通風(fēng)式幕墻的試驗(yàn)

通風(fēng)式幕墻的試驗(yàn)研究摘要：本文針對(duì)通風(fēng)式幕墻，首先給出了玻璃系統(tǒng)的有效吸收系數(shù)，并在光學(xué)性能的基礎(chǔ)上對(duì)通風(fēng)式幕墻在炎熱地區(qū)強(qiáng)烈日照下的得熱過程進(jìn)行了分析，給出了最內(nèi)層玻璃內(nèi)壁面溫度的表達(dá)式。本文作者還對(duì)通風(fēng)式幕墻和另外兩種常用玻璃幕墻在夏季氣象條件下進(jìn)行了自然通風(fēng)狀態(tài)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)確定了通風(fēng)式幕墻隔熱性能優(yōu)于其它兩種幕墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合理論分析的結(jié)果提出了進(jìn)一步改進(jìn)的建議。關(guān)鍵字：通風(fēng)式幕墻光學(xué)性能隔熱性能1.前言現(xiàn)代建筑中玻璃幕墻大量應(yīng)用，不僅是在公用建筑中，在高檔居住建筑中也有廣泛的應(yīng)用。玻璃幕墻不僅美化建筑外觀，居住其中的人也會(huì)有開闊的視野。然而，對(duì)于建筑節(jié)能來說玻璃幕墻卻并非完美。在幕墻的應(yīng)用中存在兩種問題：1在應(yīng)用玻璃幕墻后難于和建筑外遮陽配合。適當(dāng)?shù)耐庹陉柲苡行Ы?jīng)濟(jì)的減少空調(diào)負(fù)荷。2難于自然通風(fēng)。特別是隱框玻璃幕墻無法開窗，即使是在室外焓值低于室內(nèi)焓值時(shí)也要通過空調(diào)系統(tǒng)才能使用室外的新鮮空氣。通風(fēng)式幕墻針對(duì)這兩個(gè)缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，如圖1所示，通風(fēng)式玻璃幕墻的最外層是10mm白玻璃，內(nèi)層是6＋12＋5mm中空白玻璃，幕墻中間是可加裝遮陽的通風(fēng)道。通風(fēng)道的設(shè)計(jì)使幕墻可以和各種形式的遮陽結(jié)合，并且使自然通風(fēng)成為可能，即使是在雨天依然可以開窗通風(fēng)。2.玻璃系統(tǒng)的光學(xué)性能光線在通風(fēng)式玻璃幕墻的玻璃系統(tǒng)中行程簡圖如圖2（忽略四階以后通過窗簾的透射）：圖2光線行程簡圖通風(fēng)式玻璃幕墻的玻璃系統(tǒng)的有效透過率：通風(fēng)式玻璃幕墻的玻璃系統(tǒng)的有效反射率：第一層玻璃的有效吸收率：窗簾的有效吸收率：投射到雙層玻璃上的輻射量：雙層玻璃第一層的有效吸收率：雙層玻璃第二層的有效吸收率：通風(fēng)式玻璃幕墻的玻璃系統(tǒng)的有效吸收系數(shù)：——分別為第一，二，三，四層的透過率。——分別為第一，二，三，四層的有效吸收率?！謩e為第一，二，三，四層的反射率。3.幕墻內(nèi)表面溫度的計(jì)算岸各層的熱伙平衡方程產(chǎn)式：當(dāng)?shù)谝粚硬＠砹В好鄣诙哟皝喓煟翰〉谌膶佑碗p層玻璃施：泄解上述得盟方程組可號(hào)得到最內(nèi)哄層玻璃的站溫度：菜t佛e梯t抽i蹄—會(huì)—曬分別為室鵲外和室內(nèi)求的空氣溫違度。澆t冤1員t需2骨t兼3氣t塌4俱—壘—駕分別為第墳一，二，雙三，四層否的壁面溫鋤度。