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田徑場上的跑法其實(shí)挺天真的，
如同我們在倦怠周期里的路數(shù)，
關(guān)鍵不在于一直能跑多快，
而在于疲倦時能跑多快。
——泰叔
閉幕式已結(jié)束，奧運(yùn)圣火也漸漸熄滅，但是追求“更高、更快、更強(qiáng)”的奧運(yùn)精神并未落幕。從開幕式上的低碳理念到場館建設(shè)的環(huán)保材料，從交通規(guī)劃的綠色出行到賽事期間的零浪費(fèi)目標(biāo)，每一處細(xì)節(jié)彰顯著現(xiàn)代城市對環(huán)境的尊重與保護(hù)。巴黎奧運(yùn)會以其獨(dú)特的方式展現(xiàn)了競技體育的魅力，還為未來全球大型活動的可持續(xù)發(fā)展提供了全新的視角與實(shí)踐路徑。
路過摩天大樓云集的城市CBD，我們被現(xiàn)代通透的建筑幕墻所震撼。不同色澤的玻璃，在不同立面分格的控制下，賦予每一棟建筑獨(dú)特的個性與魅力，仿佛是都市肌理上最精致的紋飾。
之前泰叔曾經(jīng)在“幕墻 I開啟扇對幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的影響”討論了不同的幕墻開啟設(shè)計(jì)對幕墻節(jié)能的影響。那么，當(dāng)聚焦于幕墻立面分格的多樣性，即便采用相同的節(jié)能構(gòu)造，幕墻整體傳熱系數(shù)是否有變化呢?接下來我們就對這個問題進(jìn)行分析，進(jìn)一步理解建筑美學(xué)與能源效率之間的巧妙平衡。
01、板塊的劃分
要計(jì)算幕墻整體的傳熱系數(shù)Ucw值，在型材節(jié)能構(gòu)造和玻璃配置確定的情況下，幕墻標(biāo)準(zhǔn)板塊的劃分也尤為關(guān)鍵。
基礎(chǔ)板塊
我們先在一個樓層洞口范圍內(nèi)按一塊玻璃寬度來進(jìn)行基礎(chǔ)板塊的劃分，其中板塊寬度為1620mm,板塊高度為3800mm。按此原則，我們從常見幕墻分格中提取如圖1所示的三種不同的幕墻板塊。
板塊0由一整塊大玻璃組成，板塊1由上下兩塊玻璃組成，板塊2由三塊玻璃組成，其中中間部分為開啟扇。我們將這三個板塊叫作基礎(chǔ)板塊。
▲圖1 幕墻的三種基礎(chǔ)板塊
標(biāo)準(zhǔn)板塊
接下來可以通過基礎(chǔ)板塊的不同組合，形成幕墻實(shí)際的分格形式。
如表1所示，通過基礎(chǔ)板塊0、基礎(chǔ)板塊1和基礎(chǔ)板塊2形成9種常見的立面分格形式。一般來說，立面分格形式是通過1個基礎(chǔ)板塊或多個基礎(chǔ)板塊的組合(見表1中立面分格形式中的陰影部分)的重復(fù)排布而成，因此我們可以用陰影部分板塊的熱工性能代表玻璃幕墻整體的熱工性能，陰影部分的板塊即為標(biāo)準(zhǔn)板塊。
▲表1 不同幕墻分格的標(biāo)準(zhǔn)板塊
下文中表3-6中的“板塊編號”是以基礎(chǔ)板塊編號組合而成，其中各個基準(zhǔn)板塊自身也是一種組合形式。
02、分析對象
我們采用同泰叔之前發(fā)布的 “幕墻 I開啟扇對幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的影響”中的幕墻系統(tǒng)，幕墻形式為橫隱豎明的框架式幕墻，幕墻的各個節(jié)點(diǎn)的位置圖示如圖2。
▲圖2 幕墻節(jié)點(diǎn)位置
幕墻節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如表2所示，其中幕墻立柱采用24mm穿條式隔熱鋁型材（詞條“鋁型材”由行業(yè)大百科提供），上下橫梁為隱框形式，開啟扇采用鋁護(hù)邊。幕墻的玻璃配置為6mm三銀low-e+1.52PVB+6mm+12Ar+10mm，玻璃傳熱系數(shù)Ug值為1.37 W/m2.k, 使用鋁間隔條（詞條“隔條”由行業(yè)大百科提供）。在中國標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 151-2008規(guī)定的邊界條件下，各個型材節(jié)點(diǎn)Uf值的計(jì)算結(jié)果如表2所示。
