃,cts140是热反射镀膜玻璃型号,ceb12是low-e玻璃型号。u是ashera标准条件下的传热系数,传热系数单位是w/m3℃。

  1.2铝型材的选用对玻璃幕墙的保温隔热性能的影响不可忽视

  传统明框幕墙做法: 玻璃板块分格的缝隙对玻璃幕墙的保温隔热性能有很大影响,特别是明框幕墙。传统明框幕墙室内外铝型材之间没有其它隔热材料间隔,而隔热断桥铝型材在室内外铝型材之间有—道隔热保温性能非常好的隔热体。隐框幕墙对铝型材没有严格的保温隔热要求。

  1.3密封方式对玻璃幕墙的保温隔热性能有很大影响

  幕墙板块分格缝隙有两种方法密封:一种是采用耐侯密封胶,另一种是采用胶条。由于用耐侯密封胶现场湿密封可以有效的保证幕墙的气密性,减少了室内外空气的流动量,因此就可以有效的保证幕墙的保温隔热性能。

  1.4先进的幕墙体系对玻璃幕墙的保温隔热性能有质的改变

  双层幕墙是当今欧美十分流行的—种概念幕墙,它的工作原理如下:

  冬天,关闭进风口和出风口,内外两层幕墙中间的空气由于阳光的照射而温度升高,像—个温室,提高了内层幕墙的外表面温度,减少了室内热量的散失,从而降低建筑物采暖的运行费用。

  夏天,打开上下进排风口,由于烟囱效应,产生气流,在通道内运动的气流带走了通道内的热量,降低了内层幕墙的表面温度,减少了空调负荷。

  从技术资料来看,双层幕墙与传统幕墙比较:采暖时可以节省能源约40%~50%,制冷时可以节约能源约40%~60%。

  2不同做法的铝板幕墙、石材幕墙保温性能比较

  2.1石材的选用对石材幕墙的保温隔热性能影响较大

  用于石材幕墙外墙材料通常有两种:天然花岗岩石板、铝蜂窝花岗岩石板。这两种材料的保温隔热性能依次为:铝蜂窝花岗岩石板>天然花岗岩石板。

  2.2铝板的选用对铝板幕墙的保温隔热性能影响较大

  用于铝板幕墙外墙材料通常有三种:铝单板、铝蜂窝铝板和铝塑复合板。这三种材料的保温隔热性能依次为:铝蜂窝铝板>铝塑复合板>铝单板。

  2.3保温材料的不同对铝板、石材幕墙的保温隔热性能影响最大

  目前,幕墙行业常用的保温隔热材料有以下几种:保温岩棉、聚氨酯、纤维板、挤塑泡沫保温隔热材料等,其中挤塑泡沫保温隔热材料性能最佳,它的导热系数仅为0.0289w/m2.k。

  2.4密封方式对铝板、石材幕墙的保温隔热性能有很大影响

  幕墙板块分格缝隙有两种方法密封:一是采用耐侯密封胶,另外是采用胶条。由于用耐侯密封胶现场湿密封可以有效的保证幕墙的气密性,减少了室内外空气的流动量,这样就可以有效的保证幕墙的保温隔热性能。

  幕墙的保温性能应通过控制总热阻值和选取相应的材料来解决。为了减少热损失,可以从以下三个方面进行改善:第一是改善采光窗玻璃的保温隔热性能,尽量选用中空玻璃,并减少开启扇。

  如果采用普通透明玻璃,它的热传系数高,且对太阳辐射和远红外热辐射没有能力限制,因此其面积越大夏季进入室内的热量越多,冬季室内散失的热量也越多。不同的玻璃其性能差别也不同,一个玻璃品种不能适用于所有气候环境和使用朝向。为阻隔太阳辐射热, 对玻璃也要进行处理。如在玻璃原片中添加一些元素可以成为吸热玻璃,在玻璃的一个面镀膜可成为热辐射玻璃,low—e玻璃及solar—e玻璃等。例如吸热玻璃吸收的热量越多,阻隔热的效果就越好。但吸热和透光是矛盾的,所以,吸热玻璃的隔热也受到一定的影响,况且吸热玻璃吸收的一部分热量仍会 有相当多的传人室内。热反射玻璃在反射红外线的同时,对可见光的透射也有一些减弱和反射,使采光率降低,反射光会造成眩光污染。由于热反射玻璃反射太阳能,因而不适应于北方寒冷地区。低辐射镀膜玻璃是上世纪90年代开发应用的玻璃新品种, 其辐射率一般为0.1左右,最低可以降至0.05,是普 通玻璃辐射率的1/10左右,提高了节能效果。而遮阳型low—e玻璃采用独特的热喷射镀膜技术制成,除本身具有低辐射性能外,还具有控制阳光的能力。

