建筑围护结构节能设计详解
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自动调整角度的太阳能光电玻璃百叶
• 可变性能： • 围护结构物理结构本
身的可调性 • 围护结构自身物理性
能的可变化性。
相变地板
3.1.1围护结构自身物理性能的可变 化性
1）通风墙体
3.1.1围护结构自身物理性能的可变化性
2）玻璃
（1）高功能性着色板 玻璃
熔制玻璃时加入 少量玻璃着色剂，可 制得各种有色玻璃。 建筑、车辆等用的着 色板玻璃，不仅具有 良好的着色色调，还 大大提高了着色玻璃 对红外、紫外的吸收。
（5）隔音隔热玻璃
将隔热玻璃夹层中的空气换成氦、氩或六氮化硫等气体并用 不同厚度的玻璃制成，它在很宽的频道范围内有优异的隔音性能 和隔热性能。
（6）光电转换玻璃
将太阳能电池用 于建筑玻璃的一种 技术，它可以将太 阳光转换为电能， 用于使用量大的建 筑幕墙玻璃，可以 实现电能的自给， 同时降低光污染、 改善能源结构。
• 在热带地区的大型公共建筑， 不宜采用高保温性能的玻璃幕墙
（4）调光玻璃
电控调光玻璃的原理:当电控产品 关闭电源时，电控调光玻璃里面的液晶 分子会呈现不规则的散布状态，使光线 无法射入，让电控玻璃呈现不透明的外 观；通电后，里面的液晶分子呈现整齐 排列，光线可以自由穿透，此时电控液 晶玻璃呈现透明状态。调节范围可达 15%～75%。
调光玻璃是利用现有的夹层玻璃制造方 法，将调光膜牢固粘结在两片普通浮法 玻璃之间构成。
•围护结构性能要求矛盾： 得热--遮阳 散热--保温 通风--密闭 保温--得热
•另外：使用状况变化室内环境需 求及对围护结构需求变化
•物理性能固定不变的围护结构很难协调上述诸矛盾，如果其物 理性能能够随着室内外环境的变化而改变，就有可能满足不同 时间、不同使用条件下对围护结构的不同要求，这就是所谓的" 智能围护结构"。
•为了使累计总得热量大，对于qt值大，即立面太阳辐射强度大， 外温并不低的地区，重点提高围护结构的透过特性；
•立面太阳辐射强度小，外温低的地区，重点提高围护结构的保 温性能
透明围护结 构当量传热
系数
•对透明围护结构来说， •其太阳得热系数SHGC＞0， •表明环境特性参数（qt）＞0， •因此一般Keq要小于K。 •Keq＜0，说明透明围护结构为得热构件。
3 建筑围护结构节能设计
第三章 建筑围护结构节能设计
3.1 智能围护结构的定义及特点 3.2 建筑围护结构节能途径及热工计算方法 3.3 墙体节能及相变蓄能 3.4 门窗及玻璃幕墙节能 3.5 屋面及地面节能
3.1 智能围护结构的定义及特点
围护结构功能： 视野、采光、 遮阳与隔热、保 温
3.1 智能围护结构的定义及特点
3.1.2 透明围护结构传热系数
• 双层皮幕墙的当量传热系数 并不总是小于单层幕墙
• 外层幕墙开口不可调节的双 层皮幕墙，其综合保温性能 不一定要好于单层幕墙，
• 具有可调节风口的双层皮幕 墙的保温性能相比较单层幕 墙来说，通常情况下可以提 高0~20%不等，
• 提高的比例不仅随朝向的不 同而异，还与双层皮内层幕 墙的保温性能有关，双层幕 墙的保温性能越高，其整体 保温性能提高的比例就越少。
– 如果幕墙上不能设置通风口，全年能耗将更高 – 高保温性能的双层皮幕墙造价远远高于双玻加内遮阳
的幕墙，占地面积也有所增加
3.1.2 透明围护
结构传热系数
• 对玻璃窗的要求，一方面要阻挡热损失。 一方面多得到太阳热
3.1.2 透明围护结构传热系数
环境参数
围护结 构特性 参数
•当外界参数一定时（qt），K越大，太阳得热系数SHGC越小， 则累计总得热量越小。
双层皮幕墙种类
按通风形式划分： 外循环、内循环、自然通风、机械通风
外循环双层皮
内循环双层皮
宽通道双层皮幕墙
宽通道双层皮幕墙
双层皮幕墙
• 玻璃间距 400mm以上时流动阻力可以忽略 • 对流换热集中在两侧玻璃周围， • 南方地区适宜采用热反射玻璃做外层玻璃，
采用较小的通道，利于增加烟囱相应 • 北方地区适宜采用中空LOW-E玻璃做内层
3） 双层皮玻璃幕墙
