建筑幕墻節能設計計算及應用

　　北：0.45 東：0.45 西：0.45 南：0.45
　　計算過程如下：
　　體形系數的計算：S=建筑物外表面積／建筑物體積
　　2.2 確定建筑物的體形系數
　　a 建筑物體積：
　　b 建筑物外表面積：

c 體型系數：32955/352887.6=0.1

2.3 建筑物的熱工性能最低要求

依據規范《公共建筑節能設計標準》中的規定確定建筑物的外圍護結構的傳熱系數K應≤2.1 KW/(m²·K)，方可滿足規范要求。

3 選取具體分格計算

該計算采用加權平均計算，幕墻框的計算應用計算機有限元模擬傳熱分析，所用軟件為美國勞倫斯伯克利國家實驗室開發的Therm5.2.

標準板塊分格見圖示意

幕墻按近似矩形計算，在每層透明部分中，1150 mm×4040 mm板塊占大部分，故選此板塊作為典型板塊，該板塊橫梁寬70 mm，立柱寬70 mm。

根據ISO15099得到以下公式:

Ut＝(∑UfAf+∑UgAg)/ At

Ut—板塊傳熱系數,W/(m²×K)

Uf—框的傳熱系數,W/(m²×K)

Ug—玻璃中心的傳熱系數,W/(m²×K)

Af—框的面積,m²

Ag—玻璃中心的面積,m²

At—板塊的面積, m²

3.1 面積計算

Ag=4.646-0.2828-0.3024=4.061m²

Af1=4040×1×70/1000000=0.2828m²

Af2=(1150-70)×4×70/1000000=0.3024 m²

At = 1150×4040/1000000=4.646m²

3.2 材料熱工參數

1、玻璃: TP6(雙銀Low-E)+12(氬氣)+6中空玻璃

K值：1.398W/(m²·K);遮陽系數Sc=0.458;太陽光透射比τv=0.398

2、幕墻框

通過在Therm5.2中建立模型，計算得

幕墻立柱的K值:5.54 W/(m²·K)

幕墻橫框的K值:7.14 W/(m²·K)

3.3 幕墻傳熱系數校核

=（4.061×1.398+0.2828×5.54+0.3024×7.14）/4.646

=2.024 W/m².K

顯然滿足規范的要求（2.1 W/m².K）；因此該幕墻設計滿足規范節能設計的要求。

普通240mm磚墻，經計算其傳熱系數K值約為2.7w/m².K,中空透明玻璃6mm+12A+6mm其傳熱系數K值約為3.2w/m².K, 中空Low-e玻璃6mm+12A+6mm其傳熱系數K值約為2.0w/m².K，普通非隔熱明框幕墻，采用中空透明玻璃6mm+12A+6mm其傳熱系數K值約為3.3w/m².K左右, 隔熱明框幕墻，采用中空透明玻璃6mm+12A+6mm其傳熱系數K值約為3.0w/m².K左右,若采用中空Low-e玻璃6mm+12A+6mm，其傳熱系數K值約為2.3w/m².K。由此可見，采用隔熱幕墻系統節能效果非常明顯，值得推廣。

　　參考文獻
　　[1] GB50176-93《民用建筑熱工設計規范》
　　[2] GB50189-2005《公共建筑節能設計標準》
　　[3] JGJ 113-2003《建筑玻璃應用技術規程》
　　[4] ISO 10077-1:2000-07;Thermal performance of windows, doors and shutters. Calculation of thermal transmittance. Part 1: Simplified method.
　　[5] ISO 15099:2003; Thermal performance of window, doors and shading devices-Detailed calculations.
　　注：本文作者 蘇永偉 男 1980.9出生 工學學士 工程師

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