高層辦公樓玻璃幕墻采用單層或雙層對空調(diào)負(fù)荷的影響(一)

結(jié)合深圳某中心大廈工程建設(shè)的實(shí)際，從使用、節(jié)能、投資等角度對在深圳地區(qū)建造高層辦公樓，當(dāng)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(jìn)行了綜合分析，文中得出的結(jié)論，可供工程設(shè)計(jì)參考。

   本文以深圳某中心大廈標(biāo)準(zhǔn)層為例，對高層辦公樓采用單層或雙層玻璃幕墻對空調(diào)負(fù)荷的影響進(jìn)行計(jì)算分析。該大廈是某集團(tuán)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(shè)計(jì)為全部采用雙層彩色反光隱框玻璃幕墻。在實(shí)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(diào)能耗與設(shè)備費(fèi)用又將高于前者。為此，本文從使用、節(jié)能、投資等角度，對在深圳地區(qū)建造公用建筑，當(dāng)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(jìn)行了分析和探討，得出了有實(shí)用意義的結(jié)論。鑒于目前國內(nèi)采用玻璃幕墻的建筑物日漸增多，因此本文提供的數(shù)據(jù)和所得到的結(jié)論具有普遍意義，可供工程設(shè)計(jì)參考。

1 計(jì)算分析方法

該大廈辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層平面布置如圖1，其玻璃幕墻(窗)及外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造大樣見圖2。考慮到該大廈擬采用冷負(fù)荷INTERPANE玻璃集團(tuán)生產(chǎn)的鍍膜單層熱反射玻璃幕墻IA108，因此，在分析計(jì)算時，以該玻璃集團(tuán)生產(chǎn)的鍍膜單層熱反射玻璃和雙層中空玻璃產(chǎn)品的參數(shù)為依據(jù)，其熱工參數(shù)值列于表1，其中8mm規(guī)格用6mm參數(shù)代替。

圖1 某中心大廈標(biāo)準(zhǔn)層平面

圖2 玻璃幕墻構(gòu)造大樣圖

1.1 玻璃幕墻(窗)冷負(fù)荷

冷負(fù)荷計(jì)算采用冷負(fù)荷系數(shù)法。

(1)玻璃幕墻(窗)日射得熱引起的冷負(fù)荷

按如下公式計(jì)算：

CL=FCzDJ，maxCcL

式中 F——標(biāo)準(zhǔn)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(shù)，Cz=Cs·Cn；

Cs——玻璃幕墻的遮光系數(shù)，單層為

0.24，雙層為0.16；

Cn——內(nèi)遮陽系數(shù)，取1；

 DJ，max——日射得熱因數(shù)的最大值，緯度帶

25°數(shù)值列于表3；

CcL——冷負(fù)荷系數(shù)，深圳屬南大區(qū)，無內(nèi)遮陽的按表4取值。

標(biāo)準(zhǔn)層采用單層、雙層玻璃幕墻(窗)日射得熱逐時冷負(fù)荷計(jì)算表如表5、6。

(2)玻璃幕墻(窗)瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷

按下式計(jì)算：

CL=FK(te-tn)

式中 F——玻璃幕墻(窗)面積，標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算得F=326m2；

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

te——玻璃幕墻(窗)冷負(fù)荷計(jì)算溫度逐時值(如表7)；

tn——室內(nèi)計(jì)算溫度，一般取tn=25℃

標(biāo)準(zhǔn)層采用單層、雙層玻璃幕墻(窗)瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷計(jì)算如表8。

標(biāo)準(zhǔn)層采用單層、雙層玻璃幕墻(窗)逐時冷負(fù)荷匯總表(日射十傳熱)如表9。

1.2 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)(外墻)冷負(fù)荷采用單層、雙層玻璃幕墻外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷計(jì)算按下述公式進(jìn)行：

   CL=FK(t1-tn)

式中 F——各朝向外墻面積(m2)；

K——傳熱系數(shù)(W/m2·K)；

t1——各朝向逐時外墻冷負(fù)荷計(jì)算溫度

(℃)；

tn——室內(nèi)計(jì)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(m2·K/W)；空氣間層熱阻δ=12mm時，R≈0.13