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北京城市学院土木工程专业毕业设计（论文） PAGE 第 PAGE 29 页 共 NUMPAGES 35 页 北京城市学院土木工程专业毕业设计（论文） 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 35 页 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。与此同时，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。我国的公共建筑数量多，建筑规模大，耗能十分巨大，浪费也很严重。因此推广建筑节能是解决我国能源紧缺的有效途径。据专家分析，大型公共建筑的节能潜力在30%以上。强调节能、低污染、低耗能的绿色建筑顺应时代的要求而生，我国也颁布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。 玻璃幕墙作为建筑物的外装饰是现代化城市建筑的重要标志之一，它打破了传统的实体墙与门窗的界限，巧妙地将建筑物围护结构的使用功能与建筑物的装饰功能有机地融为一体，使建筑物更具有时代感和艺术造型。现代都市高层建筑日益增多，建筑防火、防震、施工安全等各方面要求日益提高，玻璃幕墙所具有的轻量化、不燃化、耐震、施工迅速等优点，使其今后将成为高楼建筑的设计主流，这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，有利于环保。 对于新建的大型公共建筑而言，这类建筑多以高层建筑为主，其屋面所占比例很小，围护结构应主要着眼于墙体和门窗，而随着玻璃幕墙的广泛应用，墙体与门窗也逐渐融为一体，成为建筑物热交换、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，因此玻璃幕墙的热工性能也就成为建筑节能极其重要的组成部分。 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