鋁合金隔熱技術在幕墻中的應用

周秀紅(泰諾風北京，北京100004)

據不完全統計,目前我國公共建筑能耗約為居住建筑能耗的5-15倍，我國的建筑總能耗占到社會總能耗的28.7%，而門窗的能源損失又占到建筑能耗的40%。所以門窗是引起能源損失的主要途徑，要降低建筑的總能耗,實現整體建筑節能,必須首先從薄弱的門窗入手,從各個方面提高門窗幕墻的保溫隔熱性能。鋁合金隔熱型材作為輕質建材的最優異選擇,已經成為了建筑設計師進行建筑節能設計的必然選擇，從小到一塊單元板塊，大到整棟建筑的應用，不論從外觀效果還是節能指標的控制,都完美體現了設計師的設計理念。本文從型材和玻璃兩方面進行闡述鋁合金隔熱技術在幕墻中的應用。

1 鋁合金隔熱型材的應用

在沒有強烈掀起節能呼聲的時候，門窗和幕墻所采用的基本上還是普鋁型材或者其他型材。而近幾年尤其在門窗上，隔熱斷橋鋁合金型材被普遍廣泛應用，隨著對隔熱性能要求的不斷提高，現在幕墻設計也開始采用了隔熱斷橋設計。以北京地區為例，2006年頒布的《居住建筑節能設計標準》DBJ11-602-2006[1]中要求外窗透明部分平均傳熱系數K≤2.8W/m2.K[1]，現在執行的《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ26-2010[2]，其中規定外窗透明部分平均傳熱系數K≤2.5W/m2.K[2]，而新的標準又在進行重新編制。所以從對傳熱系數限值的變化上可以看出，國家對節能要求越來越高。因此節能設計勢在必行。談到節能，首先要從熱傳遞開始著手。熱傳遞包括3個方面：傳導，對流和輻射（如下圖1所示）。熱傳導：熱量從系統的一部分傳到另一部分或由一個系統傳到另一系統的現象叫做熱傳導。對流：液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通過循環流動使溫度趨于均勻的過程。熱輻射：物體因自身的溫度而具有向外發射能量的本領，這種熱傳遞的方式叫做熱輻射。

按著《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》JGJ/T151-2008[3]中規定，幕墻單元板塊的熱工計算包括5個部分，計算公式如下：

式中Ucw—單幅幕墻的傳熱系數W/m2·K；

Ag—是玻璃或透明面板的面積m2；

lg—是玻璃或透明面板邊緣長度m；

Ug—是玻璃板的熱傳導系數W/m2·K；

Ψg—玻璃或透明面板邊緣的線傳熱系數（W/m·K）；

Ap—非透明面板的面積m2；

lp—非透明面板邊緣長度(m);

Up—非透明面板傳熱系數（W/m2·K）；

Ψp—非透明面板邊緣的線傳熱系數（W/m·K）；

Af—框面積（m2）；

Uf—框的熱傳導系數（W/m2·K）。

式中第3項為型材對整個板塊的影響，下面以一個幕墻節點為例，通過對比計算可以得出使用隔熱斷橋設計對型材的節能改善效果情況。采用非隔熱設計的幕墻節點（如圖2所示），用Therm軟件進行熱工模擬計算的框材結果為：Uf=9.596W/m2.K。

采用泰諾風I14.8隔熱條進行設計的隔熱幕墻節點（如圖3所示），用Therm軟件進行熱工模擬計算的框材結果為：Uf= 4.898W/m2.K。

從上面的模擬結果可以看出，兩者在相同環境條件下結果相差：9.596-4.898=4.698 W/m2.K。由此可見，使用隔熱斷橋設計大幅度的降低了框材的傳熱系數，對框材的隔熱效果起到了明顯的改善。

2 暖邊間隔條對隔熱節能的作用

按著《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》JGJ/T151-2008[3]中規定，上式4.3.1中第4項為間隔條對傳熱性能的影響，因此間隔條的傳熱性能也將直接影響到整個板塊的傳熱系數。所以在做隔熱節能設計時，這部分也是在必要的考慮范圍內。下面還以幕墻節點為例，對使用泰諾風暖邊間隔條和冷邊鋁間隔條兩種情況的設計使用Therm軟件進行模擬，將結果進行對比如下：

使用冷邊間隔條設計的幕墻節點（如圖4所示），用Therm軟件進行熱工模擬計算的框材結果為：Uf= 4.898W/m2.K。

使用泰諾風TGI暖邊12mm間隔條設計的幕墻節點（如圖5所示），用Therm軟件進行熱工模擬計算的框材結果為：Uf= 4.482W/m2.K。

綜上兩種情況的對比，使用TGI暖邊間隔條要比使用冷邊鋁間隔條對框材的U值影響減少了4.898-4.482 =0.416W/m2.K，對邊界的傳熱系數減少了2.132-1.904=0.227 W/m2.K。由此可見，使用暖邊間隔條的設計對框材的熱工性能也起到了很好的改善。因此在幕墻的設計中暖邊間隔條的使用也是隔熱節能設計必不可缺的選擇。

以上我們對隔熱條和間隔條兩種不同形式的設計分別進行了對比分析，模擬計算的結果形成了鮮明的對比，采用了這些隔熱設計后，對框材的傳熱系數有了明顯的降低，從而對熱工性能有了很大的改善。正是對這種隔熱節能設計的采納，降低了熱量的流失，減少了能量的損失，對建筑節能做出了巨大貢獻。在此建議幕墻設計師們，在今后的幕墻設計中采用這種隔熱型材加暖邊間隔條的設計，來降低建筑幕墻的能耗問題，為建筑節能做出應有的貢獻。

[1]《居住建筑節能設計標準》DBJ11-602-2006 曹越萬水娥等，圖書館目錄［M］。北京：北京市建筑設計標準化辦公室，2006.22-26.

[2]《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ26-2010林海燕，郎四維等，圖書館目錄［M］。北京：中國建筑工業出版社，2010.6-10.

[3]《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》JGJ/T151-2008楊仕超 林海燕等，圖書館目錄［M］。北京：中國建筑工業出版社，2009.15-17.