• 由金属构件与玻璃板组成的建筑物外围护 结构,称为玻璃幕墙.幕墙早在100多年前已 在建筑上开始应用。
• 采光的需求 －玻璃窗 • 光与热的矛盾－双层窗，中空玻璃窗
第一个双层皮生 态玻璃幕墙-1903 年德国斯大夫工 厂
• 遮阳与美学的矛盾－双层皮玻璃幕墙 • 中空玻璃窗+单层玻璃 • 可调节！
3.1.1围护结构自身物理性能的可变化性
（2）不反光玻璃 不反光玻璃其光线反射率仅在 1%以内，而一般玻璃的光线反射率为
8%，解决了玻璃反光令人目眩头痛之难题，这可望极大地去除建筑物玻璃 幕墙的光污染。 （3）Low-e玻璃
具有较高的透过率，对红外长波段透过率缺很小。
（4）调光玻璃
根据控制手段及原理的异同，调光玻璃可藉由电 控、温控、光控、压控等等各种方式实现玻璃之透明 与不透明状态的切换。居于各种条件限制，目前市面 上实现量产的调光玻璃，几乎都是电控型调光玻璃。
玻璃，采用较大的通道。
高保温性能的双层皮幕墙
• 研究证实：在广州、深圳地区 ，高保温性能的双 层皮幕墙不比双玻加内遮阳的幕墙节能
– 高保温性能的双层皮幕墙可以降低5－10％峰值负荷， 但不能有效降低空调设备装机容量
– 高保温性能的双层皮幕墙导致全年冷冻机开启小时数 增加，全年能耗比双玻加内遮阳的幕墙增加10％
3.1 智能围护结构的定义及特点
• 定义： • 智能围护结构是建筑构件的综合体，这些构件能
够执行各自功能，使建筑外围护构件独立或联合 作出调整，提前应对环境变化，以最小的能源消 耗维持建筑内部的来自百度文库康、舒适环境。
• 智能围护结构的核心是：围护结构能够用对建筑 物内外环境的变化。
3.1 智能围护结构的定义及特点
北京地区不同朝向玻璃窗
3.1.2 透明围护结构传热系数
• • 隔热性能
• 双层皮幕墙遮阳百叶与外 层幕墙的最小距离为
• 150mm
双层皮幕墙
• 在寒冷地区，由于双层皮幕墙的保 温和温室效应，比单层幕墙解释采 暖能耗
• 双层皮幕墙不一定能降低全年空调 能耗
甚至妨碍建筑物向外界散热，增加供 冷需求
• 在只有供冷需求的热带地区，双层 皮幕墙比单层皮幕墙消耗空调能量 多
• 可变性能： • 围护结构物理结构本
身的可调性 • 围护结构自身物理性
能的可变化性。
相变地板
3.1.1围护结构自身物理性能的可变 化性
1）通风墙体
3.1.1围护结构自身物理性能的可变化性
2）玻璃
（1）高功能性着色板 玻璃
熔制玻璃时加入 少量玻璃着色剂，可 制得各种有色玻璃。 建筑、车辆等用的着 色板玻璃，不仅具有 良好的着色色调，还 大大提高了着色玻璃 对红外、紫外的吸收。
（5）隔音隔热玻璃
将隔热玻璃夹层中的空气换成氦、氩或六氮化硫等气体并用 不同厚度的玻璃制成，它在很宽的频道范围内有优异的隔音性能 和隔热性能。
（6）光电转换玻璃
将太阳能电池用 于建筑玻璃的一种 技术，它可以将太 阳光转换为电能， 用于使用量大的建 筑幕墙玻璃，可以 实现电能的自给， 同时降低光污染、 改善能源结构。
• 在热带地区的大型公共建筑， 不宜采用高保温性能的玻璃幕墙
（4）调光玻璃
电控调光玻璃的原理:当电控产品 关闭电源时，电控调光玻璃里面的液晶 分子会呈现不规则的散布状态，使光线 无法射入，让电控玻璃呈现不透明的外 观；通电后，里面的液晶分子呈现整齐 排列，光线可以自由穿透，此时电控液 晶玻璃呈现透明状态。调节范围可达 15%～75%。
调光玻璃是利用现有的夹层玻璃制造方 法，将调光膜牢固粘结在两片普通浮法 玻璃之间构成。
•围护结构性能要求矛盾： 得热--遮阳 散热--保温 通风--密闭 保温--得热
•另外：使用状况变化室内环境需 求及对围护结构需求变化
•物理性能固定不变的围护结构很难协调上述诸矛盾，如果其物 理性能能够随着室内外环境的变化而改变，就有可能满足不同 时间、不同使用条件下对围护结构的不同要求，这就是所谓的" 智能围护结构"。
•为了使累计总得热量大，对于qt值大，即立面太阳辐射强度大， 外温并不低的地区，重点提高围护结构的透过特性；
•立面太阳辐射强度小，外温低的地区，重点提高围护结构的保 温性能
