武汉地区双层玻璃幕墙应用的适应性研究.docx

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1、武汉地区双层玻璃幕墙应用的适应性研究武汉商学院周丽摘要近几十年来，能源及环境问题已经造成世界性的灾难，直接威胁着人类的生存。通过对武汉地区气 候、建筑能耗调查及分析得出，武汉地区气候条件恶劣，室内舒适性差，建筑围护结构的保温隔热性能差， 致使冬夏季节空调制冷制热能耗高。若采用双层玻璃幕墙，可以极大地降低武汉地区的建筑能耗，还提高 武汉地区的建筑室内热环境的舒适度，将给武汉地区带来巨大的经济效益和社会效益。关键词武汉地区 双层玻璃幕墙 适应性O前言近几十年来，能源及环境问题已经造成世界性的灾难，直接威胁着人类的生存。节约能源，保护环境 已成为人类的共识。据数据统计，建筑能耗占到社会总能耗的50%

2、以上，其中门窗的能耗占到建筑能耗的 40%以上。如果能降低门窗的能耗将减少整个社会的总能耗，对社会经济的发展是具有重要意义的。随着人 们生活水平的不断提高，人们对建筑室内环境的舒适性要求日益提高。在此背景下，人们提出了双层玻璃 幕墙结构，这种结构改善了窗户的保温隔热性能，减少窗户的能耗，是改善室内热环境质量和提高建筑节 能水平的重要环节。1武汉地区气候分析1.1 气候区域划分按照建筑热工设计以及民用建筑热工设计规范(GB50176-93)的规定，根据建筑保温和散热设计两 方面进行了气候分区。将我国分为了五个区，分别是：严寒气候区、寒冷气候区、夏热冬冷气候区、夏热 冬暖气候区和温和气候区。“夏热

3、冬冷”地区是指我国中部的长江流域及其周围广大地区，也就是长江中下游地区。该地区包括重 庆、上海两个直辖市；湖北、湖南、安徽、浙江、江西五省全部；四川、贵州两省东半部；江苏、河南两 省南半部；福建省北半部；陕西、甘肃两省南端；广东、广西两省区北端，共涉及16个省、市、自治区， 这个地区的城乡人口约占全国总人口的三分之一，面积约180万平方公里，国内生产总值约占48%,可 见这是我国经济文化较发达的地区，其地位极其重要口。1.2 武汉地区气候的特征武汉市处于夏热冬冷地区，被称为中国的三大火炉之一。该地区气候条件恶劣，夏季极热，冬季极冷。 该地区夏天太阳辐射相当强烈，白天气温高于35。C的酷热天数达

4、15-30天之多，集中在七月中旬至八月 中旬。在冬季，西伯利亚寒潮频繁南侵，经华北平原长驱直入，而在该地区南部又遭到到南岭和东南丘陵 的阻挡，使得冷空气滞留不散(四川、重庆冬天较为暖和则是由于北部有秦岭的阻挡所致，这属于特例)。在该地区城市中日平均气温低于5的天数，武汉地区为59天，寒冷时间长达2-2.5个月，集中在12 月至第二年的1月。武汉地区是中国城内湖泊最为丰富的成熟，水网密集，大量的水蒸汽致使空气的相对 湿度经常保持在80%左右，高温高湿环境使得汗液难以排出和挥发，加强了夏季的炎热感。该地区冬季相 对湿度同样很高，达到73%-83%,由于潮湿水汽从人体中吸收热量，加之该季节日照相对较

5、少，加强了 冬季的冷感。2武汉地区建筑能耗调查及分析随着改革开放，人们的经济和生活水平平迅速提高，对生活质量要求也越来越高。由于武汉地区地理 和气候上的特点，造成家庭供暖及空调的能耗方面与南方及北方等城市有着较显著的区别：夏季制冷空调 使用频率率很高，时间长、强度大，而在冬季由于没有集中供暖，人们往往直接用电热器或者空调制热取 暖，不仅耗能巨大，建筑室内的舒适性较差。而且通过专家调研，武汉地区建筑围护结构的保温隔热性能 差，人均能耗远超北方地区。近几年，由于空调的频繁使用，造成电力供应不足，冬季夏季缺电问题严重, 政府部门也出台了相应措施降低电能消耗，但缺电现象仍然存在。1.1 冬季采暖能耗分

6、析武汉地处长江中下游地区，这一地区冬季持续时间长，11月至3月，出现零度左右的温度比较短暂，日 均温很少低于零度，与北方地区相比，北方冬季干燥寒冷。而武汉比较潮湿。当前，武汉居民冬季采暖主 要是在室内配置一些局部采暖设备，如取暖器、空调、电热毯等。少数的单位住宅小区以及新建的高档住 宅小区设置了集中锅炉房进行集中供热，部分收入较好的家庭安装了分户式采暖锅炉。通过调研，大多数 人认为武汉地区室内外的温度相差不大，因此这一地区的居民室内外着衣量基本不变，大多数人在家仍旧 穿着羊毛衫加棉袄甚至于羽绒服。在没有集中供暖的南方城市，空调制热方式比较普遍，它提高了室温， 家庭的采暖支出相对较低，但是室内的

