可控性玻璃幕墻節(jié)能分析(二)

5、太陽直射得熱對負荷的影響

    太陽直射得熱在夏季產(chǎn)生冷負荷,在冬季有利于削減熱負荷,這對冬夏兩季具有非常重要的影響。特別是夏季,對于玻璃幕墻類的建筑,它對冷負荷的多少起到?jīng)Q定性的影響,對照表3 及綜合負荷值(表6) 。太陽直射導致的冷負荷分別占建筑總負荷值的98. 14 % ,93. 33 % ,88. 97 %。因此降低太陽直射得熱是降低冷負荷值必須考慮的一種方法。

    表4 中幕墻的冷負荷與表6 比較,發(fā)現(xiàn)非常有趣的是,對單體幕墻來說,太陽直射引起的冷負荷已超過了該幕墻所形成的總負荷,分別為129. 96 % , 120. 25 % ,120. 85 %。超出的部分必須通過該幕墻及該片墻體上少梁磚墻體向外逸出,也就是說在冷負荷狀態(tài)下該幕墻的流量是從內(nèi)向外,而不是通常認為的從外至內(nèi)的流向。

    因此,改善太陽直射得熱是降低冷負荷較首要的任務(wù)。通過表3 可知,循環(huán)幕墻下降率為16146 %,而中掛能耗降低率為30166 %,在該方面都有相當?shù)谋憩F(xiàn)。對于單片幕墻來說,降低率分別為11174 %, 34115 %,循環(huán)幕墻冷負荷的降低率與整個建筑相比還低,說明循環(huán)幕墻對改善直射得熱產(chǎn)生冷負荷作用偏弱,而中掛百葉將顯著地增加為34115 %,高于整個建筑負荷的降低率近4 個百分點。

    太陽直射得熱也是減少冬季熱負荷的重要原因,直接得熱減少的熱負荷值占建筑熱負荷總值比例三成左右,在單體幕墻其比例更高,在六成以上。但減少熱負荷的方法同樣導致了太陽直射的得熱量,在其它數(shù)值下降的同時,冬季太陽得熱也同時下降,建筑負荷下降率分別為15. 15 % ,23. 30 % ,單體幕墻負荷降低率分別為39. 87 % ,56. 80 %。中掛百葉在太陽得熱問題上由于具有可控性,優(yōu)于循環(huán)幕墻,其降低速度明顯低于循環(huán)幕墻的降低速度。

    圖5中幕墻的熱負荷值均低于建筑熱負荷值,兩者差別清晰,說明幕墻所產(chǎn)生的熱負荷值為建筑熱負荷值的一部分,約為20 %～30 %。而對于冷負荷來說關(guān)系較為復(fù)雜,呈交叉狀態(tài),部分時間段幕墻的冷負荷高于整個建筑產(chǎn)生的冷負荷,必須通過其它構(gòu)件消耗,產(chǎn)生熱流反向運動,才能達到平衡。

6、玻璃導熱及滲風冷熱負荷的對比

    影響幕墻建筑的另一個重要因素是玻璃導熱問題。由于玻璃導熱系數(shù)過高,為6. 40WP(m2 ·K) ,同時門窗幕墻玻璃的密封技術(shù)在國內(nèi)還未得到根本解決,因此幕墻的節(jié)能問題一直困擾著建筑界。

    在太陽直射得熱部分分析了由于太陽直接得熱過高,在冷負荷狀態(tài)玻璃導熱形成反向熱流,從內(nèi)至外,因此均為負值,由于太陽直射在冷負荷中起作用,因此玻璃導熱就顯得不太突出。對于熱負荷來講,玻璃導熱及滲風則是首要因素,在建筑負荷方面, 各自分別占總負荷的60119 % , 50191 % , 45198 % ,基本占總負荷的一半左右。

    7、綜合負荷

    上面分析了影響負荷的幾個主要因素,包括冷熱負荷峰值、太陽直射、玻璃導熱及滲風形成的負荷,事實上還有墻體、屋頂以及室內(nèi)人體與照明形成的負荷,本文僅針對幾個與幕墻相關(guān)的主要因素進行分析。

    驗算節(jié)能效益較終指標會落實在綜合負荷上,因為它綜合了各種正負兩方面的影響,累積了不同程度的因素,因此作為衡量耗能指標應(yīng)是較一體、較有說服力的一項。

    與負荷峰值相反, 建筑冷負荷降低率為10.67 % ,22. 16 % ,與冷負荷相比建筑熱負荷下降相對緩一些,下降分別為8. 60 % ,10. 28 %;說明改善幕墻的兩種方法對于熱負荷更為有效,同時也說明幕墻產(chǎn)生的冷負荷在建筑冷負荷中所占的比例非常大,三者分別為63. 88 % ,61. 46 %和52. 44 %。

    8、結(jié)論

    根據(jù)上述各項指標分析,可以得出以下結(jié)論(見表7) 。據(jù)有關(guān)資料記載,該類幕墻節(jié)能效益約38 % ～52 %[1 ] ,經(jīng)Doe - 2. 1 驗算與資料記載相符。幕墻本身導致大量冷負荷產(chǎn)生,降低冷負荷難度非常大,是今后研究的要點。在夏熱冬冷地區(qū),協(xié)調(diào)冬夏兩季的矛盾是玻璃幕墻節(jié)能的方向之一。

參考文獻
    [1]謝士濤. 通風節(jié)能環(huán)保幕墻[J] . 建筑學報,2001 , (7) .
    [2]楊紅,余莊. 可控性建筑設(shè)計[J] . 華中建筑,2001 , (3) .