一、透明幕墻和非透明幕墻
建筑幕墻按面板可分為玻璃幕墻、石材幕墻、鋁板幕墻、人造板幕墻等,按構(gòu)造可分為單元式幕墻、構(gòu)件式幕墻、雙層幕墻等。石材幕墻和鋁板幕墻屬于非透明幕墻是非常好理解的,但如果把玻璃幕墻一概認(rèn)定為是透明幕墻就錯誤了,例如層間部位的玻璃幕墻就屬于非透明幕墻。工程中把層間部位的玻璃幕墻誤作為透明幕墻設(shè)計(jì)是有許多工程案例的,更有幕墻工程安裝完成,竣工驗(yàn)收時遇到巨大障礙,甚至拆除。透明幕墻的傳熱系數(shù)要求低(傳入系數(shù)要求低,傳熱系數(shù)大),非透明幕墻的傳熱系數(shù)要求高(傳入系數(shù)要求高,傳熱系數(shù)小)。
因此層間部位玻璃幕墻面板后面應(yīng)設(shè)置保溫層,那種認(rèn)為單純中空玻璃都滿足熱工要求,層間部位中空玻璃后面還有混凝土墻,更能滿足熱工要求的認(rèn)知是錯誤,因?yàn)閷娱g部位玻璃幕墻屬于非透明幕墻,傳熱系數(shù)要求高。這是錯誤認(rèn)知之一。錯誤認(rèn)知之二是將透明幕墻傳熱系數(shù)與非透明的傳熱系數(shù)按面積進(jìn)行計(jì)權(quán)平均,得出建筑幕墻的傳熱系數(shù),并以此作為幕墻熱工性能定級的依據(jù)。我國所有建筑熱工標(biāo)準(zhǔn)對透明幕墻和非透明幕墻的熱工性能都是分別給出要求和規(guī)范,并沒有對建筑幕墻進(jìn)行整體規(guī)范。不同類型的透明幕墻在同一朝向允許按面積計(jì)權(quán)平均,非透明幕墻不允許按面積計(jì)權(quán)平均,每種非透明幕墻都必須滿足熱工要求。透明幕墻和非透明幕墻應(yīng)按其熱工性能分別定級。
二、采光頂傳熱系數(shù)
玻璃是透明材料,其熱工參數(shù)之一是傳熱系數(shù)。中空玻璃傳熱系數(shù)不是定值,其大小與其空間取向有關(guān)。中空玻璃垂直水平面時其傳熱系數(shù)最小;中空玻璃與水平面平行時其傳熱系數(shù)最大,其原因與中空玻璃空氣腔的空氣對流有關(guān)。通常玻璃生產(chǎn)企業(yè)給出的中空玻璃傳熱系數(shù)都是中空玻璃的最小值,作為幕墻或門窗玻璃使用是正確的,但如果作為采光頂玻璃,該傳熱系數(shù)就不準(zhǔn)確了,其數(shù)值要大一些,具體數(shù)值應(yīng)按《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113計(jì)算得出。
三、開縫石材幕墻
石材幕墻有開縫和閉縫之分,石材板塊周邊不注膠為開縫,注膠為閉縫,兩種在裝飾效果和許多性能方面有差異。其他方面不計(jì),單就其傳熱系數(shù),兩者之間也不同。閉縫石材幕墻其熱阻從石材面板外表面計(jì)算到室內(nèi)墻內(nèi)表面,而開縫石材幕墻的熱阻應(yīng)從石材面板后面保溫層外表面算起。不但石材板的熱阻不能計(jì)入,就是石材板和保溫層之間空氣的熱阻也不能計(jì)入,兩者計(jì)算結(jié)果差異較大。
四、遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)的期望值
玻璃幕墻的熱工性能采用遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)表征,石材幕墻和鋁板幕墻等非透明幕墻僅采用傳熱系數(shù)表征其熱工性能。如要最大限度地提高幕墻的熱工性能,遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)的期望值是什么呢?顯然玻璃幕墻的遮陽系數(shù)不是越小越好,因?yàn)殡S著玻璃遮陽系數(shù)的降低一定伴隨著玻璃可見光透光率不同程度的下降。過小的玻璃可見光透過率不但會增加室內(nèi)照明能耗,也會影響建筑室內(nèi)舒適性。另外,玻璃幕墻遮陽系數(shù)夏季是正作用,會顯著降低建筑空調(diào)能耗,但冬季是負(fù)作用,會增加建筑的采暖能耗,因?yàn)槎就ㄟ^玻璃進(jìn)入室內(nèi)的陽光減少了。即便對于沒有采暖要求的地區(qū),冬季盡可能多陽光進(jìn)入室內(nèi)也會增加舒適性。因此對于任何氣候分區(qū),遮陽系數(shù)不是越小越好,滿足要求,適中才是其期望值。
