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5、太陽直射得熱對負(fù)荷的影響
太陽直射得熱在夏季產(chǎn)生冷負(fù)荷,在冬季有利于削減熱負(fù)荷,這對冬夏兩季具有非常重要的影響。特別是夏季,對于玻璃幕墻類的建筑,它對冷負(fù)荷的多少起到?jīng)Q定性的影響,對照表3 及綜合負(fù)荷值(表6) 。太陽直射導(dǎo)致的冷負(fù)荷分別占建筑總負(fù)荷值的98. 14 % ,93. 33 % ,88. 97 %。因此降低太陽直射得熱是降低冷負(fù)荷值必須考慮的一種方法。
表4 中幕墻的冷負(fù)荷與表6 比較,發(fā)現(xiàn)非常有趣的是,對單體幕墻來說,太陽直射引起的冷負(fù)荷已超過了該幕墻所形成的總負(fù)荷,分別為129. 96 % , 120. 25 % ,120. 85 %。超出的部分必須通過該幕墻及該片墻體上少梁磚墻體向外逸出,也就是說在冷負(fù)荷狀態(tài)下該幕墻的流量是從內(nèi)向外,而不是通常認(rèn)為的從外至內(nèi)的流向。
因此,改善太陽直射得熱是降低冷負(fù)荷最首要的任務(wù)。通過表3 可知,循環(huán)幕墻下降率為16146 %,而中掛能耗降低率為30166 %,在該方面都有相當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)。對于單片幕墻來說,降低率分別為11174 %, 34115 %,循環(huán)幕墻冷負(fù)荷的降低率與整個建筑相比還低,說明循環(huán)幕墻對改善直射得熱產(chǎn)生冷負(fù)荷作用偏弱,而中掛百葉將顯著地增加為34115 %,高于整個建筑負(fù)荷的降低率近4 個百分點。
太陽直射得熱也是減少冬季熱負(fù)荷的重要原因,直接得熱減少的熱負(fù)荷值占建筑熱負(fù)荷總值比例三成左右,在單體幕墻其比例更高,在六成以上。但減少熱負(fù)荷的方法同樣導(dǎo)致了太陽直射的得熱量,在其它數(shù)值下降的同時,冬季太陽得熱也同時下降,建筑負(fù)荷下降率分別為15. 15 % ,23. 30 % ,單體幕墻負(fù)荷降低率分別為39. 87 % ,56. 80 %。中掛百葉在太陽得熱問題上由于具有可控性,優(yōu)于循環(huán)幕墻,其降低速度明顯低于循環(huán)幕墻的降低速度。
圖5中幕墻的熱負(fù)荷值均低于建筑熱負(fù)荷值,兩者差別清晰,說明幕墻所產(chǎn)生的熱負(fù)荷值為建筑熱負(fù)荷值的一部分,約為20 %～30 %。而對于冷負(fù)荷來說關(guān)系較為復(fù)雜,呈交叉狀態(tài),部分時間段幕墻的冷負(fù)荷高于整個建筑產(chǎn)生的冷負(fù)荷,必須通過其它構(gòu)件消耗,產(chǎn)生熱流反向運動,才能達(dá)到平衡。
6、玻璃導(dǎo)熱及滲風(fēng)冷熱負(fù)荷的對比
影響幕墻建筑的另一個重要因素是玻璃導(dǎo)熱問題。由于玻璃導(dǎo)熱系數(shù)過高,為6. 40WP(m2 ·K) ,同時門窗幕墻玻璃的密封技術(shù)在國內(nèi)還未得到根本解決,因此幕墻的節(jié)能問題一直困擾著建筑界。
在太陽直射得熱部分分析了由于太陽直接得熱過高,在冷負(fù)荷狀態(tài)玻璃導(dǎo)熱形成反向熱流,從內(nèi)至外,因此均為負(fù)值,由于太陽直射在冷負(fù)荷中起絕對作用,因此玻璃導(dǎo)熱就顯得不太突出。對于熱負(fù)荷來講,玻璃導(dǎo)熱及滲風(fēng)則是首要因素,在建筑負(fù)荷方面, 各自分別占總負(fù)荷的60119 % , 50191 % , 45198 % ,基本占總負(fù)荷的一半左右。
7、綜合負(fù)荷
上面分析了影響負(fù)荷的幾個主要因素,包括冷熱負(fù)荷峰值、太陽直射、玻璃導(dǎo)熱及滲風(fēng)形成的負(fù)荷,事實上還有墻體、屋頂以及室內(nèi)人體與照明形成的負(fù)荷,本文僅針對幾個與幕墻相關(guān)的主要因素進行分析。
驗算節(jié)能效益最終指標(biāo)會落實在綜合負(fù)荷上,因為它綜合了各種正負(fù)兩方面的影響,累積了不同程度的因素,因此作為衡量耗能指標(biāo)應(yīng)是最全面、最具說服力的一項。
與負(fù)荷峰值相反, 建筑冷負(fù)荷降低率為10.67 % ,22. 16 % ,與冷負(fù)荷相比建筑熱負(fù)荷下降相對緩一些,下降分別為8. 60 % ,10. 28 %;說明改善幕墻的兩種方法對于熱負(fù)荷更為有效,同時也說明幕墻產(chǎn)生的冷負(fù)荷在建筑冷負(fù)荷中所占的比例非常大,三者分別為63. 88 % ,61. 46 %和52. 44 %。
8、結(jié)論
根據(jù)上述各項指標(biāo)分析,可以得出以下結(jié)論(見表7) 。據(jù)有關(guān)資料記載,該類幕墻節(jié)能效益約38 % ～52 %[1 ] ,經(jīng)Doe - 2. 1 驗算與資料記載相符。幕墻本身導(dǎo)致大量冷負(fù)荷產(chǎn)生,降低冷負(fù)荷難度較大,是今后研究的重點。在夏熱冬冷地區(qū),協(xié)調(diào)冬夏兩季的矛盾是玻璃幕墻節(jié)能的方向之一。
參考文獻
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