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毕 业 论 文 引 言 21世纪，世界建筑科学技术突飞猛进，房屋建筑快速发展，各发达国家建筑围护结构的保温隔热和气密性能大有提高，采暖、空调和照明的设备与技术日益进步，人们越来越能够在更为优裕和舒适的室内环境中生活与工作，人类建筑文明取得了前所未有的成就。此同时，人们也不得不面对着资源枯竭、环境恶化、生态破坏、气候变暖等一系列严峻问题。据统计，在我国这个发展中国家，建筑能耗占社会总能耗的25%，随着经济的发展和人民生活质量提高，这个比例还会不断增长。强调节能、低污染、低耗能的绿色建筑顺应时代的要求而生，我国也了一系列法规和政策来对建筑节能和合理使用资源做出明确的规定。现代都市防火、防震、施工安全要求，玻璃幕墙具有轻量化、不燃化、耐震、施工迅速等优点，今后将成为高楼建筑的设计主流，已成为不可阻挡的趋势。玻璃幕墙可以减少传统混凝土外墙大量的钢筋、混凝土使用量，对于减少高耗能建材使用所达到的节约能源、资源有很大的帮助。而且玻璃幕墙较易于回收利用，。建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位，是传统墙体失热损失5～6倍，幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右，极其。第1章 绪 论 1.1 社会能源与环境现状 能源是人类社会得以生存和发展的基础，但在经济高度发达的今天，能源危机的阴影一直笼罩着我们。同时，自从上世纪五、六十年代以来，臭氧层破坏、温室效应、酸雨等一系列全球性环境问题日益突出。人们已逐步认识到保护我们赖以生存的地球环境是关系到人类生死存亡的迫切任务。节约能源和保护环境己成为当前人类社会寻求可持续良性发展的主题之一。 在发达国家，建筑物消耗了国家主要消费能源的 40%～50%（如图1-1），而其中的2/3～3/4却是出于建筑师“自由创作”的“贡献”。如今，生态建筑的兴起正掀起了一轮基于生态理念的建筑节能研究。 中国的气候较世界其它同纬度地区差，夏季比同纬度其它地区更热，冬季比同纬度其它地区更冷，而中国夏热冬冷地区的气候更是极端（表1-1，图1-2）。由于经济条件和国家能源政策的限制，长期以来，我国大部分地区的建筑设计无法适应地域气候特点，身陷“两难”的局面（夏季无法充分防热，冬季无法充分御冷）。当前建筑设计向可持续性发展的一个明显趋势是从以前的密集型技术装置到高效围护结构的转变。适应气候变化的建筑围护结构对于有限能源的高效利用和促进可持续性发展具有更加重要的意义。 表1-1，北纬30度若干城市气温比较 城 市 一月 四月 七月 十月 年均 武汉（东经114°08′） 3.7 16.4 28.8 18.3 16.8 阿巴西亚（Abbasia，东经31°54′） 12.4 20.8 28.2 22.8 21.0 加尔维斯敦（US·Galveston 西经95°54′） 12.0 20.3 28.3 22.3 20.8 全球平均 14.7 20.1 27.3 21.5 20.4 而建筑幕墙，特别是玻璃幕墙作为一种新型外围护结构，以其优越的功能和现代时尚的外观在我国城市建设中得以广泛的应用，因而改善玻璃幕墙的热工性能，提高玻璃幕墙的保温隔热效率，就成为促进建筑节能，顺应国家可持续性发展战略和绿色奥运理念不可或缺的重要环节。 1.2 玻璃的传热机理 1.2.1 自然界热量形式 对于建筑物来说，自然界中有两种热量形式，其一是太阳辐射，能量主要集中在0.3～2.5μm波段之间，其中可见光占46%，近红外线占44%，其他为紫外线和远红外线，各占7%和3%。其二是环境热量，其热能形式为远红外线，能量主要集中在5～50μm波段之间，在室内，这部分能量主要是被阳光照射后的物体吸收太阳能量后以远红外线形式发出的能量及家用电器、采暖系统和人体等以远红外形式发出的能量。 1.2.2 玻璃传热机理 普通浮法玻璃是透明材料，其透明的光谱范围是0.3～4μm，即可见光和近红外线，刚好覆盖太阳光谱，因此普通浮法玻璃可透过太阳光能量的80%左右。 对于环境热量，即5～50μm波段的远红外线，普通浮法玻璃是不透明的，其透过率为0，其反射率也非常低，但其吸收率非常高，可达83.7%。玻璃吸收远红外线后再以远红外线的形式向室外二次辐射，由于玻璃的室外表面换热系数是室内的表面换热系数的3倍左右，玻璃吸收的环境热量75%左右传到室外，25%左右传到室内。在冬季，室内环境热量就是通过玻璃先吸收后辐射的形式，将室内的热量传到室外。 针对上述两种热量的传递机理，玻璃的热工性能用两个参数来表征，其一是传热系数K值，它是用来表征当室内温度与室外温度不相等时，通过单位面积、单位温差条件下，单位时间内，玻璃传递的热量定义为传热系数；其二是遮阳系数，它是玻璃的太阳能总透过率与3mm厚无色透明玻璃太阳能总透过率的比值，即玻璃的遮阳系数。 传热系数是围护材料通用的参数，