7、热舒适水平却不令人满意。大部分人反映室内的热舒适度较差，感 觉干燥头晕。1.2 夏季制冷能耗分析武汉地区的夏天从每年的五月中旬开始直到10月结束，最热月平均室内气温可以达到30C以上，空气 湿度大于70%,夏季居民家庭空调使用时间每天平均为8-9h,开启的时段集中在18： 0004： 00,也就是 晚上睡觉的时间，夏季的午后是全天中最热的时间，午后会出现一个空调使用的峰值。一般只要家里有人 就会开启空调，家里人只要感觉热就会打开空调，一般空调温度设定值在23 28C之间。长时间的使用 空调，不仅能耗大，而且长时间待在空调房间容易得空调病。据建筑能耗统计，武汉地区通过窗户造成的能量损失达到30%

8、以上。武汉地区住宅普遍采用的使用5mm单层玻璃的铝合金窗或木窗，一般采用内遮阳方式，这种窗户传热系数高（5mm白玻的传热系数为5.8w m2 k）,密封性能差，使得其整体保温性能大大降低。夏季，在无遮阳措施的情况下，大量太阳热辐射及 天空辐射经窗户进入室内；冬季，冷空气渗透严重，室内暖气经由窗户大量外溢，窗户是围护结构中保温 隔热最薄弱的部件。近年来，随着高档建筑住宅小区的建设，人们越来越亲睐商品住宅，此类住宅为了吸 引用户，和传统的建筑相比，极大的增大了窗墙比，一般采用塑钢或涂层铝合金框、双层或中空玻璃窗， 这种窗户降低了住宅的冬季能耗，但大玻璃导致夏季室内热环境更差，居民纷纷自发地采用简易

9、遮阳措施, 对城市风貌影响较大。3双层玻璃幕墙的特点及功能在建筑的围护结构中，门窗既是实现建筑声 光热环境等物理性能的重要功能性部件，又具有建筑外立 面和室内环境两重装饰效果就我国目前典型的围护结构而言，门窗的能耗约占建筑围护结构总能耗的因此, 推广应用节能门窗。双层幕墙双层幕墙（也叫双通道幕墙或呼吸式幕墙）是一种节能环保型幕墙，由内外两层玻璃幕墙组 成，与传统幕墙相比，双层幕墙的内外两层幕墙之间形成一个相对封闭的空气通道，在内外的玻璃幕墙上 装有可以空气通道内进出通风的装置,通过控制通风装置,使得它在节能方面比传统的幕墙节能达3050% , 采暖季节可以节约室内热能，制冷季节可以节约室内冷量

10、，具有冬季保温和夏季隔热的双重功能，有效 地减少空调的使用，达到节能效果2。冬季，将进出通风装置关闭，使得双层玻璃幕墙中间形成一个封闭的空气保温层蓄热，同时由于阳光 的照射，热通道内空气温度升高增热，防止室内热量的散失，产生“温室效应”，减少室内采暖的运行费 用；夏季，将进出通风装置都开启，形成一个通道与外界大气相互流动的空气间层，在阳光照射形成的温 差作用下，室外空气可以从下部进风口进入，升温后从上部出风口离开热通道，产生“烟囱效应”，带走 热通道内的大量热量，防止室外热量进入室内，极大的减少室内空调制冷的负荷。在春秋过度季节，将进 出通风装置及内层玻璃幕墙都开启，最大程度地引进室外新风，可

11、以极大节省空调通风换气的能耗3。如 图1所示。热通遒林3外星玻修上-、/、： /)-IOl /内层玻璃=2 H热通道H L2 外 乂玻璃r.JII /二二一二“a - Z夏季降温 (b)summer冬季增热 (a)winter图1双层玻璃幕墙热通道节能示意图4结论通过对武汉地区气候、建筑能耗调查及分析得出，武汉地区冬夏季节持续时间长，气候条件恶劣，室内 舒适性差，建筑围护结构的保温隔热性能差，致使冬夏季节空调制冷制热能耗高。若采用双层玻璃幕墙， 利用双层玻璃幕墙具有的冬季保温和夏季隔热的双重功能，可以有效地减少空调的使用，达到节能效果， 可以极大地降低武汉地区的建筑能耗，还提高武汉地区的建筑室内热环境的舒适度，将给武汉地区带来巨 大的经济效益和社会效益。参考文献：1李保峰.夏热冬冷地区适应气候变化的建筑表皮实验研究D.北京：清华大学博士论文,20042叶隽，李运江.武汉市住宅建筑能耗调查与分析J.四川建筑科学研究,2012, (2)2772803陈海等.太阳辐射作用下双层玻璃幕墙热通道的节能计算与实验研究J.中山大学学报(自然科学版)，2006. (6)3539周丽,女，1982. 10,讲师,联系电话:，电子邮箱:，武汉汉阳区东风大道816号武汉商学院