建筑幕墻保溫系統(tǒng)與防冷橋分析

1、<p>　　建筑幕墻保溫系統(tǒng)與防冷橋分析</p><p>　　【摘要】 幕墻工程中，熱工性能的好壞取決于保溫材料的選用與防冷橋設(shè)計(jì)。而放冷橋的設(shè)計(jì)又是熱工性能設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。在此會(huì)說(shuō)明幕墻系統(tǒng)熱工性能的設(shè)計(jì)說(shuō)明以及放冷橋設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】保溫 隔熱 冷橋 斷熱 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU111文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文

2、章編號(hào)： </p><p><b>　　1.總述 </b></p><p>　　隨著高層建筑的出現(xiàn)和建筑自重向輕型化的發(fā)展，建筑幕墻越來(lái)越多的被應(yīng)用在建筑當(dāng)中。幕墻可以使建筑從外觀上具有明亮和挺撥的效果，使建筑藝術(shù)構(gòu)思和造型別具一格，是建筑師樂(lè)意采用的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一。近期，人們?cè)絹?lái)越重視節(jié)能建筑的合理利用。從建筑幕墻方面考慮，幕墻的保溫隔熱是節(jié)能建筑的重要影響因素之一

3、。 </p><p><b>　　2.幕墻熱工計(jì)算 </b></p><p>　　什么是建筑幕墻的保溫隔熱？當(dāng)室外溫度小于室內(nèi)設(shè)定的舒適溫度時(shí)，幕墻阻擋室內(nèi)的熱量向室外散失的能力，稱為幕墻的保溫性能。北方寒冷地區(qū)，冬季溫度較低，幕墻的保溫性能能大大提高采暖設(shè)備的利用率。當(dāng)室外溫度大于室內(nèi)設(shè)定的舒適溫度時(shí)，幕墻阻擋室外的熱量向室內(nèi)傳遞的能力，稱為幕墻的隔熱性能。南方城市

4、溫度較高，帶炎熱的夏季，良好的幕墻隔熱性能能有效降低室內(nèi)空調(diào)的使用量。 </p><p><b>　　2.1定義 </b></p><p>　　建筑幕墻的熱工性能，是現(xiàn)代建筑幕墻好壞的一個(gè)重要參考依據(jù)。也是幕墻招標(biāo)施工中的重點(diǎn)。熱工性能就是保溫性能。有書(shū)面的計(jì)算過(guò)程。那么幕墻的熱工計(jì)算是怎么考慮的呢。 </p><p>　　幕墻的保溫性能，是指

5、在幕墻的內(nèi)側(cè)存在空氣溫差的條件下，幕墻阻抗從高溫一側(cè)向低溫一側(cè)傳熱的能力。導(dǎo)熱系數(shù)K，在穩(wěn)定傳熱條件下，幕墻兩側(cè)空氣溫度差為1K，單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)單位面積的傳熱量。單一材料用導(dǎo)熱系數(shù)U(W／m·K)表示。幕墻用導(dǎo)熱系數(shù)K(W／m2K)及其倒數(shù)傳熱阻R0(m2K/V)=1／K表示。 </p><p><b>　　2.2公式 </b></p><p>　　導(dǎo)熱系

6、數(shù)U，構(gòu)件在穩(wěn)定傳熱條件下，構(gòu)件兩邊的溫差t1-t2為常數(shù)。令構(gòu)件面積為A，厚度為L(zhǎng)。設(shè)Q為構(gòu)件兩表面間的熱流量。 </p><p>　　U=QL/A(t1-t2)單位(W／m·K)； </p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù)K K=I/Ro； </p><p>　　傳熱阻RoRo=Ri∑R+Ra+Re ； </p><p>　　式中Ri —

7、— 內(nèi)表面換熱阻,取0.11 m2·K/W </p><p>　　R —— 幕墻材料層熱阻R=δ/Ue </p><p>　　δ為材料層厚度 Ue為材料的計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)(W／m·K) </p><p>　　Ra —— 空氣層熱阻。 </p><p>　　Re —— 外表面換熱阻，冬季取0.44 (m2·K/W)；夏

8、季取0.05( m2·K/W)。 </p><p>　　由公式可以得出結(jié)論，想要有效提高幕墻結(jié)構(gòu)的保溫性能，可行的辦法是提高熱阻，這樣就在幕墻材料選用上，需要合理選材以提高熱阻，來(lái)保證幕墻保溫性能滿足建筑熱工要求。 </p><p><b>　　3材料選用 </b></p><p>　　建筑幕墻從透光效果分為透明幕墻和非透明幕墻。而幕

9、墻本事除了外表面，還有一些連接結(jié)構(gòu)，以及因外表面裝飾材料無(wú)法滿足某種性能而添加的輔助材料，比如巖棉。建筑幕墻常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)如下（單位W／m2·K）：PVC，0.17；硅合金鋁，160；不銹鋼，17；鐵，50；碳酸鈣玻璃，1.0；有機(jī)玻璃PMMA，0.18；聚碳酸酯，0.2；聚冼氨尼龍，0.25；高密度聚乙烯HD，0.5；三元乙丙EPDM，0.25；純硅膠，0.35；柔性PVC，0.14；巖棉，0.03～0.047。 <

10、;/p><p><b>　　3.1透明幕墻 </b></p><p>　　透明幕墻的幕墻材料以玻璃為主。為滿足幕墻性能，玻璃的種類也多種多樣，單層透明玻璃、雙層透明中空玻璃、鍍膜單玻璃、鍍膜中空玻璃、三層中空透明玻璃、三層中空鍍膜玻璃等等。以下為不同玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)： </p><p>　　表1：多種玻璃的導(dǎo)熱系數(shù) </p><p

