型材是幕墻的主要受力構件。目前,幕墻絕大部分采用鋁型材和彩板型材。本文以鋁型材為例進行熱工分析和計算。
1、鋁型材的熱絕緣系數計算
根據《民用建筑熱工設計規范》(以下簡稱《熱工規范》)規定,鋁型材的熱絕緣系數R為:R=δ/λ式中:R-材料層的熱絕緣系數(m2·K/W);δ-材料層的厚度(m);λ-材料的導熱系數〔取203W/(m·K)〕。設一根矩形實心鋁型材,厚度為100mm,其熱絕緣系數R為:R=0.0005m2·K/W上述計算結果沒有考慮實際工程中所采用的是空心鋁型材。而厚度為100mm厚的矩形空心鋁型材,兩邊的壁厚一般分別為12mm,空心鋁型材實際可導熱的厚度僅為兩邊的壁厚部分(共24mm)。實心鋁型材與空心鋁型材的熱絕緣系數比例為100∶24,空心鋁型材的熱絕緣系數R為:R=0.002m2·K/W
2、鋁型材的傳熱熱絕緣系數計算
根據《熱工規范》,鋁型材的傳熱熱絕緣系數R0為:R0=Ri+R+Re式中:Ri-鋁型材內表面換熱熱絕緣系數(取0.11m2·K/W)(下同);Re-鋁型材外表面換熱熱絕緣系數(取0.04m2·K/W)(下同);R-鋁型材熱絕緣系數(取0.002m2·K/W)。R0=0.11+0.04+0.002=0.152m2·K/W
3、鋁型材的傳熱系數計算
根據《熱工規范》,鋁型材的傳熱系數K0為:
K0=1/R0
式中:R0-鋁型材的傳熱熱絕緣系數,取0.152m2·K/W。
K0=1/0.152=6.58W/(m2·K)
上式得出的計算結果是無斷熱鋁型材的基本傳熱系數,這與《熱工規范》表4.4.1中單層窗戶的傳熱系數6.4W/(m2·K)基本相同。
4、斷熱鋁型材的基本設計要求
斷熱鋁型材亦稱隔熱鋁型材或絕熱鋁型材,由鋁與塑料(或其它隔熱材料)復合而成,其中間塑料隔熱層主要生產工藝有嵌入式、擠壓式和填充式等。A、斷熱鋁型材的傳熱過程十分復雜,傳熱系數很難計算,一般只有通過檢測獲得數據。參照DIN4108《高層建筑的隔熱》(1981.8)(下稱“DIN4108規程”)規定,斷熱鋁型材的基本傳熱系數K0不大于3.5W/(m2·K)。B、斷熱鋁型材的中間塑料層的最小厚度,按DIN4108規程規定,最小應為7mm。C、斷熱鋁型材的中間塑料層的設計,必須滿足型材的整體強度和剛度的要求。