各R翠e爬R伍i底靈—視—推分別為室狹外到第一樣層玻璃中親心的熱阻貨和第四層流玻璃中心胸到室內(nèi)的碼熱阻。僅R倘jk天—目—雕第改j置層玻璃中微心到松第穗k匆層玻璃中殃心的熱阻蓄。宅4鞠.沉通過幕墻磁的能量流花動(dòng)奮透過幕墻脾的太陽輻撲射得熱：傭式臘中馬:廚賴Q撇g步—閘通過單位互玻璃面積裳的太陽輻部射得熱量姨，它等于訴太陽輻射穴強(qiáng)度乘以淋玻璃的透拖光率，即讀：侮ID棟i殃—糊射到玻璃促表面上的識(shí)太陽直射預(yù)輻射強(qiáng)度披，砌i競為入射角苗；導(dǎo)I善d刑—紡?fù)渡涞讲３绷系奶柹⑸漭椛咨鋸?qiáng)度；躍τ棋D球i趣—所玻璃對(duì)入麗射角林為什i鍵的太陽直賢射輻射的曲透過率；屈τ蒜d斜—耍玻璃對(duì)太濾陽散射輻項(xiàng)射的透過劉率；犯Q普r成—園由于玻璃云吸收太陽穗輻射熱造也成的房間咐得熱：鼻5細(xì).俯隔熱性能摧的試驗(yàn)研光究豎5.1愚破隔熱性能內(nèi)評(píng)價(jià)指標(biāo)悲的選定立現(xiàn)在在西墾方國家中偉普遍采誰用碑U-va荷lu移e蔬（剪U拿因子）煮和襖SHG雨C墾（太陽得捆熱系數(shù)）企來綜合評(píng)蟲定窗的性碼能。我國楚的還沒有稈完善的玻沫璃窗隔熱蝦性能評(píng)價(jià)而分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可，常用的叮評(píng)價(jià)指標(biāo)餓為呢K慘（傳熱系貪數(shù)）聲和互S仁C拐（遮陽系遮數(shù)）。知但冠S甲C宮計(jì)算中作蛾為標(biāo)準(zhǔn)的逆無遮沾陽每3m節(jié)m在玻璃在幕對(duì)墻中沒有班應(yīng)用，因奮此在實(shí)測瓣中決定用支傳熱系數(shù)絮，玻璃內(nèi)塵壁面溫度模和室內(nèi)溫鼓度作為評(píng)男價(jià)指標(biāo)。攔從玻璃內(nèi)戰(zhàn)壁面溫度斥的計(jì)算式醫(yī)中可看出扶它可以反混映出玻璃議的光學(xué)性托能和導(dǎo)熱麥性；室內(nèi)稀溫度則是婚傳導(dǎo)得熱傻和輻射得民熱共同作據(jù)用的結(jié)果冠。內(nèi)壁面眠溫度和室也內(nèi)溫度的沒差值更可但反映傳導(dǎo)符得熱量的借大小。傳貓熱系數(shù)采播用夜間無芹太陽輻射驅(qū)氣溫相對(duì)宏穩(wěn)定時(shí)的征實(shí)測值。矮5.2篩僚實(shí)測數(shù)據(jù)備及分析千同時(shí)試驗(yàn)諒的還有雙貞層中空熱奏反射玻璃礙（固6m板m英透明白玻葛璃室+12m銀m稻空氣灘層陵+5m紀(jì)m兆綠色鍍膜滅中空玻璃值）和普通頓白玻璃割（走6怖＋臣1本2縮＋摸5m還m友透明白玻奏璃）。所虹有試驗(yàn)?zāi)蛔鎵幵诰W(wǎng)同一面西喂墻上，而閑且均處在恐相同的自曠然通風(fēng)和免室外條件苗下。慕取桑200犯3歲年頌7腳月勸2膠6暮～譯2野7芹日欄和倉8趙月廣2的～格3慕日性6越：葵0水0紹～響1法8谷：揉0夏0傍作為計(jì)算薯分析時(shí)段嘉；傳熱系府?dāng)?shù)的計(jì)算洽取襪2牛0攝：礎(chǔ)0魔0介到次哪日崇8餓：迎0厚0遭時(shí)段。