11、>　　根據(jù)表1，我們發(fā)現(xiàn)中空透明玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)要優(yōu)于單層透明玻璃，而且中空厚度越大，導(dǎo)熱系數(shù)越低。12mm不通風(fēng)空氣間層導(dǎo)熱系數(shù)為2.31。9mm不通風(fēng)空氣間層導(dǎo)熱系數(shù)為3.08。 </p><p>　　在透明幕墻中，熱的傳遞除了對(duì)流導(dǎo)熱以外，還有傳遞方式，為熱輻射。熱由一物體通過(guò)真空或空氣，以電磁波的形式向其他物體進(jìn)行傳遞的方式，稱為熱輻射。低輻射鍍膜（Low-E）能有效減少熱輻射。降低玻璃導(dǎo)熱系數(shù)。所以

12、現(xiàn)在建筑幕墻的玻璃選用上，很多書(shū)情況是選用低輻射鍍膜（Low-E）中空玻璃。 </p><p><b>　　3.2非透明幕墻 </b></p><p>　　非透明幕墻以石材幕墻和鋁板幕墻居多，現(xiàn)在隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，多種材質(zhì)被用到了建筑幕墻中，但大多數(shù)材質(zhì)同石材和鋁板一樣，單靠其不能滿足幕墻的熱工性能。這樣，就需要在墻體與建筑幕墻之間鋪設(shè)保溫材料，有苯板保溫巖棉等多種

13、材料，但是幕墻多數(shù)情況選擇保溫巖棉。巖棉的多種性能在幕墻中都有應(yīng)用，比如防火，隔音等。在這里重點(diǎn)描述保溫性能。 </p><p>　　巖棉的容重和厚度，直接影響其導(dǎo)熱系數(shù)。建筑幕墻保溫巖棉，降低導(dǎo)熱系數(shù)的常用方法是加大保溫層厚度，及加大保溫巖棉的厚度。我國(guó)北方多個(gè)嚴(yán)寒城市的建筑幕墻保溫巖棉厚度都等于或者大于100mm。 </p><p><b>　　3.3支撐結(jié)構(gòu) </b&

14、gt;</p><p>　　建筑幕墻的支撐結(jié)構(gòu)的框架式的。多數(shù)情況是以鋼材和鋁合金型材支撐連接的。然而鋼材和鋁合金型材的熱工性能不能滿足建筑幕墻的保溫要求。這樣，就在連接結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了斷熱材料的使用。斷熱材料的使用，能有效節(jié)點(diǎn)型材連接結(jié)構(gòu)中的冷橋，使得整體建筑幕墻結(jié)構(gòu)的熱工性能得以保證。 </p><p><b>　　4防冷橋設(shè)計(jì) </b></p><

15、;p>　　建筑幕墻保溫設(shè)計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)冷橋，防冷橋設(shè)計(jì)是幕墻熱工設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。相同材料面之間的放冷橋設(shè)計(jì)主要是在斷熱條的應(yīng)用上。關(guān)鍵是在不同材料的交接上，容易讓人產(chǎn)生誤解。以為只要鋪設(shè)保溫材料就可以保證熱工性能，其實(shí)保溫材料的鋪設(shè)位置，很關(guān)鍵。不合適的位置就導(dǎo)致了冷橋的產(chǎn)生。 </p><p>　　圖1：巖棉鋪設(shè)方式豎剖圖 </p><p>　　圖1中，建筑幕墻玻璃與鋁板交接豎剖示意圖中，

16、保溫巖棉鋪設(shè)位置的三種情況。圖中，情況1的保溫性能要明顯的優(yōu)于情況2和情況3。因?yàn)榍闆r2和情況3的保溫巖棉保溫面與中空玻璃的保溫棉有距離差，導(dǎo)致冷橋產(chǎn)生，破壞幕墻保溫系統(tǒng)。所以在保溫設(shè)計(jì)中，要盡量保溫幕墻共熱面。 </p><p>　　有多數(shù)情況中，墻體保溫在土建結(jié)構(gòu)完成的時(shí)候已經(jīng)完成，如果石材后的保溫面不能與玻璃幕墻保溫棉達(dá)到共熱面，這種情況，就需要幕墻廠家用保溫巖棉對(duì)冷橋進(jìn)行填充。 </p>&

17、lt;p>　　通過(guò)以上兩種情況，應(yīng)該注意，幕墻的熱工性能，在確定材料之后，應(yīng)該盡量保證幕墻的共熱面。如果不能保證共熱面，就應(yīng)該找到冷橋，利用保溫材料填充，防止冷橋產(chǎn)生。冷橋的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)難點(diǎn)。 </p><p><b>　　3.結(jié)論 </b></p><p>　　建筑的保溫性能是以幕墻的保溫性能作為保障的。幕墻的性能計(jì)算，必須包含合理的熱工計(jì)算。材料的合理選用能有

18、效的提高幕墻的保溫性能，當(dāng)然不能為最求保溫性能而選取昂貴的材料，經(jīng)濟(jì)型與熱工性能的平衡才是最合理的。放冷橋的設(shè)計(jì)是整個(gè)熱工設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，保溫幕墻共熱面，然后找到冷橋產(chǎn)生部位，消滅冷橋，就能保證幕墻的熱工性能牢不可破。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003； </p><