玻璃幕墙的热工性能

进入21世纪以来，能源问题日趋严重，玻璃幕墙作为一种建筑外围护结构，其传热耗热量及冷风渗透耗热量所产生的热损失占全部建筑能耗的40%～50%，由此用于加热或冷却所消耗的电力能源也不断增加，这与我国的能源发展战略是相悖的，如果玻璃幕墙采用合理的结构则可大幅降低能量损耗。由传热学原理可知热量的交换由导热、对流和辐射三种方式组合形成，要想解决玻璃幕墙的能耗损失问题，就要对上述三种热交换进行最有效的阻断。

玻璃幕墙的热工性能包括多个方面，主要有：传热系数K、遮阳系数Sc和抗结露系数。传热系数K值是指由于玻璃热传递和室内外温差，所形成的空气到空气的传热量。其传热过程包括对流和导热两种方式。传热系数是玻璃幕墙热工性能的重要方面，我国《建筑幕墙物理性能分级》中的保温性能即由此划分。K值越低，通过玻璃的传热量也越低。玻璃幕墙的遮阳系数是指在相同条件下，太阳辐射能量透过幕墙玻璃的热量与透过3mm透明玻璃的热量之比。Sc值越小，阻挡阳光直接辐射的性能越好。所以较低的K值和较小的Sc值即可有效地降低三种热传递。

K值的计算

1．单一材料层的热阻  _。

其中：R—材料层的热阻(m^2.K/W)。

—材料层的厚度(m)。

—材料的导热系数，按《民用建筑热工设计规

范》取定。

2．幕墙构件的有效传热系数

传热阻  

其中： —围护结构的传热阻(m^2.K/W)。

¾内表面换热阻(m^2.K/W)，按规范取0.11

¾外表面换热阻(m^2.K/W)，按规范取0.04

R¾围护结构热阻(m^2.K/W)

传热系数  

3．平均传热系数

行面积加权平均计算得到：

其中： —建筑幕墙的平均传热系数，

K₁、K₂…K_n¾各个幕墙构件的传热系数

F₁、 F₂ …F_n¾各个幕墙构件的面积。

表1为玻璃结构传热系数的典型值。

值得注意的是，我国的传热系数是以K表示，而美国、欧盟是以U表示，它们的区别在于测试条件的不同。目前我国的一些书籍和玻璃供应商也常常给定U值，在不同标准的测试条件下，测试结果显示中国的K值低于美国的U值而高于欧盟的U值，且美国的U值更接近实际情况。因此在谈及玻璃的传热系数时，必须明确测试条件。不同测试条件下的传热系数没有可比性，也不存在换算关系。