難表悲1澡侵通風(fēng)式幕懷墻實(shí)測數(shù)壇據(jù)乎侍時(shí)間利遮陽情況輕傳熱系崖數(shù)猴K屋內(nèi)壁面平扎均溫舟度焦t溉4播室內(nèi)平均分溫掌度每t貪i揭t曬4答-t最i跟7攀月當(dāng)2些6團(tuán)日路有外遮陽存1.59繡3毫34.8說5煮33.2寸9假1.56李7庸月遺2中7肢日眾有外遮陽障1.58慎4掩35.7斥0臘34.6文8鎖1.02源8予月凡2鋒日侍無遮陽錄1.57餓1述38.3穴8芹38.7凍6撤-0.3低8肝8堂月殖3濕日駝無遮陽董1.79王9齡40.2容1男40.8隱3給-0.6擾2兵表旗2抄柴熱反射玻臂璃幕墻實(shí)培測數(shù)書據(jù)隊(duì)羞時(shí)間梅遮陽情況誼傳熱系火數(shù)槐K傘內(nèi)壁面平白均溫度甘室內(nèi)平均術(shù)溫度呢t煩4右-t祥i蛋7公月筍2到6稈日捏有內(nèi)遮陽汪3.54哄9邊36.8析9禽39.2紅9比-2.4男0策7吼月熔2當(dāng)7父日探有內(nèi)遮陽辮3.47剩8時(shí)37.6領(lǐng)3賄39.3灶9儀-1.7奪6胳8托月斑2路日倍無遮陽浙3.48厲6今37.7姓1于38.1禽4率-0.4通3悅8晉月純3飯日桿無遮陽辦3.45居6管38.8揚(yáng)8寶39.4壓4稼-0.1但6徑表塞3仁半白玻璃幕秀墻實(shí)測數(shù)詞據(jù)電陡時(shí)間所遮陽情況綢傳熱系偵數(shù)息K幫內(nèi)壁面平則均溫度泡室內(nèi)平均斧溫度戲t捐4蹦-t捎i邊7外月債2所6爭日吧有內(nèi)遮陽撤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卡日委有內(nèi)遮陽親6.31害4鋪37.8肚5辦39.3劇0來-1.4緞5栗8商月碑2暢日叫無遮陽男6.30友3胞37.7球1女40.0闊8扣-2.3自7蝦8盛月已3亡日輩無遮陽遵6.21累0宗38.9呼2漫41.9柳9歡-3.0汪7伙比較三種問幕墻的在欺有遮陽措脂施情況下答的數(shù)據(jù)，鵝通風(fēng)式幕奪墻有良好勸的隔熱效冰果，內(nèi)壁卡面溫度比衣熱反射玻避璃幕墻和職白玻璃幕辛墻分別低順了編2.0和4甜℃匯，胸3.0氣8劉℃栽（狀7歸月底2絕6縮日）得和卵1.9富3秩℃煉，的2.1瓜5發(fā)℃妨（翁7吉月沫2要7膜日）；室脈內(nèi)溫度也霞比其他兩置種幕墻有萍顯著降低汁。白天逐盛時(shí)溫度曲丈線更能看項(xiàng)出這種效窩果。途由于三種貴幕墻皆設(shè)纖置在西墻攤，投射在婚幕墻上的州太陽輻射北在英1刻6踏：朱0飲0案左右達(dá)到御最大值，妄房間的瞬歸時(shí)得熱也名同時(shí)達(dá)到縣峰值，通俊風(fēng)式幕墻缸有效的阻嗚隔了大部討分的太陽搬輻射得熱壯，有效地啦降低了室課內(nèi)溫度和衣內(nèi)壁面溫抵度，室內(nèi)柄溫度在峰杏值時(shí)比熱鐘反射玻璃崇幕墻和白恐玻璃幕墻現(xiàn)分別低比了饑13.向3地℃貧和吼13.戶0覽℃揉，壁面溫塘度分別低膛了午5.些7泰℃押和季7.淚5脈℃妙。這表明肌采用通風(fēng)粥式幕墻可悟以有效地挨削減房間刮的瞬時(shí)得澡熱，降低當(dāng)空調(diào)設(shè)備毒的設(shè)計(jì)負(fù)有荷，節(jié)約喉初投資。名在投射在策幕墻上的式太陽輻射紐不是很強(qiáng)尸列肺的泉6甚：真0寄0銳～家1冊(cè)3斑：駝0襖0職時(shí)段，通稀風(fēng)式幕墻值的室內(nèi)溫枯度和內(nèi)壁體面溫度比淚其他兩種遲幕墻降低尊的并不顯腰著。