高层办公楼玻璃幕墙采用单层或双层对空调负荷的影响

　　结合深圳某中心大厦工程建设的实际，从使用、节能、投资等角度对在深圳地区建造高层办公楼，当外墙做大面积玻璃幕墙时是采用单层还是双层的更合算的问题，进行了综合分析，文中得出的结论，可供工程设计参考。

　　本文以深圳某中心大厦标准层为例，对高层办公楼采用单层或双层玻璃幕墙对空调负荷的影响进行计算分析。该大厦是某集团公司在深圳市深南东路兴建的一座高层办公楼。地面以上34层，地下四层，总建筑面积78000m2。大厦原设计为全部采用双层彩色反光隐框玻璃幕墙。在实施阶段，考虑到双层玻璃幕墙的造价比单层玻璃幕墙的要高，而单层玻璃幕墙的空调能耗与设备费用又将高于前者。为此，本文从使用、节能、投资等角度，对在深圳地区建造公用建筑，当外墙采用玻璃幕墙时，究竟是做成双层的好还是做成单层的更合算这一问题进行了分析和探讨，得出了有实用意义的结论。鉴于目前国内采用玻璃幕墙的建筑物日渐增多，因此本文提供的数据和所得到的结论具有普遍意义，可供工程设计参考。

　　1 计算分析方法

　　该大厦办公楼标准层平面布置如图1，其玻璃幕墙(窗)及外围护结构设计构造大样见图2。考虑到该大厦拟采用冷负荷INTERPANE玻璃集团生产的镀膜单层热反射玻璃幕墙IA108，因此，在分析计算时，以该玻璃集团生产的镀膜单层热反射玻璃和双层中空玻璃产品的参数为依据，其热工参数值列于表1，其中8mm规格用6mm参数代替。

　　1.1 玻璃幕墙(窗)冷负荷

　　冷负荷计算采用冷负荷系数法。

　　(1)玻璃幕墙(窗)日射得热引起的冷负荷

　　按如下公式计算：CL=FCzDJ，maxCcL

　　式中 F——标准层各朝向玻璃幕墙(窗)的面积，其值列于表2;

　　Cz——综合遮挡系数，Cz=Cs·Cn;

　　Cs——玻璃幕墙的遮光系数，单层为0.24，双层为0.16;

　　Cn——内遮阳系数，取1;

　　DJ，max——日射得热因数的最大值，纬度带25°数值列于表3;

　　CcL——冷负荷系数，深圳属南大区，无内遮阳的按表4取值。

　　标准层采用单层、双层玻璃幕墙(窗)日射得热逐时冷负荷计算表如表5、6。

　　(2)玻璃幕墙(窗)瞬变传热引起的冷负荷

　　按下式计算：

　　CL=FK(te-tn)

　　式中 F——玻璃幕墙(窗)面积，标准层计算得F=326m2;

　　K——传热系数，单层K=4.46W/m2·K，双层K=2.31W/m2·K;

　　te——玻璃幕墙(窗)冷负荷计算温度逐时值(如表7);

　　tn——室内计算温度，一般取tn=25℃

　　标准层采用单层、双层玻璃幕墙(窗)瞬变传热引起的冷负荷计算如表8。

　　标准层采用单层、双层玻璃幕墙(窗)逐时冷负荷汇总表(日射十传热)如表9。

　　1.2 外围护结构(外墙)冷负荷采用单层、双层玻璃幕墙外围护结构的冷负荷计算按下述公式进行：

　　CL=FK(t1-tn)

　　式中 F——各朝向外墙面积(m ²);

　　K——传热系数(W/m ²·K);

　　t1——各朝向逐时外墙冷负荷计算温度(℃);

　　tn——室内计算温度，取tn=25℃。

　　K值的确定：

　　K=1

　　Rn+∑R+Rw

　　查得：Rn=0.115，Rw=0.043，玻璃λ=0.76、δ=0.006时，R≈0.01(m ²·K/W);空气间层热阻δ=12mm时，R≈0.13(m²·K/W);外围护结构选用Ⅱ类型墙20号构造，经计算得R≈0.72(m²·K/W)。将Rn、Rw、∑R代入公式中计算得：

　　K1≈1.1261(W/m²·K)，

　　K2≈0.973(W/m²·K)

　　各朝向外墙逐时冷负荷计算温度及面积如表10。

　　标准层采用外围护结构(外墙)单层或双层

　　玻璃幕墙冷负荷，见表11、12。

　　2 对比分析

　　2.1 空调负荷的对比分析

　　为计算方便，第1~6层裙房用标准层近似代替。

　　(1)采用单层玻璃幕墙时

　　从窗户传入的冷负荷为：

　　23155×34=787270≈224(冷吨)

　　从外墙传入的冷负荷为：

　　3655×34=124270≈35(冷吨)

　　(2)采用双层中空玻璃幕墙时

　　从窗户传入的冷负荷为：

　　13659×34=464406≈132(冷吨)

　　从外墙传入的冷负荷为：

　　3169×34=107746≈30(冷吨)

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