双层玻璃幕墙节能辅助设计方法探讨

　　3与建筑设计过程的结合 　　目前，关于DSF节能方面的研究主要集中在欧美的大学、科研院所和少数实力雄厚的工程设计公司.从事这方面的科研职员都具有深挚热工知识背景，而研究的思路基本上都是从对DSF传热过程的分析出发，以探索公道的数学模型和计算机模拟方法为目标，并且已经取得了一些成果，好比已经有能耗模拟软件、CFD（ComututlonalRuldlFluidDynamics计算流体力学）模拟软件等几种公认可以辅助能耗研究的方法.然而，这些方法普遍比较复杂，不仅不可能被建筑师把握，就连一般学热工出身的工程师也需要经由特殊的培训才能把握.也就是说，DSF的节能研究仍是属于前沿领域，将其应用于实际工程，特别是指导建筑师做设计还有较长的路要走.

　　然而，工程实践并不会由于科研没有充分发展而休止条件高伐.事实上，近几年来，北京、上海等海内特大城市中也有一些豪华写字楼、公寓陆续采用了DSF.然而这些项目的实际运行效果和所宣传的普遍存在不同程度的差距，一些楼盘采用DSF并不是完全出于节能效果和经济性考虑，而是包含房地产炒作的目的.究竟DSF有着时尚的外观和提高前辈的理念，预计今后一段时间内海内还将大量涌现出这类建筑.工程实践迫切需要经验和理论研究的指导，但目前为止，良多关于DSF节能效果的基本题目还没有令人比较满足的谜底，好比：①DSF对北京、上海、深圳的天气都合用么？节能效果是否显著？②DSF是否同时合用于不同朝向的立面？其构造相同么？③DSF**适合什么类型的建筑？住宅值得使用吗？……这些题目看似简朴、基本，实则非常尖利，由于对于任何一个打算采用DSF的项目而言，工作伊始就要回答这些题目.固然国外的大量实践积累了一些经验，但是DSF的实际运行表现因不同城市的天气前提，乃至单栋建筑周边的情况都有很大差异.因此，想把它的长处充分施展出来，创造恬静的室内环境，避免夏季夹层内过热以及真正做到节能，并不是件轻易的事.只有在设计中结合详细建筑的情况公道选型，并且充分做好准确的计算、模拟甚至实验的条件下才能实现.因此，海内各大城市的建筑在采用DSF的决议计划中应坚持谨严的立场，充分正视预先的计算和实验工作.   而考察目前海内幕墙设计中的合作方式和流程，基本上都是在建筑体形、布局方案都已经确定之后，由建筑师做出基本的立面划分方案，然后交给幕墙厂家来完成施工图设计，其间主要的考虑因素是结构安装和防止冷桥.**后暖通设备工程师再根据厂家提供的幕墙参数计算空调负荷，所采用的方法也基本上是在传统墙体房间负荷计算的基础上做一些修改，因为没有经验经常设定很高的安全系数，导致大量能源铺张.在这样的设计过程中，假如建筑师对DSF没有比较深人的了解，缺乏建筑节能整体设计谋略，就不可能真正施展出DSF的上风.相反，海内外一些成功的案例，好比法兰克福贸易银行、位于波恩的DeutschePost以及海内刚建成的清华大学超低能耗楼，恰是从建筑方案设计阶段开始就把围护结构设计有机地考虑进去（图2），逐步深人发展，终极把DSF的节能和生态上风充分施展出来.

　　可见，为了避免损失，海内应尽快探索能准确指导DSF实践的理论和经验.但必需留意的是，我们不能一味沿着欧洲的研究思路.一切从传热机理出发.这方面的研究虽然非常重要，然而海内有能力开展这类计算、实验研究的科研机构和企业并未几，而且目前这些方法费时费力，尚不能知足当前方案设计阶段的需要.所以，我们必需同时探索能够更为直接地指导建筑设计的方法.考虑到一般建筑师的工作和思索方式，应该为他们提供一些比理论计算研究更为直观的设计依据，诸如一些利便查询的手册.其中不仅应该比较系统地先容DSF节能设计的基础知识，还应总结归纳已有的设计经验和科研成果，以图表的形式直观表达，使建筑师从一开始就可以根据项目所处地舆位置、天气前提、建筑规模和用途、建筑平面布局和使用情况等因素来判定DSF的合用程度和公道的方案.此外，对以往相关作品的方案发展过程、DSF和建筑整体生态策略的配合，以及及得失之处的分析点评也是启发和指导建筑师构思的**有效的方法之一.做这件工作不仅要收集良多案例资料，做一些基本的分类和总结，还需要充分考虑到现有理论和实验研究取得的成果，用准确的理论来分析经验事实才能得到可托结论. 　　笔者以为，针对DSF设计，建筑设计过程中的三个阶段（方案设计、初步设计和施工图设计）应该各自有不同的任务和相应的辅助设计手段（图3）.在方案设计阶段，因为已确定的建筑信息非常有限，应主要依据其他工程经验和理论研究的基本结论，再结合详细的天气和周边环境做出初步判定，结合建筑室内空间组织整体考虑，同时利用粗拙的模型开展模拟计算以辅助淘汰和选择方案；在初步设计阶段，建筑的基本尺寸、结构和空调形式有待确定，可以对既有的几个方案与HVAc（HeatinVentilationandAirConditioning暖通及空调）系统组合，进行全生命周期经济分析和全年能耗分析，选择**佳组合方案，方法主要是CFD和能耗模拟软件，对于重要建筑还应该进行风洞实验和幕墙足尺实验；**后在施工图设计阶段，主要任务是深人优化选定的方案，推敲尺寸设计，完成空调系统容量设计和自动控制方案，可依赖CFD模拟计算优化DSF尺寸和出人口设计，以能耗模拟软件辅助空调系统设计.这样可以使得DSF和建筑有机结合，建筑师与工程师有效合作，整个决议计划和设计过程有章可循.