通风式幕墙的试验

通风式幕墙的试验研究摘要：本文针对通风式幕墙，首先给出了玻璃系统的有效吸收系数，并在光学性能的基础上对通风式幕墙在炎热地区强烈日照下的得热过程进行了分析，给出了最内层玻璃内壁面温度的表达式。本文作者还对通风式幕墙和另外两种常用玻璃幕墙在夏季气象条件下进行了自然通风状态的对比实验。通过对比实验确定了通风式幕墙隔热性能优于其它两种幕墙的结构特点，并结合理论分析的结果提出了进一步改进的建议。关键字：通风式幕墙光学性能隔热性能1.前言现代建筑中玻璃幕墙大量应用，不仅是在公用建筑中，在高档居住建筑中也有广泛的应用。玻璃幕墙不仅美化建筑外观，居住其中的人也会有开阔的视野。然而，对于建筑节能来说玻璃幕墙却并非完美。在幕墙的应用中存在两种问题：1在应用玻璃幕墙后难于和建筑外遮阳配合。适当的外遮阳能有效经济的减少空调负荷。2难于自然通风。特别是隐框玻璃幕墙无法开窗，即使是在室外焓值低于室内焓值时也要通过空调系统才能使用室外的新鲜空气。通风式幕墙针对这两个缺点进行了改进，如图1所示，通风式玻璃幕墙的最外层是10mm白玻璃，内层是6＋12＋5mm中空白玻璃，幕墙中间是可加装遮阳的通风道。通风道的设计使幕墙可以和各种形式的遮阳结合，并且使自然通风成为可能，即使是在雨天依然可以开窗通风。2.玻璃系统的光学性能光线在通风式玻璃幕墙的玻璃系统中行程简图如图2（忽略四阶以后通过窗帘的透射）：图2光线行程简图通风式玻璃幕墙的玻璃系统的有效透过率：通风式玻璃幕墙的玻璃系统的有效反射率：第一层玻璃的有效吸收率：窗帘的有效吸收率：投射到双层玻璃上的辐射量：双层玻璃第一层的有效吸收率：双层玻璃第二层的有效吸收率：通风式玻璃幕墙的玻璃系统的有效吸收系数：——分别为第一，二，三，四层的透过率。——分别为第一，二，三，四层的有效吸收率。——分别为第一，二，三，四层的反射率。3.幕墙内表面温度的计算岸各层的热伙平衡方程产式：当第一层玻理璃：蜜第二层窗亚帘：病第三四层油双层玻璃施：泄解上述得盟方程组可号得到最内哄层玻璃的站温度：菜t佛e梯t抽i蹄—会—晒分别为室鹊外和室内求的空气温违度。浇t冤1员t需2骨t兼3气t塌4俱—垒—驾分别为第坟一，二，双三，四层否的壁面温锄度。各R翠e爬R伍i底灵—视—推分别为室狭外到第一样层玻璃中亲心的热阻货和第四层流玻璃中心胸到室内的码热阻。仅R倘jk天—目—雕第改j置层玻璃中微心到松第穗k匆层玻璃中殃心的热阻蓄。宅4鞠.沉通过幕墙磁的能量流花动奋透过幕墙脾的太阳辐扑射得热：佣式腊中马:厨赖Q撇g步—闸通过单位互玻璃面积裳的太阳辐部射得热量姨，它等于诉太阳辐射穴强度乘以淋玻璃的透拖光率，即读：侮ID栋i殃—糊射到玻璃促表面上的识太阳直射预辐射强度披，砌i竞为入射角苗；导I善d刑—纺投射到玻潮璃上的太波阳散射辐勺射强度；跃τ棋D球i趣—所玻璃对入丽射角林为什i键的太阳直贤射辐射的曲透过率；屈τ蒜d斜—耍玻璃对太滤阳散射辐项射的透过刘率；犯Q普r成—园由于玻璃云吸收太阳穗辐射热造也成的房间咐得热：鼻5细.俯隔热性能摧的试验研光究竖5.1愚破隔热性能内评价指标悲的选定立现在在西垦方国家中伟普遍采谁用碑U-va荷lu移e蔬（剪U拿因子）煮和袄SHG雨C垦（太阳得捆热系数）企来综合评虫定窗的性码能。我国楚的还没有秆完善的玻沫璃窗隔热虾性能评价而分级标准可，常用的叮评价指标饿为呢K惨（传热系贪数）声和互S仁C拐（遮阳系遮数）。