五、玻璃遮陽系數(shù)和太陽得熱系數(shù)
我國引入玻璃遮陽系數(shù)術(shù)語是在《建筑玻璃可見光透射比、太陽光直接透射比、太陽能總透射比、紫外線透射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測定》GB/T 2680—1994中,該標(biāo)準(zhǔn)是參考ISO9050制訂的。由于當(dāng)時國家沒有強(qiáng)調(diào)建筑節(jié)能,玻璃遮陽系數(shù)這一術(shù)語并未被人們所重視和熟知。2005年國家公布實(shí)施《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189—2005,在該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范了透明幕墻的遮陽系數(shù)限值,采用遮陽系數(shù)表征透明幕墻的太陽熱效應(yīng)。
自此透明幕墻遮陽系數(shù)這一術(shù)語逐漸為行業(yè)熟知和普遍接受。透明幕墻遮陽系數(shù)源自于玻璃遮陽系數(shù),其定義為玻璃太陽光總透射比與3mm透明玻璃太陽光總透射比理論值的比值。3mm透明玻璃太陽光總透射比理論值在《建筑玻璃可見光透射比、太陽光直接透射比、太陽能總透射比、紫外線透射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測定》GB/T 2680—1994中規(guī)定取0.889。
六、雙層玻璃幕墻的熱工性能
雙層玻璃幕墻最大的優(yōu)點(diǎn)就表現(xiàn)在熱工性能上,分歧最大的也在熱工性能上。雙層幕墻有明顯的溫室效應(yīng),顧名思義,溫室效應(yīng)即是雙層幕墻通道能形成熱屏蔽,冬季能阻止室內(nèi)的熱量流向室外,夏季能阻止室外的熱量流向室內(nèi),使得室內(nèi)處于較恒定的熱環(huán)境中。雙層幕墻的溫室效應(yīng)共有三種表現(xiàn)形式:
(1)是在炎熱的夏季,雙層幕墻中通道里的進(jìn)氣口和出氣口全部打開,由于煙窗效應(yīng),空氣將在通道中自下而上的運(yùn)行,在空氣運(yùn)行過程中,將通道內(nèi)的熱量帶出通道,使得內(nèi)層幕墻處于較低的溫度環(huán)境中,阻止了熱量由室外流向室內(nèi),這是雙層通道幕墻溫室效應(yīng)的表現(xiàn)形式之一。但是這種溫室效應(yīng)是動態(tài)的、隨機(jī)的,只能定性描述,目前還無法定量計(jì)算,即使采用計(jì)算軟件模擬計(jì)算,其結(jié)果的準(zhǔn)確性也不好評價。
(2)是在冬季,雙層幕墻通道里的進(jìn)氣口和出氣口全部關(guān)閉,通道中的空氣靜止,在陽光的照射下,通道中的空氣將有較大的溫升,使得內(nèi)層幕墻處于較高的溫度環(huán)境中,阻止了熱量由室內(nèi)流向室外,這是雙層通道幕墻溫室效應(yīng)的表現(xiàn)形式之二。但是這種溫室效應(yīng)是動態(tài)的、隨機(jī)的,只能定性描述,目前還無法定量計(jì)算,即使采用計(jì)算軟件模擬計(jì)算,其結(jié)果的準(zhǔn)確性也不好評價。