明框隔熱玻璃幕墻的研究開發(fā)和現(xiàn)狀分析

　　1　玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀

　　現(xiàn)階段提高玻璃幕墻節(jié)能保溫性能的主要措施是采用鍍膜玻璃、LOW-E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃及隔熱斷橋鋁型材來降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，消除結(jié)構(gòu)體系“熱橋”，降低空氣滲透熱損失，減少開啟窗扇面積，提高密封性等。

　　在大多數(shù)地區(qū)，采用單層的鍍膜玻璃、LOW-E玻璃、熱反射玻璃進行保溫節(jié)能;在嚴寒地區(qū)保溫要求很高的建筑中，則采用中空玻璃和隔熱斷橋鋁型材來實現(xiàn)節(jié)能。

　　隔熱斷橋鋁型材的隔熱原理是基于產(chǎn)生一個連續(xù)的隔熱區(qū)域，利用隔熱條將鋁合金型材分隔成2個部分。隔熱條“冷橋”選用材料為聚酰胺尼龍66，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.3 W/(m?K)，遠小于鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)，而力學(xué)性能指標(biāo)與鋁合金相當(dāng)。

　　20世紀70年代末，隔熱斷橋鋁型材在國外問世，主要用于高寒地區(qū)的鋁合金門窗，到20世紀80年代末開始用于高寒地區(qū)的有框玻璃幕墻。我國目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中，也開始把它用于明框隔熱玻璃幕墻、隱框隔熱玻璃幕墻及點支撐隔熱玻璃幕墻。

　　此外，在隔熱幕墻中，如果同時采用10+12A+10中空玻璃，那么其傳熱系數(shù)K達到3.0 W/(m2?K)左右，傳熱系數(shù)比單層玻璃低了近1/2，可以大大地降低能耗，因此，在保溫性能要求比較高的情況下，應(yīng)采用中空玻璃，如果中空玻璃內(nèi)充入惰性氣體，其K值還可以降至1.3 W/(m2?K)，節(jié)能效果優(yōu)異。

　　針對幕墻節(jié)能的要求，我們適時開發(fā)設(shè)計了玻璃幕墻明框節(jié)能隔熱鋁型材。

　　2　開發(fā)設(shè)計的總體思路

　　明框隔熱玻璃幕墻開發(fā)設(shè)計的總體思路是：在鋁合金型材截面不變的情況下，通過改變隔熱條和膠條的尺寸，分別裝配不同厚度的中空玻璃，從而達到不同的隔熱設(shè)計要求，以供不同地區(qū)、不同類型的建筑、不同要求的業(yè)主選擇。

　　1-室外膠條;2-中空玻璃;3-室內(nèi)膠條;4-橫梁;5-立柱

　　3　節(jié)能隔熱鋁合金型材的系列化設(shè)計

　　節(jié)能隔熱鋁合金型材的設(shè)計是整個明框隔熱玻璃幕墻開發(fā)項目的核心部分。它將鋁合金型材一分為二，在它們中間加入低導(dǎo)熱性能、高力學(xué)性能的非金屬材料作為隔熱條，這樣的組合材料既能滿足結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能要求，又能滿足隔熱性能要求。

　　3.1　鋁合金型材基本部件的設(shè)計

　　綜合考慮建筑玻璃幕墻力學(xué)性能、裝飾性能、裝配可靠性以及經(jīng)濟性的要求，我們進行優(yōu)化設(shè)計.

　　3.2　隔熱條的設(shè)計

　　隔熱條“冷橋”選用材料為PA66GF25 (簡稱PA66)，它是玻璃纖維含量為25%左右的聚酰胺尼龍66，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.3 W/(m?K)，而力學(xué)性能指標(biāo)與鋁合金相當(dāng)，熱膨脹系數(shù)與鋁合金接近，耐老化，適用溫度范圍廣，是目前最理想的結(jié)構(gòu)用隔熱材料。

　　考慮到與鋁合金的裝配以及常用裝配玻璃的厚度，隔熱條設(shè)計成寬窄2種截面。對于有特殊要求的工程，可以單獨設(shè)計其截面尺寸。

　　3.3　膠條的設(shè)計

　　膠條材料選擇三元乙丙橡膠，其優(yōu)點是：耐候性、耐熱性及密封性好.

　　3.4　系列化組合設(shè)計

　　對零部件進行組合，形成4種不同的系列(JN18、 JN30、 JN36、 JN48)，選配不同厚度的中空玻璃(或單層玻璃)可以形成性能各異的明框隔熱玻璃幕墻體系.

　　在不同地區(qū)、不同類型的建筑中，業(yè)主可以根據(jù)當(dāng)?shù)貙ΣＡ粔?jié)能性能的要求，自由地選擇各種性能的節(jié)能隔熱幕墻。

　　隨著節(jié)能工作進一步深入，在建筑外裝飾工程中，明框隔熱玻璃幕墻必然得到廣泛應(yīng)用。我們設(shè)計的系列化產(chǎn)品，不僅節(jié)能降耗，而且便于產(chǎn)品定型生產(chǎn)，減少鋁合金型材的開模次數(shù)、降低成本，因此，具有良好的社會和經(jīng)濟效益。

　　4　玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)發(fā)展動向

　　玻璃幕墻熱工設(shè)計的發(fā)展趨向是：對于以采暖供熱為主的幕墻追求達到溫室效應(yīng)，對于以空調(diào)制冷為主的幕墻追求達到冷房效果，無論何種幕墻都將追求合理利用太陽能。由光電板系統(tǒng)和幕墻系統(tǒng)組成的光電幕墻的應(yīng)用將是一個主動利用太陽能的發(fā)展方向。

　　歐美國家在建筑節(jié)能技術(shù)上更多地考慮合理利用太陽能，熱通道換氣幕墻是一個典型的范例。它是利用熱空氣的煙囪效應(yīng)自然地將熱緩沖層的熱空氣排到室外，并配合中空玻璃內(nèi)的電動升降窗簾，從而達到良好的隔熱節(jié)能效果。在此基礎(chǔ)上，玻璃幕墻飾面材料的光敏、熱敏特性與室內(nèi)供熱、制冷系統(tǒng)形成計算機自控網(wǎng)絡(luò)，達到幕墻熱工效應(yīng)智能化，幕墻結(jié)構(gòu)體系和太陽能利用體系的一體化，即可達到玻璃幕墻建筑節(jié)能的理想形式――智能幕墻。

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