知但冠S甲C宫计算中作蛾为标准的逆无遮沾阳每3m节m在玻璃在幕对墙中没有班应用，因奋此在实测瓣中决定用支传热系数絮，玻璃内尘壁面温度模和室内温鼓度作为评男价指标。拦从玻璃内战壁面温度斥的计算式医中可看出扶它可以反混映出玻璃议的光学性托能和导热麦性；室内稀温度则是婚传导得热傻和辐射得民热共同作据用的结果冠。内壁面眠温度和室也内温度的没差值更可但反映传导符得热量的借大小。传猫热系数采播用夜间无芹太阳辐射驱气温相对宏稳定时的征实测值。矮5.2筛僚实测数据备及分析千同时试验谅的还有双贞层中空热奏反射玻璃碍（固6m板m英透明白玻葛璃室+12m银m稻空气滩层陵+5m纪m兆绿色镀膜灭中空玻璃值）和普通顿白玻璃割（走6怖＋臣1本2缩＋摸5m还m友透明白玻奏璃）。所虹有试验幕祖墙均处在网同一面西喂墙上，而闲且均处在恐相同的自旷然通风和免室外条件苗下。慕取桑200犯3岁年颂7脚月劝2胶6暮～译2野7芹日栏和仓8赵月广2的～格3慕日性6越：葵0水0绍～响1法8谷：揉0夏0傍作为计算薯分析时段嘉；传热系府数的计算洽取袜2牛0摄：础0魔0介到次哪日崇8饿：迎0厚0遭时段。难表悲1澡侵通风式幕怀墙实测数坛据乎侍时间利遮阳情况轻传热系崖数猴K屋内壁面平扎均温舟度焦t溉4播室内平均分温掌度每t贪i揭t晒4答-t最i跟7攀月当2些6团日路有外遮阳存1.59绣3毫34.8说5煮33.2寸9假1.56李7庸月遗2中7肢日众有外遮阳障1.58慎4掩35.7斥0腊34.6文8锁1.02源8予月凡2锋日侍无遮阳录1.57饿1述38.3穴8芹38.7冻6撤-0.3低8肝8堂月殖3湿日驼无遮阳董1.79王9龄40.2容1男40.8隐3给-0.6扰2兵表旗2抄柴热反射玻臂璃幕墙实培测数书据队羞时间梅遮阳情况谊传热系火数槐K伞内壁面平白均温度甘室内平均术温度呢t烦4右-t祥i蛋7公月笋2到6秆日捏有内遮阳汪3.54哄9边36.8析9禽39.2红9比-2.4男0策7吼月熔2当7父日探有内遮阳辫3.47剩8时37.6领3贿39.3灶9仪-1.7夺6胳8托月斑2路日倍无遮阳浙3.48厉6今37.7姓1于38.1禽4率-0.4通3悦8晋月纯3饭日杆无遮阳办3.45居6管38.8扬8宝39.4压4稼-0.1但6径表塞3仁半白玻璃幕秀墙实测数词据电陡时间所遮阳情况绸传热系侦数息K帮内壁面平则均温度泡室内平均斧温度戏t捐4蹦-t捎i边7外月债2所6争日吧有内遮阳撤6.11成1堵37.9洽3桂38.9吐5羊-1.0火2啦7留月蔬2熟7卡日委有内遮阳亲6.31害4铺37.8肚5办39.3剧0来-1.4缎5栗8商月碑2畅日叫无遮阳男6.30友3胞37.7球1女40.0阔8扣-2.3自7虾8盛月已3亡日辈无遮阳遵6.21累0宗38.9呼2漫41.9柳9欢-3.0汪7伙比较三种问幕墙的在欺有遮阳措脂施情况下答的数据，鹅通风式幕夺墙有良好劝的隔热效冰果，内壁卡面温度比衣热反射玻避璃幕墙和职白玻璃幕辛墙分别低顺了编2.0和4甜℃汇，胸3.0气8刘℃栽（状7归月底2绝6缩日）得和卵1.9富3秩℃炼，的2.1瓜5发℃妨（翁7吉月沫2要7膜日）；室脉内温度也霞比其他两置种幕墙有萍显著降低汁。白天逐盛时温度曲丈线更能看项出这种效窝果。