高層辦公樓玻璃幕墻采用單層或雙層對空調負荷的影響

　　結合深圳某中心大廈工程建設的實際，從使用、節能、投資等角度對在深圳地區建造高層辦公樓，當外墻做大面積玻璃幕墻時是采用單層還是雙層的更合算的問題，進行了綜合分析，文中得出的結論，可供工程設計參考。

　　本文以深圳某中心大廈標準層為例，對高層辦公樓采用單層或雙層玻璃幕墻對空調負荷的影響進行計算分析。該大廈是某集團公司在深圳市深南東路興建的一座高層辦公樓。地面以上34層，地下四層，總建筑面積78000m2。大廈原設計為全部采用雙層彩色反光隱框玻璃幕墻。在實施階段，考慮到雙層玻璃幕墻的造價比單層玻璃幕墻的要高，而單層玻璃幕墻的空調能耗與設備費用又將高于前者。為此，本文從使用、節能、投資等角度，對在深圳地區建造公用建筑，當外墻采用玻璃幕墻時，究竟是做成雙層的好還是做成單層的更合算這一問題進行了分析和探討，得出了有實用意義的結論。鑒于目前國內采用玻璃幕墻的建筑物日漸增多，因此本文提供的數據和所得到的結論具有普遍意義，可供工程設計參考。

　　1 計算分析方法

　　該大廈辦公樓標準層平面布置如圖1，其玻璃幕墻(窗)及外圍護結構設計構造大樣見圖2�？紤]到該大廈擬采用冷負荷INTERPANE玻璃集團生產的鍍膜單層熱反射玻璃幕墻IA108，因此，在分析計算時，以該玻璃集團生產的鍍膜單層熱反射玻璃和雙層中空玻璃產品的參數為依據，其熱工參數值列于表1，其中8mm規格用6mm參數代替。

　　1.1 玻璃幕墻(窗)冷負荷

　　冷負荷計算采用冷負荷系數法。

　　(1)玻璃幕墻(窗)日射得熱引起的冷負荷

　　按如下公式計算：CL=FCzDJ，maxCcL

　　式中 F——標準層各朝向玻璃幕墻(窗)的面積，其值列于表2;

　　Cz——綜合遮擋系數，Cz=Cs·Cn;

　　Cs——玻璃幕墻的遮光系數，單層為0.24，雙層為0.16;

　　Cn——內遮陽系數，取1;

　　DJ，max——日射得熱因數的最大值，緯度帶25°數值列于表3;

　　CcL——冷負荷系數，深圳屬南大區，無內遮陽的按表4取值。

　　標準層采用單層、雙層玻璃幕墻(窗)日射得熱逐時冷負荷計算表如表5、6。

　　(2)玻璃幕墻(窗)瞬變傳熱引起的冷負荷

　　按下式計算：

　　CL=FK(te-tn)

　　式中 F——玻璃幕墻(窗)面積，標準層計算得F=326m2;

　　K——傳熱系數，單層K=4.46W/m2·K，雙層K=2.31W/m2·K;

　　te——玻璃幕墻(窗)冷負荷計算溫度逐時值(如表7);

　　tn——室內計算溫度，一般取tn=25℃

　　標準層采用單層、雙層玻璃幕墻(窗)瞬變傳熱引起的冷負荷計算如表8。

　　標準層采用單層、雙層玻璃幕墻(窗)逐時冷負荷匯總表(日射十傳熱)如表9。

　　1.2 外圍護結構(外墻)冷負荷采用單層、雙層玻璃幕墻外圍護結構的冷負荷計算按下述公式進行：

　　CL=FK(t1-tn)

　　式中 F——各朝向外墻面積(m ²);

　　K——傳熱系數(W/m ²·K);

　　t1——各朝向逐時外墻冷負荷計算溫度(℃);

　　tn——室內計算溫度，取tn=25℃。

　　K值的確定：

　　K=1

　　Rn+∑R+Rw

　　查得：Rn=0.115，Rw=0.043，玻璃λ=0.76、δ=0.006時，R≈0.01(m ²·K/W);空氣間層熱阻δ=12mm時，R≈0.13(m²·K/W);外圍護結構選用Ⅱ類型墻20號構造，經計算得R≈0.72(m²·K/W)。將Rn、Rw、∑R代入公式中計算得：

　　K1≈1.1261(W/m²·K)，

　　K2≈0.973(W/m²·K)

　　各朝向外墻逐時冷負荷計算溫度及面積如表10。

　　標準層采用外圍護結構(外墻)單層或雙層

　　玻璃幕墻冷負荷，見表11、12。

　　2 對比分析

　　2.1 空調負荷的對比分析

　　為計算方便，第1~6層裙房用標準層近似代替。

　　(1)采用單層玻璃幕墻時

　　從窗戶傳入的冷負荷為：

　　23155×34=787270≈224(冷噸)

　　從外墻傳入的冷負荷為：

　　3655×34=124270≈35(冷噸)

　　(2)采用雙層中空玻璃幕墻時

　　從窗戶傳入的冷負荷為：

　　13659×34=464406≈132(冷噸)

　　從外墻傳入的冷負荷為：

　　3169×34=107746≈30(冷噸)

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