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摘要:隐框玻璃幕墙是指幕墙的铝合金骨架隐藏于玻璃之后,通过硅酮结构胶与玻璃可靠连接,外观是玻璃和平直贯穿的胶缝的玻璃幕墙体系,因其独特的整体效果,受到建筑师的青睐,在当前被广泛运用于多、高层建筑物中。结露是指物体表面温度低于附近空气露点温度时表面出现冷凝水的现象,结露现象的产生将对玻璃幕墙正常使用功能和保温功能均会造成严重影响,因此需在玻璃幕墙设计过程中从节点形式、外界环境、温度环境、材料材质等多方面综合考虑以进行防止结露的设计计算。
关键字:隐框玻璃幕墙;结露现象;设计;计算
结露作为一种较普遍的自然现象,在空调、汽车玻璃、摄像机、空气压缩机以及眼镜等物体上都会出现结露现象。玻璃幕墙作为建筑物的外围护结构或装饰结构,其结露问题不仅影响到正常视线,而且对其保温性能也造成影响,长期以来对使用者与维护者都带来了一定困扰。随着近年来《公共建筑节能设计标准》的实施与应用,隐框玻璃幕墙的节能性能得到了不断提高,有效避免了结露现象的产生,然而由于引发结露的因素的多方面的,例如玻璃幕墙在收口位置的处理不当、高湿环境或空气湿度过大等情况,仍有可能产生结露。如何做好对玻璃幕墙结露问题的定量计算分析,并尽可能的从设计角度避免结露现象的产生,将是所有设计工作者所必须面对的问题。本文结合实际工作经验,从结露现象的概念和产生原因出发,并就隐框玻璃幕墙体系进行了防止结露的设计计算。
一、玻璃幕墙结露现象概述
因空气中含有一定量的水蒸气,对水蒸气含量的多少可通过水蒸气压Es表达。而空气中所含水蒸气的最大量和空气温度有著直接联系,其中高温空气比低温空气能够含有更多的水蒸气。在空气湿度与大气压保持不变的基础上,没有饱和的空气由于冷却而达到饱和状态的温度,即称为露点温度。当玻璃幕墙结构因表面温度而低于周围空气的露点温度时,则会在其表面出现冷凝水现象,即结露现象。
玻璃幕墙结露现象主要包括了两种情况,一种情况是在水蒸气压差作用下,外界空气当通过玻璃幕墙时被阻挡在低温部位而产生结露现象;另一种情况是室内的湿润空气因碰到低于露点温度的玻璃幕墙时,在其表面附着并产生结露现象。
对于我国南方地区,因气候炎热潮湿,当室外空气向高温高潮湿方向发展,玻璃幕墙表面温度却没有及时升高或者室内温度较低而玻璃幕墙外表面温度低于室外空气温度时,都容易使空气达到饱和而产生结露。而我国的北方地区,因气候寒冷干燥,如果玻璃幕墙的内表面温度降低,而室内的湿润空气接触到低于露点温度的玻璃幕墙表面时,会导致周围空气中的水蒸气饱和,从而出现冷凝水现象,产生结露。因此对隐框玻璃幕墙体系中的防止结露的设计计算,应根据实际环境条件设定适宜的边界条件进行。
二、隐框玻璃幕墙结露计算实例
1、工程实例
3、饱和水蒸气压的计算
6、隐框玻璃幕墙内表面温度计算
主要计算条件为:室内计算温度Tin为20.0℃,室外计算温度Tout为-10.0℃,室内相对湿度f为50%,隐框玻璃幕墙的传热系数K=2.6W/m2K, a、b为固定参数,取>0℃时的值,即分别为7.5和237.3,隐框玻璃幕墙内表面换热系数hbi和外表面换热系数hbe分别为8.0 W/m2K和23.0 W/m2K,隐框玻璃幕墙的防结露性能指标,即室内表面温度为Tpj,单位为℃。
三、分析总结
从上述的计算中可以明显看出,当计算环境条件不发生变化时,隐框玻璃幕墙体系的传热系数K降低时,可相应提高玻璃幕墙的保温性能,也在客观条件上降低了幕墙结露现象出现的可能性。并且应当注意到当隐框玻璃幕墙的薄弱部位上如果K值较高也会出现局部的结露现象,为此在对隐框玻璃幕墙的设计过程中应当着重考虑到玻璃幕墙薄弱部位中K值的大小,以避免这些位置出现结露现象。
当计算环境条件发生改变时,例如室内空气湿度较高或高热高湿环境下,即使面对相同的隐框玻璃幕墙体系,也可能会发生结露现象。为此在对隐框玻璃幕墙体系进行防结露设计时,除了对幕墙保温性能进行认真考虑以外,还应综合考虑到环境因素的变化。作为玻璃幕墙建筑的使用者,应多进行开窗透气,以尽量降低室内空气中水蒸气的含量,避免可能产生的结露现象。
总结:
本文结合工程实例,从玻璃幕墙体系结露现象的概念和产生的原因出发,对具体环境下隐框玻璃幕墙体系防结露的设计与计算进行了分析、探讨和总结。综合而言,在环境不发生改变的情况下,降低隐框玻璃幕墙体系的传热系数K是解决结露问题的关键,具体设计中可通过采用镀膜玻璃设计、增加玻璃幕墙空气层厚度以及采用热反射玻璃等等。同时在防结露设计中还应综合考虑到环境因素变化、玻璃幕墙型材的传热系数、整体密封性能等等,以实现对可能造成结露影响因素的全面控制,并最终解决隐框玻璃幕墙体系的结露问题。
参考文献:
[1] 张珑,于凤军,等.玻璃幕墙结露分析及改造设计[J]. 中国建筑金属结构,2009(12).
