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U玻外围护的节能设计原则
与幕墙建筑一样, U玻外围护也应按我国不同地区、季节来进行设计，不要一味地追求低K值, 因为节能是要付出成本的，应本着适宜就好这个原则。
U玻外围护与传统的建筑围护结构相比有如下优点：线条挺直，墙面清新又朦胧，具有较好的艺朮效果；墙体自重轻，毎平米约50kg, 仅为砖墙的1/12∽1/10，混凝土予制板墙的1/7，从而降低主体结构和工程造价；材料单一，施工方便，工期短，维护维修较方便，能较好的适应旧建筑外墙的更新要求，此外墙体厚度可控制在5∽12cm，増加了建筑的使用面积。
U玻外围护是透光不透视，有效地补充了室内光线，白昼可无需或减少人工照明，达到节能的目的。
U玻外围护是双层组合使用, 两层之间的空气层约有34∽52mm, 而空气的导热系数约为0.023w/m·k, 所以不同规格U玻组合后的K值约在2.7∽2.35 w/m·k, 如果贴LOW-E膜后再组合约在1.9∽1.8 w/m·k, 我们还可以在空气间层中放置PC蜂窝材料,K值进一步降至1.45∽1.3 w/m·k, 如德国在双层U玻空腔填充纳米二氧化硅气凝胶后K值约在0.5w/m·k，所以说U型玻璃是节能环保新型墙体材料。

U玻外围护基本都采用明框式结构双层安装, 安全性高, 且玻璃表面有微细花纹,不会产生所谓的“光汚染”, 特别是双层的空腔內可以做足隔热或保温的文章。
U玻墙的传热过程大致有3种途径：①幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热：外表面与周围空气间的对流换热，外表面与外界环境间的辐射换热，外表面与空间的各种长波(如电磁波、红外线等产生的长波)辐射换热；②U玻墙两层玻璃中间约有34∽52mm（其热阻值相当于0.18m2·k/w）的空气层, 进行缓慢的热交换也存在一定的热阻；③U玻墙内表面与室内空气和室内环境间的换热：内表面与室内空气间的对流换热，内表面与室内环境间的辐射换热；④U玻墙和金属框格的传热：通过单层玻璃的热流传热，通过金属框格传热，通过玻璃的镀膜层减少辐射换热。⑤U玻墙的传热系数由建筑物的外形和所处地区的气候条件、型材的传热系数和玻璃的传热系数等综合确定。
1.铝型材的热绝缘系数计算
　　根据《民用建筑热工设计规范》(以下简称《热工规范》)规定，铝型材的热绝缘系数Ｒ为：Ｒ＝δ／λ式中：Ｒ-材料层的热绝缘系数(ｍ2·Ｋ／Ｗ)；δ-材料层的厚度(ｍ)；λ-材料的导热系数〔取203Ｗ／(ｍ·Ｋ)〕。设一根矩形实心铝型材，厚度为100ｍｍ，其热绝缘系数Ｒ为：Ｒ＝0.0005ｍ2·Ｋ／Ｗ上述计算结果没有考虑实际工程中所采用的是空心铝型材。而厚度为100ｍｍ厚的矩形空心铝型材，两边的壁厚一般分别为12ｍｍ，空心铝型材实际可导热的厚度仅为两边的壁厚部分(共24ｍｍ)。实心铝型材与空心铝型材的热绝缘系数比例为100∶24，空心铝型材的热绝缘系数Ｒ为：Ｒ＝0。002ｍ2·Ｋ／Ｗ
2.铝型材的传热热绝缘系数计算
　　根据《热工规范》，铝型材的传热热绝缘系数Ｒ0为：Ｒ0＝Ｒｉ+Ｒ+Ｒｅ式中：Ｒｉ-铝型材内表面换热热绝缘系数(取0.11ｍ2·Ｋ／Ｗ)(下同)；Ｒｅ-铝型材外表面换热热绝缘系数(取0.04ｍ2·Ｋ／Ｗ)(下同)；Ｒ-铝型材热绝缘系数(取0.002ｍ2·Ｋ／Ｗ)。Ｒ0＝0．11+0.04+0.002＝0.152ｍ2·Ｋ／Ｗ
3.铝型材的传热系数计算
　　根据《热工规范》，铝型材的传热系数Ｋ0为：
　　Ｋ0＝1／Ｒ0
　　式中：Ｒ0-铝型材的传热热绝缘系数，取0.152ｍ2·Ｋ／Ｗ。
　　Ｋ0＝1／0.152＝6.58Ｗ／(ｍ2·Ｋ)
　　上式得出的计算结果是无断热铝型材的基本传热系数，这与《热工规范》表4.4.1中单层窗户的传热系数6.4Ｗ／(ｍ2·Ｋ)基本相同。
4.断热铝型材的基本设计要求
　　断热铝型材亦称隔热铝型材或绝热铝型材，由铝与塑料(或其它隔热材料)复合而成，其中间塑料隔热层主要生产工艺有嵌入式、挤压式和填充式等。
