我们不能将热通道当作具有热阻功能的空气层,而是有空气热压和烟囱效应的通道,太阳辐射使热通道空气升温,对不同高度通道,不同进(出)风口的热通道,要使热通道内空气从排风口排出,必须要使热通道内空气温度高于室外温度,一般最小临界温度要大于4度才能产生烟囱效应,也就是说幕墙保温性能(幕墙玻璃两侧有在空气温度差的条件下,幕墙玻璃阻抗从高温一侧向低温一侧传热的能力)计算温度,单层玻璃幕墙外侧是室外空气温度,但是热通道幕墙影响室内温度的是内层玻璃,而内层玻璃外侧的温度比室外温度高4~20度,所以在计算热工性能时要用热通道内计算温度计算内片玻璃向室内的传热。同理在评估空气渗透性能时,也要用热通道与室内压力差和热通道内空气温度来进行计算。
不同地区(不同纬度)、不同朝向、不同时段的太阳辐射是不同的,上海市(北纬31度10分、大气透明度5级),不同朝向、不同时段透过标准窗玻璃的太阳辐射照度(W/m2)见表2。
从表1所列每日室外太阳辐射热随天气(晴天、少云、多云、阴天、下雨及夜晚) 变化的参数,可以看出天气对太阳辐射热的影响,以晴天为100%、少云时为<100~30%、多云时为<30~10%、阴天时为<10%、下雨及夜晚为0 ,不同城市、不同年份不一样,一般采用10年纪录进行数理统计后采用。太阳高度角,决定了太阳对幕墙的入射角,入射角不同,幕墙杆件,热通道内搁栅等对太阳辐射热的遮
挡不一样,上海市(东经121度26分、北纬31度10分、海拔4.5米)太阳高度角见表3。
上海烟草科技中心按上述条件,太阳高度角夏季取夏至日,冬季取冬至日,夏季为7--9月共92天,冬季为12月到次年2月共90天,对此期间每个太阳时的晴天、少云、多云、阴天、下雨的日数统计,用THERM软件进行24小时遂时计算,汇总结果为:
冬季室内计算温度220C、室外遂时计算温度 -40C~40C时节能4.6% ,夏季室内计算温度240C、室外遂时计算温度280C~ 340C时节能11% 。这个结果与某些国外幕墙企业产品资料中,按太阳辐射热每天24小时都定值为604W/m2 计算结果:采暖时节能35~45%、制冷时节能30~35%,大相径庭。
浙江省某市电力大楼采用7000m2双层幕墙,每m2造价比单层幕墙高1200元,总计增加造价840万元,按电价0.42元/度计,可购电2000万度,该建筑全部空调年用电(按每天20小时、每年200天计)为100万度,增加的造价可供空调用电二十年。840万元按年利率5%计,年利息42万元,相当于一年的电费。
从以上分析中可以看出,双层玻璃幕墙对不同地区产生的效应是不同的。赵西安教授指出对双层玻璃幕墙要进行全面的经济技术分析来评估其节能效果(包括投入产出比、贷款利息)。我们要全面分析双层玻璃幕墙热工性能,对夏热地区,当采用外循环双层玻璃幕墙时,要使热通道内的空气流动上升,热通道内温度最少要比室外温度高4度,在进行热工平衡时,要计算通过热通道幕墙进入室内的太阳辐射,而内层玻璃外表面的温度比单层玻璃外表面温度(室外温度)高4~20度,对此二因素和漏气(热通道内空气比室外空气温度高4~20度)传热等进行综合平衡来评估节能效果。而对冬冷地区,则要考虑双层玻璃幕墙通过热通道进入室内的太阳辐射热比单层玻璃幕墙少,而内层玻璃外表面温度高于室外温度进行综合平衡来评估节能效果。对各气候分区(严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区)分别进行评估选用。
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