[2] GB50189-1993《民用建筑热工设计规范》
[3] GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》
[4] JGJ/T151-2008《建筑门窗幕墙热工计算规程》
[5] JGJ113-2003《建筑玻璃应用技术规程》
[6] JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》
关键字:隐框玻璃幕墙;结露现象;设计;计算
结露作为一种较普遍的自然现象,在空调、汽车玻璃、摄像机、空气压缩机以及眼镜等物体上都会出现结露现象。玻璃幕墙作为建筑物的外围护结构或装饰结构,其结露问题不仅影响到正常视线,而且对其保温性能也造成影响,长期以来对使用者与维护者都带来了一定困扰。随着近年来《公共建筑节能设计标准》的实施与应用,隐框玻璃幕墙的节能性能得到了不断提高,有效避免了结露现象的产生,然而由于引发结露的因素的多方面的,例如玻璃幕墙在收口位置的处理不当、高湿环境或空气湿度过大等情况,仍有可能产生结露。如何做好对玻璃幕墙结露问题的定量计算分析,并尽可能的从设计角度避免结露现象的产生,将是所有设计工作者所必须面对的问题。本文结合实际工作经验,从结露现象的概念和产生原因出发,并就隐框玻璃幕墙体系进行了防止结露的设计计算。
一、玻璃幕墙结露现象概述
因空气中含有一定量的水蒸气,对水蒸气含量的多少可通过水蒸气压Es表达。而空气中所含水蒸气的最大量和空气温度有著直接联系,其中高温空气比低温空气能够含有更多的水蒸气。在空气湿度与大气压保持不变的基础上,没有饱和的空气由于冷却而达到饱和状态的温度,即称为露点温度。当玻璃幕墙结构因表面温度而低于周围空气的露点温度时,则会在其表面出现冷凝水现象,即结露现象。
玻璃幕墙结露现象主要包括了两种情况,一种情况是在水蒸气压差作用下,外界空气当通过玻璃幕墙时被阻挡在低温部位而产生结露现象;另一种情况是室内的湿润空气因碰到低于露点温度的玻璃幕墙时,在其表面附着并产生结露现象。
对于我国南方地区,因气候炎热潮湿,当室外空气向高温高潮湿方向发展,玻璃幕墙表面温度却没有及时升高或者室内温度较低而玻璃幕墙外表面温度低于室外空气温度时,都容易使空气达到饱和而产生结露。而我国的北方地区,因气候寒冷干燥,如果玻璃幕墙的内表面温度降低,而室内的湿润空气接触到低于露点温度的玻璃幕墙表面时,会导致周围空气中的水蒸气饱和,从而出现冷凝水现象,产生结露。因此对隐框玻璃幕墙体系中的防止结露的设计计算,应根据实际环境条件设定适宜的边界条件进行。
二、隐框玻璃幕墙结露计算实例
1、工程实例
3、饱和水蒸气压的计算
6、隐框玻璃幕墙内表面温度计算
主要计算条件为:室内计算温度Tin为20.0℃,室外计算温度Tout为-10.0℃,室内相对湿度f为50%,隐框玻璃幕墙的传热系数K=2.6W/m2K, a、b为固定参数,取>0℃时的值,即分别为7.5和237.3,隐框玻璃幕墙内表面换热系数hbi和外表面换热系数hbe分别为8.0 W/m2K和23.0 W/m2K,隐框玻璃幕墙的防结露性能指标,即室内表面温度为Tpj,单位为℃。
三、分析总结
从上述的计算中可以明显看出,当计算环境条件不发生变化时,隐框玻璃幕墙体系的传热系数K降低时,可相应提高玻璃幕墙的保温性能,也在客观条件上降低了幕墙结露现象出现的可能性。并且应当注意到当隐框玻璃幕墙的薄弱部位上如果K值较高也会出现局部的结露现象,为此在对隐框玻璃幕墙的设计过程中应当着重考虑到玻璃幕墙薄弱部位中K值的大小,以避免这些位置出现结露现象。
当计算环境条件发生改变时,例如室内空气湿度较高或高热高湿环境下,即使面对相同的隐框玻璃幕墙体系,也可能会发生结露现象。为此在对隐框玻璃幕墙体系进行防结露设计时,除了对幕墙保温性能进行认真考虑以外,还应综合考虑到环境因素的变化。作为玻璃幕墙建筑的使用者,应多进行开窗透气,以尽量降低室内空气中水蒸气的含量,避免可能产生的结露现象。
总结:
本文结合工程实例,从玻璃幕墙体系结露现象的概念和产生的原因出发,对具体环境下隐框玻璃幕墙体系防结露的设计与计算进行了分析、探讨和总结。综合而言,在环境不发生改变的情况下,降低隐框玻璃幕墙体系的传热系数K是解决结露问题的关键,具体设计中可通过采用镀膜玻璃设计、增加玻璃幕墙空气层厚度以及采用热反射玻璃等等。同时在防结露设计中还应综合考虑到环境因素变化、玻璃幕墙型材的传热系数、整体密封性能等等,以实现对可能造成结露影响因素的全面控制,并最终解决隐框玻璃幕墙体系的结露问题。
参考文献:
[1] 张珑,于凤军,等.玻璃幕墙结露分析及改造设计[J]. 中国建筑金属结构,2009(12).
[2] GB50189-1993《民用建筑热工设计规范》
[3] GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》
[4] JGJ/T151-2008《建筑门窗幕墙热工计算规程》
[5] JGJ113-2003《建筑玻璃应用技术规程》
[6] JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》