一、熱通道特性
建筑節(jié)能既要利用太陽能、風(fēng)能等自然能,也要從結(jié)構(gòu)上減少熱損失,以獲得經(jīng)濟(jì)效益。20世紀(jì)80年代以來,嚴(yán)寒地區(qū)迫切需要一種新型玻璃幕墻:冬天獲取大量的日照,夏天阻擋太陽輻射,提供良好的自然通風(fēng)和建筑節(jié)能。建筑師和相關(guān)人員經(jīng)過多年努力,開發(fā)了一種新型玻璃幕墻—智能幕墻。智能幕墻目前處于發(fā)展初期,造價(jià)昂貴,技術(shù)要求高,但在建筑節(jié)能上卻顯示了巨大的能力。根據(jù)英國工程師對一個(gè)建成的工程進(jìn)行預(yù)算,采用智能幕墻的工程能耗只相當(dāng)于傳統(tǒng)建筑能耗的30%。為了節(jié)省建筑成本,目前人們傾向采用智能幕墻的核心技術(shù)—通風(fēng)幕墻
通風(fēng)幕墻主要由一個(gè)單層玻璃幕墻和一個(gè)雙層玻璃幕墻組成,結(jié)構(gòu)如圖1所示。在兩個(gè)幕墻中間有一個(gè)空間,在空間的上下兩端有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)設(shè)施,這個(gè)空間就是熱通道,因此也稱為熱通道幕墻。在熱通道內(nèi)一般還可以根據(jù)需要,裝有百頁、光線、溫度探測器等附件進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)遮陽、進(jìn)風(fēng)和排風(fēng),通風(fēng)幕墻加上這些自動(dòng)調(diào)節(jié)附件就成為了智能幕墻。
熱通道由于陽光的照射溫度升高,冬天像一個(gè)溫室,等于提高了內(nèi)側(cè)幕墻的外表面溫度,減少了建筑物采暖的運(yùn)行費(fèi)用;夏天熱通道溫度很高,打開上下兩端的風(fēng)口,熱煙囪效應(yīng)產(chǎn)生氣流,運(yùn)動(dòng)氣流帶走通道內(nèi)的熱量,這樣就可以降低內(nèi)側(cè)幕墻的外表面溫度,減少空調(diào)負(fù)荷。
二、工程實(shí)例
目前,世界范圍內(nèi)已建成的智能幕墻不多,但通風(fēng)幕墻國外較多,國內(nèi)開始出現(xiàn)。
較詳細(xì)地介紹了幾個(gè)國外工程實(shí)例。1980年建成的美國紐約西方化學(xué)中心采用“外側(cè)雙層中空玻璃,內(nèi)側(cè)為單層幕墻,1 500MM寬的熱通道”,此通道內(nèi)安裝了活動(dòng)百頁,該百頁可以通過感應(yīng)光線進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),通道熱空氣在過熱時(shí)可以從通道頂端排走。1986年建成的勞埃德大廈采用“外側(cè)雙層中空玻璃,內(nèi)側(cè)為單層幕墻,75MM寬的熱通道,通道一層樓高,之間互不連通”,被處理過的空氣通過設(shè)在架空地板內(nèi)的風(fēng)道送人熱通道,再從另一端排走,這樣可以帶走通道內(nèi)50%的熱量。1993年建成的德國杜伊斯堡的商業(yè)促進(jìn)中心是應(yīng)用智能幕墻的典型例子,外側(cè)為點(diǎn)式單層玻璃幕墻,內(nèi)側(cè)為單元式幕墻,200MM寬的熱通道,通道有控制光線的可調(diào)節(jié)式百頁。1997年在德國埃森建成RWE總部,可能是目前最精密復(fù)雜的幕墻系統(tǒng),通道內(nèi)有活動(dòng)百頁。每個(gè)單元有獨(dú)立的進(jìn)、排風(fēng)口.該風(fēng)口是一精巧的魚嘴型裝置,進(jìn)人通道內(nèi)的空氣直接從室外引進(jìn),熱通道為建筑物提供部分新風(fēng)。
2000年6月投人使用國家會計(jì)學(xué)院教學(xué)樓是國內(nèi)最早的通風(fēng)幕墻,位于北京市順義區(qū)天竺鎮(zhèn),建筑面積14000平方米,由深圳方大集團(tuán)股份公司設(shè)計(jì)施工閉。該教學(xué)樓南向幕墻凡要求透明之處,內(nèi)側(cè)采用低輻射(5+14A十5)MM中空玻璃、外側(cè)采用6MM鋼化透明玻璃、熱通道寬160MM(內(nèi)設(shè)遮陽百葉,其結(jié)構(gòu)平面見圖2;不要求透明的,其內(nèi)側(cè)采用防火板+防火保溫棉+復(fù)合鋁板,外側(cè)及熱通道不變,其結(jié)構(gòu)立面如3圖所示。北向幕墻由低輻射中空玻璃(5+ 14A+5)MM與復(fù)合保溫板(防火板+40MM玻璃棉十鋁塑板)構(gòu)成。幕墻標(biāo)高16 m,分格為2000(寬)x 1050(高)MM。
國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對該幕墻進(jìn)行了冬季保溫性能檢驗(yàn):(1))幕墻透明部分的傳熱系數(shù)為1 .14 W/(M2·K),幕墻不透明部分的傳熱系數(shù)為0.866 W/(M2·K),幕墻平均傳熱系數(shù)為1.0 W/(M2·K),低于《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)北京地區(qū)實(shí)施細(xì)則》(DBJ01一602一97)中的規(guī)定值,滿足北京地區(qū)的節(jié)能要求;(2)國家會計(jì)學(xué)院通風(fēng)式幕墻的計(jì)權(quán)(揚(yáng)聲器燥聲)隔聲量37 db。
在冬季保溫性能的檢測中太陽輻射能量達(dá)500 W/M2.南向房間室內(nèi)空氣白天溫度達(dá)28 .8℃,而北向房間的為20.8℃,溫度相差達(dá)8.4℃,平均溫度相差達(dá)4.8℃。為什么南向房間和北向房間,屬同一個(gè)空調(diào)系統(tǒng),而室溫度相差如此顯著?這是由于南向房間采用了通風(fēng)幕墻,有利于太陽光線透過,而北向房間采用的只是保溫幕墻,不利于太陽光線透過,因此南、北向房間得到的太陽輻射能量顯著不同。
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