　　(1) 断热铝型材的传热过程十分复杂，传热系数很难计算，一般只有通过检测获得数据。参照ＤＩＮ4108《高层建筑的隔热》(1981.8)(下称“ＤＩＮ4108规程”)规定，断热铝型材的基本传热系数Ｋ0不大于3.5Ｗ／(ｍ2·Ｋ)。
　　(2) 断热铝型材的中间塑料层的最小厚度，按ＤＩＮ4108规程规定，最小应为7ｍｍ。
　　(3) 断热铝型材的中间塑料层的设计，必须满足型材的整体强度和刚度的要求。
5.U玻墙玻璃传热系数的比较
　　严寒地区和寒冷地区的冬季，由于单层U玻墙的传热系数较大，导致室温降低，并且很容易在幕墙的内表面形成蒸气水珠和产生结冰现象。为了有效地改善上述地区U玻墙的传热系数，采用断热铝中空玻璃幕墙(下称“断热幕墙”)是重要的措施之一。
ＤＩＮ4108规程规定，断热幕墙的传热系数Ｋ0不大于3.5Ｗ／(ｍ2·Ｋ)。玻璃的传热系数依据《热工规范》计算。
6.单层玻璃(8ｍｍ)的传热系数计算
　　(1) 单层U玻的热绝缘系数：Ｒ＝0.011ｍ2·Ｋ／Ｗ
　　(2) 单层U玻的传热热绝缘系数：Ｒ0＝Ｒｉ+Ｒ+Ｒｅ＝0.11+0.011+.0.043＝0.164ｍ2·Ｋ／Ｗ
　　(3) 单层玻璃的传热系数Ｋ0为：Ｋ0＝1／Ｒ0＝6.09Ｗ／(ｍ2·Ｋ)
7.U型玻璃(260X41X6)的传热系数计算
　　(1) 双层U玻玻璃的热绝缘系数Ｒ为：Ｒ＝Ｒ1+Ｒａ+Ｒ2＝0.174ｍ2·Ｋ／Ｗ式中：Ｒ1-外层玻璃热绝缘系数(取0.011ｍ2·Ｋ／Ｗ)；Ｒ2-内层玻璃热绝缘系数(取0.011ｍ2·Ｋ／Ｗ)；Ｒａ-冬季一般空气层热绝缘系数(取0.152ｍ2·Ｋ／Ｗ)；
　　(2) 双层U玻玻璃的传热热绝缘系数Ｒ0为：Ｒ0＝Ｒｉ+Ｒ+Ｒｅ＝0．11+0.174+0．086＝0.37ｍ2·Ｋ／Ｗ
(3)双层U玻的传热系数Ｋ0为：Ｋ0＝1／Ｒ0＝2.7Ｗ／(ｍ2·Ｋ)
8.单层玻璃与中空玻璃传热系数的比较
　　9.U玻墙建筑节能的经济评价
　　在我国，人们十分重视建筑成本的控制，而容易忽略通过适当地增加建筑成本而产生的建筑节能效果所带来的经济效益和社会效益。下面，我们通过计算和分析，对U玻墙的建筑节能效果作出综合评价。
　　(1) 设位于天津市区的一幢商业建筑，U玻墙面积为2000ｍ2，建筑的层高均小于4ｍ，天津市每年的采暖天数为129ｄ，考虑每天实际采暖10ｈ。分别按使用单玻幕墙和断热幕墙这2种方案计算其耗热量。根据《采暖通风与空气调节设计规范》(ＧＢＪ19-87)(以下简称《暖通规范》)的规定，U玻墙的基本耗热量为：Ｑ＝αＦＫ(ｔn-ｔwn)式中：Ｑ-U玻墙的基本耗热量(Ｗ)；α-U玻墙的温差修正系数，取1．0；Ｆ-U玻墙面积，为2000ｍ2；Ｋ-幕墙的传热系数，单层U玻墙取6．09Ｗ／(ｍ2·Ｋ)，断热双层U玻墙取2．3Ｗ／(ｍ2·Ｋ)；ｔn-冬季室内计算温度，取19℃；ｔwn-采暖室外计算温度，取-9℃。为简便计算，上式中设定：①U玻墙的结构为明框类型；②采暖室外计算温度取采暖室外计算(干球)温度值；③未考虑通过U玻墙的开窗、孔洞或屋顶、地面侵入室内的冷空气的耗热量；④未考虑建筑的朝向；⑥Ｑ仅为理论计算值。单层U玻墙的基本耗热量Ｑ1＝340ｋＷ；断热双层U玻墙的基本耗热量Ｑ2＝178ｋＷ。
　　(2) 单层U玻墙比断热双层U玻墙每年采暖多消耗的热量(热能)转换为电能Ｅ：Ｅ＝(340-178)×129×10＝208980ｋＷ·ｈ
　　(3) 断热幕墙与单玻幕墙建筑节能效果的经济比较
　设单玻U玻墙的单位造价为1300元／ｍ2，断热双层U玻墙的单位造价为1800元／ｍ2，则初始投资增加100万元。天津市的电价(假定10年内不变)为0．70元／(ｋＷ·ｈ)，功率因素为0．9，单层U玻墙比断热幕墙每年采暖多支出的电费14.6万元设人民币的年利率为5%(假定10年内不变)，单玻幕墙与断热幕墙建筑节能的经济效益比较见表1。由表1比较得知，断热幕墙到第7年即可收回全部所增加的建筑成本，到第10年，断热幕墙建筑节能所产生的经济效益要比单层U玻墙多46万元。这说明，断热双层U玻墙的建筑节能所产生的经济效益是十分明显的。

云南家华新型墙体玻璃公司
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