约占我们呼吸的空气的1%
发布时间:2017-11-05 15:36

  这种需要权衡的现状肯定常常发生在你的工作中,如何用专业的幕墙技术去实现专业的外墙顾问的身份,这不仅是个技术问题,还是个职业问题。你是迎合了甲方,一味地节约成本,与甲方一同逼着建筑师平庸化,还是站在专业的角度,与建筑师沟通,推荐各种类型幕墙和材料、工艺和可行性方案研究,去帮他实现建筑效果?

  这个问题值得我们不断地在工作中去思考。今天暂不讨论外墙顾问的价值,且分享一个与外墙有关的中空玻璃设计选用问题。

  青岛融创龙岛展示中心位于滨海大道西侧,为龙瑞岛大地块住宅所做的配套展示中心。弗思特为本项目提供全过程的顾问咨询服务。

  建筑设计拟将此展示中心打造成自然的、健康的、具有品质感的、让人联想到海的当代建筑。二层幕墙挑空10m,每块玻璃宽2500mm,建筑设计要求尽量通透、分格大。

  同时因三层顶为水面,蓄水与不蓄水时屋顶结构荷载变化较大,因此幕墙的结构类型不能采用常规幕墙使用的吊挂结构,而只能采用下端支撑结构。下端支撑结构就需要考虑结构稳定性,需复核结构的长细比;因为设计师要求通透,立柱断面无法做的很大,因此在方案之初,共考虑了数个系统方案,在对比了全玻璃系统、钢方管系统、T型钢梁系统及锥型钢管幕墙系统后,最终选用锥型钢管幕墙。

  本项目的幕墙系统主要有锥型钢管玻璃幕墙系统、铝合金玻璃幕墙系统、开缝铝板吊顶系统。

  根据玻璃不同的使用位置、结构计算及加工工艺要求,分别采用了不同规格的玻璃。首层竖明横隐玻璃幕墙的玻璃配置选用了10mm(双银Low-E)+12Ar+10mm中空超白钢化玻璃和6mm(双银Low-E)+12Ar+6mm中空超白钢化玻璃;二层近10米高大跨度玻璃幕墙主要玻璃配置选用15mm(双银Low-E)+16Ar+15mm中空超白钢化玻璃。

  玻璃幕墙中最大玻璃板块为2.5mx5.6m,板块较大,玻璃厚度最初设计时采用15+12Ar+15,验算都能通过。但是关于玻璃选用,除了满足结构计算要求外,需要综合考虑的是,因板块较大,总重约1075kg,如采用12mm空气层,因12mm空气层采用铝隔条,在做玻璃合片时,如采用铝隔条则完全有可能因上片玻璃较重而压塌铝隔条导致合片失败,同时也有可能玻璃因自身重量产生挠度而导致中空玻璃在平放时两片玻璃吸片。因此综合考虑采用16mm中空层,最终玻璃确定为15mm(双银Low-E)+16Ar+15mm中空超白钢化玻璃。

  中空玻璃是由两片或多片玻璃,以有效支撑均匀隔开,在周边用粘结材料密封使玻璃层间形成有干燥气体空间,而组成的玻璃组件。

  如果中空玻璃的两片玻璃吸在一起,互相接触,便会产生热传递,从而导致玻璃的隔热效果降低,便失去了中空玻璃的意义。

  影响中空玻璃保温效果的三个因素热辐射、热对流和热传导中,热辐射是最大的。中空玻璃的K值与气体层厚度、气体成份、玻璃内表面辐射率有关。因此,提高中空玻璃的节能效果,可采用低辐射玻璃、暖边间隔条和充惰性气体。

  低辐射膜改变玻璃的反热特性(辐射率),因此Low-E膜是改善玻璃节能有效的手段!

  遮阳系数越大,透过玻璃窗进入室内的太阳能辐射越多,从而降低冬季的取暖费用。这种玻璃适合在冬季漫长的北方地区使用;

  遮阳系数越小,对太阳直接辐射的阻挡性能越好,可减少进入室内的太阳直接辐射能。这种玻璃适合在夏季漫长的南方地区使用。

  中空玻璃有4个表面,从室外向室内数分别为1#、2#、3#、4# 表面。Low-E膜面对节能性的差别影响:

  从上表可见,Low-E位于2#与3#面,保温性能一样,在隔热性能上,2#面的Sc低于3#面10%以上,因此,无论是北方还是南方地区,建议都选择2#面镀膜。(注:位于2#面与3#面的玻璃颜色也不一样。)

  中空层间隔条常规尺寸有:6mm、9mm、12mm、16mm、18mm;也有部分20mm、24mm尺寸的。中空间隔层厚度对K值有影响,气体间隔层增厚,K值降低; 每增加3mm,约K值降低0.2(W/㎡k),但是需注意的是,大于20mm以后,空气层内产生热对流,其节能效果略有下降,K值反而随之升高。

  最常用于中空玻璃的惰性气体有氩气、氪气和氙气。氩气、氪气和氙气的传导性较空气低,K值降低。氩气最丰富,约占我们呼吸的空气的1%,因此最经济,最常用的惰性气体为氩气,充氩气后K值降低约0.15(W/㎡k)。

  中空玻璃对氩气的保有能力取决于中空玻璃密封系统的质量。如果密封失败,氩气就会跑掉,许多试验显示中空窗的年泄漏率小于1%。

  以6+12A+6mm普通白玻中空玻璃为例,不同密封措施对中空玻璃K值的影响(w/㎡k):

  无论采用何种间隔条材料,其中空玻璃的中部K值都是一样的,但是在玻璃边缘和边缘密封处的K值差别还是较大的,大多数间隔使用铝隔条,虽然加工简单,但其导热系数大,导致中空玻璃的边部热阻降低。

  在室外气温特别寒冷时,室内的玻璃边部会产生结霜现象。采用暖边的隔条可以改善玻璃边缘的热传递效果,进而不同程度地减少或消除边缘处的冷凝现象。同时可以将白玻中空的中央K值降低5%以上,Low-E中空的中央K值降低9%以上。

  无论K值、U值,本质上没有区别,都是玻璃的传热系数,但在数值上是有区别的。常见的传热系数体系有三种,不同体系规定的测试条件不同,三个标准之间的边界条件和光学标准有所不同,导致结果也必然不同。

  以南玻6CEB21+12A+6C中空玻璃为例,同一种结构的玻璃的不同体系的传热系数的差异:

  由表中数据可知,对同一种玻璃而言,欧洲的k值<中国的K值<美国的U值。因此比较某一玻璃的K值或U值时,必须指明所给的何种体系下的传热系数,否则其数值是没有可比性的。由于不同测试条件下的结果是非线性的,因此不同传热系数之间不存在换算关系。

  因此在玻璃的选型上需要注意不要搞混,市场上各种技术资料中的传热系数,无论用U 值还是K值表示,都已注明是何种标准条件下的值。