  在一般情况下,单片吸热玻璃或热辐射玻璃,low—e玻璃和solar—e玻璃能取得一定的节能作用,但其效果很有限,在玻璃面积太大时仍不能满足需要,采用这些玻璃组成的中空玻璃是较好的选择。对于中空玻璃的外片玻璃,一般采用吸热玻璃,热反射玻璃,吸热low—e玻璃。内片采用透明玻璃或 low—e玻璃。通过这样处理,外片玻璃吸收大部分太阳辐射热,空气层将外片玻璃的热辐射阻挡在外不对室内二次传热。中空玻璃的使用不仅能降低太阳辐射,也可有效阻止温差传热。;第二是对非采光部分采用隔热效果好的材料作后衬墙,如浮石、 轻质砼或设置保温芯材;第三是密闭处理和减少透风部位。

  二、一种新型幕墙:整体节能幕墙装饰板

  xry节能幕墙装饰板,是先进的复合技术将不同材料的优点集成的结果。独特的构造设计、粘接方法及与墙体的连接方式,使其有很高的抗冲击强度、抗剪协性能,具有保温与装饰双重性能,节材节能;同时,与墙体连接牢固且施工更简捷,提高了安全系数和使用年限。采用本技术完全能满足规范对外墙保温节能的要求,具有制作及安装综合成本低、使用安全性好、寿命长、外观效果好等优点,适用于高层或多层高、中高档建筑的外墙外装饰及外保温。xry幕墙节能装饰板是由绝热用挤塑聚苯乙稀泡沫塑料(xps)为芯材,面材有各种石材(板厚5~l0mm)、纤陶板(板厚4mm)、铝板(板厚1.2mm,漆膜厚25 m)、铝塑板(板厚4mm,面铝0.21mm,底铝0.21mm,漆膜厚25 m)以及表面喷氟碳金属漆的其它面材;背面材料有各类金属板、硅钙板或用特制的玻璃纤维水泥砂浆抹面等复合而成。该成果主要应用于外墙外保温装饰,是集保温与装饰为—体的新型幕墙产品。它采用工厂化生产、工地现场安装,彻底改变了目前外墙外保温的传统做法,同时能很好克服目前传统外墙外保温做法时容易出现的外墙开裂、脱落和渗水等现象。它施工工期短,综合成本低,装饰保温效果好,且自重轻。

  “xry铝板、铝塑节能装饰板”利用了传统幕墙材料及安装构造体系的成熟技术,创造性的将先进的断桥隔热和保温技术及材料,科学地应用于板材的构造之中,彻底解决了传统幕墙“美观不保温”的现象和传统保温的“保温层与面层的应力差”问题。板材从外到里依次为: 0.3mm铝层+3.4mm塑料层+0.3mm铝层+50mmxps挤塑板层+4mm高硅钙板底层,与四周断桥隔热框料复合而成。根据建筑的节能要求,芯材可采用不同厚度的xps板,完全能保证墙体的保温要求。

  “xry节能铝板装饰板”由于三层复合,不但具备优良的保温功能(kc≤ 0.42)还使板材刚度大大提高,块面能大能小,成熟的氟碳漆保证板材有优良的耐久性和美观的效果,而且自重又轻于传统幕墙。

  结束语

  幕墙的保温节能是幕墙设计及应用的重要环节,笔者认为:玻璃、金属、石材等传统幕墙的发展已开始过渡到整体节能幕墙板,整体节能幕墙板不久将取代传统的保温隔热组合,更好的为工程质量服务。

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