這表茂明在夏熱襯冬暖地區(qū)蚊熱阻對(duì)隔稱熱和降低晚得熱量的死作用并不以大，削減第得熱量的盞關(guān)鍵是采惱用有效的快遮陽措施獨(dú)，降低輻彩射得熱。煌圖單1為7降月稀2司7涂日內(nèi)壁面宮溫度餡從影表嶺1慧凝中可看出春通風(fēng)式幕燈墻在有遮自陽和無遮露陽情況下坊的差別甚璃大，內(nèi)壁意面溫度平停均相雖差征4.0薄2緩℃縫，室內(nèi)溫蹲度平均相噸差擴(kuò)5.8渣1剃℃壘。實(shí)際上改如不加遮涉陽，通風(fēng)壇道起不到釀節(jié)能的作嘆用，隔熱蔬作用只是貞稍好于白滲玻璃幕墻頑，比熱反孝射玻璃幕誰墻的效果干差。殖圖茂3掀為通風(fēng)式貧幕墻在有耀遮陽和無聚遮陽情況名下的幕墻開內(nèi)溫度分烈布殊。爛順圖怒4翠通風(fēng)式幕調(diào)墻能量流礎(chǔ)動(dòng)圖執(zhí)從圖中可喉看出在有篇遮陽的情恢況下，最炭外層的玻渣璃溫度亡（蔥2來，榜3寒兩點(diǎn)溫度端）明顯大約于無遮陽疲的情況，腔而內(nèi)層玻迅璃溫度影（副5曬，憤6筆兩點(diǎn)溫度竊）則小于茄無遮陽情神況。窗簾厚通過反射纖和吸收太從陽輻射使貫大部分的偵熱量被隔悟絕在窗簾貓外側(cè)，增暗大了最外恩層的玻璃褲溫度；在擊窗簾之后懲，透過的擺輻射熱量嫩減少，內(nèi)完層玻璃溫勇度顯著降商低。外層凡玻璃溫度立的越高，都傳向外界迅環(huán)境的熱暢量越大，陵在相同室期外環(huán)境下痕，傳向室嗽內(nèi)的熱流橫就越小，磁相應(yīng)的隔愧熱性能也劇就好。窗修簾和外層忙的玻璃溫臭度的增高堡也提高了罵通風(fēng)道中期的空氣溫魚度，使其懼中的熱壓雄增大，增刺強(qiáng)牲了中‘究煙遣囪學(xué)’壘效應(yīng)?？偧m之，有效障的遮陽是倚通風(fēng)式幕毒墻隔熱節(jié)脈能的關(guān)鍵加。究6宅.僵通風(fēng)幕墻甘的改進(jìn)建流議筑將通風(fēng)幕岡墻作為控課制體，能病量流動(dòng)如孤圖爆4害所示。在瞧投射到幕逐墻上的太蝴陽輻射一濾定的情況夜下，要減壘少流向室旱內(nèi)的能量烘，就要增痰大流向室戰(zhàn)外的能量豬和通風(fēng)道即的除熱量誦。擾流向室內(nèi)錄的能量可顧近似表達(dá)視為：洪流向室外桐的能量可鍬近似表達(dá)偷為：衛(wèi)通風(fēng)道內(nèi)桶的換熱屬鋤于自然對(duì)際流換熱，孩由自然對(duì)騰流換熱關(guān)暗聯(lián)加式貪域定性分析能可許知化:盜碧通風(fēng)道的姜除熱量正料比于玻璃案壁面，窗胞簾的溫度高和通風(fēng)道提的高度靠。詳暖最外層玻依璃溫度的鼻表達(dá)式為鬧：亮窗簾溫度跟的表達(dá)式霉為：釋綜合考抽慮洗Q醋n秘Q綠w選t憐1鞠t棵2斃弊因素的影次響可知增栽大淋P達(dá)1殲,P央2揉發(fā),決ρ柜1憂,嚴(yán)ρ鍋2險(xiǎn)澡可提高隔聰熱效果。穿即增大最熟外層玻璃芒和窗簾的厲反射率和蹈吸收率，備降低其透烤過率可有萍效的增大裂流向室外厭環(huán)境的熱躍量。而減垂小內(nèi)層玻熊璃的吸收船率可減小鴿流向室內(nèi)序的熱量。例因此幕墻童的外層玻槍璃應(yīng)使用純反射率和扶吸收率高商的玻璃，列如吸熱玻謝璃，熱反途射玻璃等滾；窗簾宜將使用反射省率高的材亡料。在實(shí)抵際工程中兄還可考慮拆將各層的西通風(fēng)道連奏通，使熱成壓增大，唱增強(qiáng)通風(fēng)未道的通風(fēng)潮除熱效果惜。參考文獻(xiàn)解（息1套）董子闊忠突.服臂建筑節(jié)能當(dāng)，井200棉2