周秀紅(泰諾風(fēng)北京，北京100004)

據(jù)不完全統(tǒng)計,目前我國公共建筑能耗約為居住建筑能耗的5-15倍，我國的建筑總能耗占到社會總能耗的28.7%，而門窗的能源損失又占到建筑能耗的40%。所以門窗是引起能源損失的主要途徑，要降低建筑的總能耗,實現(xiàn)整體建筑節(jié)能,必須首先從薄弱的門窗入手,從各個方面提高門窗幕墻的保溫隔熱性能。鋁合金隔熱型材作為輕質(zhì)建材的最優(yōu)異選擇,已經(jīng)成為了建筑設(shè)計師進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計的必然選擇，從小到一塊單元板塊，大到整棟建筑的應(yīng)用，不論從外觀效果還是節(jié)能指標(biāo)的控制,都完美體現(xiàn)了設(shè)計師的設(shè)計理念。本文從型材和玻璃兩方面進(jìn)行闡述鋁合金隔熱技術(shù)在幕墻中的應(yīng)用。

1 鋁合金隔熱型材的應(yīng)用

在沒有強(qiáng)烈掀起節(jié)能呼聲的時候，門窗和幕墻所采用的基本上還是普鋁型材或者其他型材。而近幾年尤其在門窗上，隔熱斷橋鋁合金型材被普遍廣泛應(yīng)用，隨著對隔熱性能要求的不斷提高，現(xiàn)在幕墻設(shè)計也開始采用了隔熱斷橋設(shè)計。以北京地區(qū)為例，2006年頒布的《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DBJ11-602-2006[1]中要求外窗透明部分平均傳熱系數(shù)K≤2.8W/m2.K[1]，現(xiàn)在執(zhí)行的《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26-2010[2]，其中規(guī)定外窗透明部分平均傳熱系數(shù)K≤2.5W/m2.K[2]，而新的標(biāo)準(zhǔn)又在進(jìn)行重新編制。所以從對傳熱系數(shù)限值的變化上可以看出，國家對節(jié)能要求越來越高。因此節(jié)能設(shè)計勢在必行。談到節(jié)能，首先要從熱傳遞開始著手。熱傳遞包括3個方面：傳導(dǎo)，對流和輻射（如下圖1所示）。熱傳導(dǎo)：熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分或由一個系統(tǒng)傳到另一系統(tǒng)的現(xiàn)象叫做熱傳導(dǎo)。對流：液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通過循環(huán)流動使溫度趨于均勻的過程。熱輻射：物體因自身的溫度而具有向外發(fā)射能量的本領(lǐng)，這種熱傳遞的方式叫做熱輻射。

按著《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》JGJ/T151-2008[3]中規(guī)定，幕墻單元板塊的熱工計算包括5個部分，計算公式如下：

式中Ucw—單幅幕墻的傳熱系數(shù)W/m2·K；

Ag—是玻璃或透明面板的面積m2；

lg—是玻璃或透明面板邊緣長度m；

Ug—是玻璃板的熱傳導(dǎo)系數(shù)W/m2·K；

Ψg—玻璃或透明面板邊緣的線傳熱系數(shù)（W/m·K）；

Ap—非透明面板的面積m2；

lp—非透明面板邊緣長度(m);

Up—非透明面板傳熱系數(shù)（W/m2·K）；

Ψp—非透明面板邊緣的線傳熱系數(shù)（W/m·K）；

Af—框面積（m2）；

Uf—框的熱傳導(dǎo)系數(shù)（W/m2·K）。

式中第3項為型材對整個板塊的影響，下面以一個幕墻節(jié)點為例，通過對比計算可以得出使用隔熱斷橋設(shè)計對型材的節(jié)能改善效果情況。采用非隔熱設(shè)計的幕墻節(jié)點（如圖2所示），用Therm軟件進(jìn)行熱工模擬計算的框材結(jié)果為：Uf=9.596W/m2.K。

采用泰諾風(fēng)I14.8隔熱條進(jìn)行設(shè)計的隔熱幕墻節(jié)點（如圖3所示），用Therm軟件進(jìn)行熱工模擬計算的框材結(jié)果為：Uf= 4.898W/m2.K。

從上面的模擬結(jié)果可以看出，兩者在相同環(huán)境條件下結(jié)果相差：9.596-4.898=4.698 W/m2.K。由此可見，使用隔熱斷橋設(shè)計大幅度的降低了框材的傳熱系數(shù)，對框材的隔熱效果起到了明顯的改善。

2 暖邊間隔條對隔熱節(jié)能的作用

按著《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》JGJ/T151-2008[3]中規(guī)定，上式4.3.1中第4項為間隔條對傳熱性能的影響，因此間隔條的傳熱性能也將直接影響到整個板塊的傳熱系數(shù)。所以在做隔熱節(jié)能設(shè)計時，這部分也是在必要的考慮范圍內(nèi)。下面還以幕墻節(jié)點為例，對使用泰諾風(fēng)暖邊間隔條和冷邊鋁間隔條兩種情況的設(shè)計使用Therm軟件進(jìn)行模擬，將結(jié)果進(jìn)行對比如下：

使用冷邊間隔條設(shè)計的幕墻節(jié)點（如圖4所示），用Therm軟件進(jìn)行熱工模擬計算的框材結(jié)果為：Uf= 4.898W/m2.K。

使用泰諾風(fēng)TGI暖邊12mm間隔條設(shè)計的幕墻節(jié)點（如圖5所示），用Therm軟件進(jìn)行熱工模擬計算的框材結(jié)果為：Uf= 4.482W/m2.K。

綜上兩種情況的對比，使用TGI暖邊間隔條要比使用冷邊鋁間隔條對框材的U值影響減少了4.898-4.482 =0.416W/m2.K，對邊界的傳熱系數(shù)減少了2.132-1.904=0.227 W/m2.K。由此可見，使用暖邊間隔條的設(shè)計對框材的熱工性能也起到了很好的改善。因此在幕墻的設(shè)計中暖邊間隔條的使用也是隔熱節(jié)能設(shè)計必不可缺的選擇。

以上我們對隔熱條和間隔條兩種不同形式的設(shè)計分別進(jìn)行了對比分析，模擬計算的結(jié)果形成了鮮明的對比，采用了這些隔熱設(shè)計后，對框材的傳熱系數(shù)有了明顯的降低，從而對熱工性能有了很大的改善。正是對這種隔熱節(jié)能設(shè)計的采納，降低了熱量的流失，減少了能量的損失，對建筑節(jié)能做出了巨大貢獻(xiàn)。在此建議幕墻設(shè)計師們，在今后的幕墻設(shè)計中采用這種隔熱型材加暖邊間隔條的設(shè)計，來降低建筑幕墻的能耗問題，為建筑節(jié)能做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1]《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DBJ11-602-2006 曹越萬水娥等，圖書館目錄［M］。北京：北京市建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化辦公室，2006.22-26.

[2]《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26-2010林海燕，郎四維等，圖書館目錄［M］。北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.6-10.

[3]《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》JGJ/T151-2008楊仕超 林海燕等，圖書館目錄［M］。北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.15-17.