▲表2 幕墻節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及Uf值
03、幕墻整體Ucw值
參照J(rèn)GJ/T 151-2008《建筑門窗幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》中幕墻整體的計(jì)算方法，根據(jù)前面列出的分析對象中型材系統(tǒng)的Uf值和玻璃Ug值，結(jié)合間隔條對玻璃邊部的熱工影響，分別計(jì)算以上9種不同標(biāo)準(zhǔn)版塊的整體Ucw值，得到如圖3所示的結(jié)果。
▲圖3 不同標(biāo)準(zhǔn)板塊的幕墻整體Ucw值
從圖3可以看出，在相同的幕墻型材構(gòu)造及玻璃配置下，不同標(biāo)準(zhǔn)板塊的整體Ucw值差異很大。
板塊0的Ucw值為1.8 W/m2.k，在所有板塊中最小;
標(biāo)準(zhǔn)板塊2為2.51W/m2.k，在所有板塊中最大;
兩者相差0.71 W/m2.k。
標(biāo)準(zhǔn)板塊1的Ucw值介于板塊0和板塊2之間;
其他組合標(biāo)準(zhǔn)板塊的Ucw值也介于板塊0和板塊2之間。
寬度方向一個分格的標(biāo)準(zhǔn)板塊
寬度方向一個分格的標(biāo)準(zhǔn)板塊中，板塊0、1、2的Ucw值成遞增趨勢，板塊1和板塊2比板塊0分別增加12.8%和39.4%。
從下表可看出，引起Ucw值變化的原因有兩個，一是型材投影面積占比增加，板塊1和板塊2中分別增加中橫梁和開啟扇型材;二是增加的型材為非斷熱設(shè)計(jì)。
▲表3
帶開啟扇的板塊
在含有開啟扇的標(biāo)準(zhǔn)板塊中，隨著固定分格占比的增加，幕墻整體Ucw值成遞減趨勢，其中板塊0-2、0-0-2、0-0-0-2比板塊2分別降低13.8%、18.3%和20.7%。
從下表可以看出，Ucw值減小的原因是：隨著固定分格部分的增加，開啟扇型材的投影占比逐步減少，開啟扇型材對標(biāo)準(zhǔn)板塊的熱工影響也逐步較低，Ucw值也就逐步減少。
▲表4
寬度方向相同分格數(shù)的板塊
從下表分析可以看出，在寬度方向有相同分格數(shù)的板塊中，幕墻整體Ucw值也有差異。
固定分格部分為基礎(chǔ)板塊1的標(biāo)準(zhǔn)板塊Ucw值比基礎(chǔ)板塊0的要大。
主要原因時基礎(chǔ)板塊1含有中橫梁，使的型材投影面積增加，從而Ucw值也增加;
隨著寬度方向分格數(shù)的增加，Ucw增加值也隨之增加，2個、3個、4個分格數(shù)的Ucw值變化率分別為6.48%，7.80%和9.0%。
▲表5
不同分格寬度對Ucw值的影響
前面分析都是針對單個分格寬度為1620mm的情況下，如果將分格寬度進(jìn)行調(diào)整，幕墻Ucw值將如何變化呢?
在其他條件不變的情況下，我們將分格寬度分別增加到2200mm和減小到1200mm，幕墻Ucw值的計(jì)算如果如圖4所示。從圖中可以看出，寬度增加到2200mm時的幕墻Ucw值相比1620mm時要小，而減小到1200mm時則會變大。
▲圖4 不同分格寬度的Ucw值
如下表所示，我們對上面數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，可以看出，分格寬度2200mm時的Ucw值比1620mm時減少約4%左右，分格寬度1200mm時的Ucw值比1620mm時增加約5.5%左右。
▲表6
04、總結(jié)
從以上分析可知，在相同的幕墻型材系統(tǒng)構(gòu)造和玻璃配置中，不同的幕墻分格形式對幕墻Ucw值影響很大。具體影響因素如下：
玻璃分格越大對幕墻熱工越有利，增加橫梁和開啟扇會增加幕墻Ucw值;
橫梁和開啟扇型材在板塊中的面積占比增加，幕墻Ucw值也隨之增加;
分格形式一樣的情況下，隨著幕墻分格寬度的增加，幕墻Ucw值則會變小。
綜上所述，幕墻立面分格的設(shè)計(jì)對于節(jié)能至關(guān)重要。在選擇幕墻系統(tǒng)構(gòu)造時，應(yīng)充分考慮分格的形式，通過合理的分格調(diào)整，可以在保證美觀的同時，有效控制建筑的能耗。