途由于三种贵幕墙皆设纤置在西墙摊，投射在婚幕墙上的州太阳辐射北在英1刻6踏：朱0饮0案左右达到御最大值，妄房间的瞬归时得热也名同时达到县峰值，通俊风式幕墙缸有效的阻呜隔了大部讨分的太阳搬辐射得热壮，有效地啦降低了室课内温度和衣内壁面温抵度，室内柄温度在峰杏值时比热钟反射玻璃崇幕墙和白恐玻璃幕墙现分别低比了饥13.向3地℃贫和吼13.户0览℃揉，壁面温塘度分别低膛了午5.些7泰℃押和季7.泪5脉℃妙。这表明肌采用通风粥式幕墙可悟以有效地挨削减房间刮的瞬时得澡热，降低当空调设备毒的设计负有荷，节约喉初投资。名在投射在策幕墙上的式太阳辐射纽不是很强尸列肺的泉6甚：真0寄0锐～家1册3斑：驼0袄0职时段，通稀风式幕墙值的室内温枯度和内壁体面温度比泪其他两种迟幕墙降低尊的并不显腰著。这表茂明在夏热衬冬暖地区蚊热阻对隔称热和降低晚得热量的死作用并不以大，削减第得热量的盏关键是采恼用有效的快遮阳措施独，降低辐彩射得热。煌图单1为7降月稀2司7涂日内壁面宫温度馅从影表岭1慧凝中可看出春通风式幕灯墙在有遮自阳和无遮露阳情况下坊的差别甚璃大，内壁意面温度平停均相虽差征4.0薄2缓℃缝，室内温蹲度平均相吨差扩5.8渣1剃℃垒。实际上改如不加遮涉阳，通风坛道起不到酿节能的作叹用，隔热蔬作用只是贞稍好于白渗玻璃幕墙顽，比热反孝射玻璃幕谁墙的效果干差。殖图茂3掀为通风式贫幕墙在有耀遮阳和无聚遮阳情况名下的幕墙开内温度分烈布殊。烂顺图怒4翠通风式幕调墙能量流础动图执从图中可喉看出在有篇遮阳的情恢况下，最炭外层的玻渣璃温度亡（葱2来，榜3寒两点温度端）明显大约于无遮阳疲的情况，腔而内层玻迅璃温度影（副5晒，愤6笔两点温度窃）则小于茄无遮阳情神况。窗帘厚通过反射纤和吸收太从阳辐射使贯大部分的侦热量被隔悟绝在窗帘猫外侧，增暗大了最外恩层的玻璃裤温度；在击窗帘之后惩，透过的摆辐射热量嫩减少，内完层玻璃温勇度显著降商低。外层凡玻璃温度立的越高，都传向外界迅环境的热畅量越大，陵在相同室期外环境下痕，传向室嗽内的热流横就越小，磁相应的隔愧热性能也剧就好。窗修帘和外层忙的玻璃温臭度的增高堡也提高了骂通风道中期的空气温鱼度，使其惧中的热压雄增大，增刺强牲了中‘究烟遣囱学’垒效应。总纠之，有效障的遮阳是倚通风式幕毒墙隔热节脉能的关键加。究6宅.僵通风幕墙甘的改进建流议筑将通风幕冈墙作为控课制体，能病量流动如孤图爆4害所示。在瞧投射到幕逐墙上的太蝴阳辐射一滤定的情况夜下，要减垒少流向室旱内的能量烘，就要增痰大流向室战外的能量猪和通风道即的除热量诵。扰流向室内录的能量可顾近似表达视为：洪流向室外桐的能量可锹近似表达偷为：卫通风道内桶的换热属锄于自然对际流换热，孩由自然对腾流换热关暗联加式贪域定性分析能可许知化:盗碧通风道的姜除热量正料比于玻璃案壁面，窗胞帘的温度高和通风道提的高度靠。详暖最外层玻依璃温度的鼻表达式为闹：亮窗帘温度跟的表达式霉为：释综合考抽虑洗Q醋n秘Q绿w选t怜1鞠t棵2毙弊因素的影次响可知增栽大淋P达1歼,P央2揉发,决ρ柜1忧,严ρ锅2险澡可提高隔聪热效果。穿即增大最熟外层玻璃芒和窗帘的厉反射率和蹈吸收率，备降低其透烤过率可有萍效的增大裂流向室外厌环境的热跃量。而减垂小内层玻熊璃的吸收船率可减小鸽流向室内序的热量。例因此幕墙童的外层玻枪璃应使用纯反射率和扶吸收率高商的玻璃，列如吸热玻谢璃，热反途射玻璃等滚；窗帘宜将使用反射省率高的材亡料。在实抵际工程中兄还可考虑拆将各层的西通风道连奏通，使热成压增大，唱增强通风未道的通风潮除热效果惜。参考文献解（息1套）董子阔忠突.服臂建筑节能当，井200棉2