透明围护结 构当量传热
系数
•对透明围护结构来说， •其太阳得热系数SHGC＞0， •表明环境特性参数（qt）＞0， •因此一般Keq要小于K。 •Keq＜0，说明透明围护结构为得热构件。
3 建筑围护结构节能设计
第三章 建筑围护结构节能设计
3.1 智能围护结构的定义及特点 3.2 建筑围护结构节能途径及热工计算方法 3.3 墙体节能及相变蓄能 3.4 门窗及玻璃幕墙节能 3.5 屋面及地面节能
3.1 智能围护结构的定义及特点
围护结构功能： 视野、采光、 遮阳与隔热、保 温
3.1 智能围护结构的定义及特点
3.1.2 透明围护结构传热系数
• 双层皮幕墙的当量传热系数 并不总是小于单层幕墙
• 外层幕墙开口不可调节的双 层皮幕墙，其综合保温性能 不一定要好于单层幕墙，
• 具有可调节风口的双层皮幕 墙的保温性能相比较单层幕 墙来说，通常情况下可以提 高0~20%不等，
• 提高的比例不仅随朝向的不 同而异，还与双层皮内层幕 墙的保温性能有关，双层幕 墙的保温性能越高，其整体 保温性能提高的比例就越少。
– 如果幕墙上不能设置通风口，全年能耗将更高 – 高保温性能的双层皮幕墙造价远远高于双玻加内遮阳
的幕墙，占地面积也有所增加
3.1.2 透明围护
结构传热系数
• 对玻璃窗的要求，一方面要阻挡热损失。 一方面多得到太阳热
3.1.2 透明围护结构传热系数
环境参数
围护结 构特性 参数
•当外界参数一定时（qt），K越大，太阳得热系数SHGC越小， 则累计总得热量越小。
双层皮幕墙种类
按通风形式划分： 外循环、内循环、自然通风、机械通风
外循环双层皮
内循环双层皮
宽通道双层皮幕墙
宽通道双层皮幕墙
双层皮幕墙
• 玻璃间距 400mm以上时流动阻力可以忽略 • 对流换热集中在两侧玻璃周围， • 南方地区适宜采用热反射玻璃做外层玻璃，
采用较小的通道，利于增加烟囱相应 • 北方地区适宜采用中空LOW-E玻璃做内层
3） 双层皮玻璃幕墙
• 由金属构件与玻璃板组成的建筑物外围护 结构,称为玻璃幕墙.幕墙早在100多年前已 在建筑上开始应用。
• 采光的需求 －玻璃窗 • 光与热的矛盾－双层窗，中空玻璃窗
第一个双层皮生 态玻璃幕墙-1903 年德国斯大夫工 厂
• 遮阳与美学的矛盾－双层皮玻璃幕墙 • 中空玻璃窗+单层玻璃 • 可调节！
3.1.1围护结构自身物理性能的可变化性
（2）不反光玻璃 不反光玻璃其光线反射率仅在 1%以内，而一般玻璃的光线反射率为
8%，解决了玻璃反光令人目眩头痛之难题，这可望极大地去除建筑物玻璃 幕墙的光污染。 （3）Low-e玻璃
具有较高的透过率，对红外长波段透过率缺很小。
（4）调光玻璃
根据控制手段及原理的异同，调光玻璃可藉由电 控、温控、光控、压控等等各种方式实现玻璃之透明 与不透明状态的切换。居于各种条件限制，目前市面 上实现量产的调光玻璃，几乎都是电控型调光玻璃。
玻璃，采用较大的通道。
高保温性能的双层皮幕墙
• 研究证实：在广州、深圳地区 ，高保温性能的双 层皮幕墙不比双玻加内遮阳的幕墙节能
– 高保温性能的双层皮幕墙可以降低5－10％峰值负荷， 但不能有效降低空调设备装机容量
– 高保温性能的双层皮幕墙导致全年冷冻机开启小时数 增加，全年能耗比双玻加内遮阳的幕墙增加10％
3.1 智能围护结构的定义及特点
• 定义： • 智能围护结构是建筑构件的综合体，这些构件能
够执行各自功能，使建筑外围护构件独立或联合 作出调整，提前应对环境变化，以最小的能源消 耗维持建筑内部的来自百度文库康、舒适环境。
• 智能围护结构的核心是：围护结构能够用对建筑 物内外环境的变化。
3.1 智能围护结构的定义及特点
北京地区不同朝向玻璃窗
3.1.2 透明围护结构传热系数
• • 隔热性能
• 双层皮幕墙遮阳百叶与外 层幕墙的最小距离为
• 150mm
双层皮幕墙
• 在寒冷地区，由于双层皮幕墙的保 温和温室效应，比单层幕墙解释采 暖能耗
• 双层皮幕墙不一定能降低全年空调 能耗
甚至妨碍建筑物向外界散热，增加供 冷需求
• 在只有供冷需求的热带地区，双层 皮幕墙比单层皮幕墙消耗空调能量 多