玻璃幕墻(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“幕墻”)是現(xiàn)代化建筑的主要外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一，其節(jié)能已成為我國(guó)建筑節(jié)能的重要一環(huán)。本文就幕墻的節(jié)能進(jìn)行技術(shù)分析、計(jì)算，對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

　　一、 幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)原則

　　我國(guó)幅員遼闊，當(dāng)北方還是冰天雪地的時(shí)候，南方已是春暖花開(kāi)的季節(jié)。本文提出下列措施，作為幕墻建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)原則：(1)嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和溫和地區(qū)的幕墻，要進(jìn)行冬季的保溫設(shè)計(jì)，夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)的幕墻，要進(jìn)行夏季的隔熱設(shè)計(jì)。(2)我國(guó)目前尚沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的幕墻熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，幕墻熱工設(shè)計(jì)依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的外墻和窗戶(hù)熱工設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和參考國(guó)外的有關(guān)熱工設(shè)計(jì)規(guī)程。(3)進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)其復(fù)雜的傳熱過(guò)程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究。幕墻的傳熱過(guò)程大致有3種途徑：幕墻外表面與周?chē)�空氣和外界環(huán)境間的換熱：外表面與周?chē)�空氣間的對(duì)流換熱，外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱，外表面與空間的各種長(zhǎng)波(如電磁波、紅外線(xiàn)等產(chǎn)生的長(zhǎng)波)輻射換熱;幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣和室內(nèi)環(huán)境間的換熱：內(nèi)表面與室內(nèi)空氣間的對(duì)流換熱，內(nèi)表面與室內(nèi)環(huán)境間的輻射換熱;幕墻和金屬框格的傳熱：通過(guò)單層玻璃的熱流傳熱，通過(guò)金屬框格傳熱，通過(guò)玻璃的鍍膜層減少輻射換熱。(4)幕墻的傳熱系數(shù)由建筑物的外形和所處地區(qū)的氣候條件、型材的傳熱系數(shù)和玻璃的傳熱系數(shù)等綜合確定。

　　二、鋁型材的熱工設(shè)計(jì)型材是幕墻的主要受力構(gòu)件。

        目前，幕墻絕大部分采用鋁型材和彩板型材。本文以鋁型材為例進(jìn)行熱工分析和計(jì)算。

　　1、鋁型材的熱絕緣系數(shù)計(jì)算

　　根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《熱工規(guī)范》)規(guī)定，鋁型材的熱絕緣系數(shù)R為:R=δ/λ式中:R-材料層的熱絕緣系數(shù)(m2·K/W);δ-材料層的厚度(m);λ-材料的導(dǎo)熱系數(shù)〔取203W/(m·K)〕。設(shè)一根矩形實(shí)心鋁型材，厚度為100mm，其熱絕緣系數(shù)R為:R=0.0005m2·K/W上述計(jì)算結(jié)果沒(méi)有考慮實(shí)際工程中所采用的是空心鋁型材。而厚度為100mm厚的矩形空心鋁型材，兩邊的壁厚一般分別為12mm，空心鋁型材實(shí)際可導(dǎo)熱的厚度僅為兩邊的壁厚部分(共24mm)。實(shí)心鋁型材與空心鋁型材的熱絕緣系數(shù)比例為100∶24，空心鋁型材的熱絕緣系數(shù)R為:R=0.002m2·K/W

         2、鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)計(jì)算

　　根據(jù)《熱工規(guī)范》，鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)R0為:R0=Ri+R+Re式中:Ri-鋁型材內(nèi)表面換熱熱絕緣系數(shù)(取0.11m2·K/W)(下同);Re-鋁型材外表面換熱熱絕緣系數(shù)(取0.04m2·K/W)(下同);R-鋁型材熱絕緣系數(shù)(取0.002m2·K/W)。R0=0.11+0.04+0.002=0.152m2·K/W

　　3、鋁型材的傳熱系數(shù)計(jì)算

　　根據(jù)《熱工規(guī)范》，鋁型材的傳熱系數(shù)K0為:

　　K0=1/R0

　　式中:R0-鋁型材的傳熱熱絕緣系數(shù)，取0.152m2·K/W。

　　K0=1/0.152=6.58W/(m2·K)

　　上式得出的計(jì)算結(jié)果是無(wú)斷熱鋁型材的基本傳熱系數(shù)，這與《熱工規(guī)范》表4.4.1中單層窗戶(hù)的傳熱系數(shù)6.4W/(m2·K)基本相同。

　　4、斷熱鋁型材的基本設(shè)計(jì)要求

　　斷熱鋁型材亦稱(chēng)隔熱鋁型材或絕熱鋁型材，由鋁與塑料(或其它隔熱材料)復(fù)合而成，其中間塑料隔熱層主要生產(chǎn)工藝有嵌入式、擠壓式和填充式等。A、斷熱鋁型材的傳熱過(guò)程十分復(fù)雜，傳熱系數(shù)很難計(jì)算，一般只有通過(guò)檢測(cè)獲得數(shù)據(jù)。參照DIN4108《高層建筑的隔熱》(1981.8)(下稱(chēng)“DIN4108規(guī)程”)規(guī)定，斷熱鋁型材的基本傳熱系數(shù)K0不大于3.5W/(m2·K)。B、斷熱鋁型材的中間塑料層的最小厚度，按DIN4108規(guī)程規(guī)定，最小應(yīng)為7mm。C、斷熱鋁型材的中間塑料層的設(shè)計(jì)，必須滿(mǎn)足型材的整體強(qiáng)度和剛度的要求。