چگونه می‌توان عملکرد حرارتی دیوار پرده‌ای را بهبود بخشید؟
بیشتر گرمایی که از دیوار پرده‌ای خارج می‌شود، از شیشه عبور نمی‌کند.
این گاز از آلومینیوم عبور می‌کند. فلز تقریباً هزار برابر بهتر از گاز داخل یک واحد آب‌بندی شده رسانا است، بنابراین یک قاب بدون شکست حرارتی مناسب، یک لایه شیشه سه‌جداره گران‌قیمت را خنثی می‌کند و این کار را بی‌سروصدا و بدون هیچ علامت قابل مشاهده‌ای انجام می‌دهد تا زمانی که کسی دمای سطح را اندازه‌گیری کند یا در ماه ژانویه متوجه شود که میعان از یک جرز پایین می‌رود.
این مفیدترین نکته‌ای است که قبل از مشخص کردن هر چیزی باید بدانید. شیشه توجه را به خود جلب می‌کند زیرا بیشترین قسمت قابل مشاهده است. قاب، فاصله‌دهنده و لبه تخته جایی هستند که معمولاً عملکرد از بین می‌رود.
این مقاله کل مجموعه را به ترتیبی که واقعاً مهم است، بررسی می‌کند. PRANCE تولید می‌کند سیستم‌های دیوار پرده‌ای شیشه‌ای با پروفیل‌های آلومینیومی ترمال بریک.
ارزش U در دیوار پرده‌ای در واقع چه چیزی را اندازه‌گیری می‌کند؟
انتقال حرارت، که در آمریکای شمالی به صورت مقدار U بر حسب W/m²K یا فاکتور U بر حسب Btu/hr·ft²·°F بیان می‌شود. در هر دو مورد، هرچه کمتر باشد، بهتر است.
عددی که اهمیت دارد، ارزش مونتاژ است، نه ارزش شیشه، و این دو تفاوت قابل توجهی با هم دارند.
مقدار U مرکز شیشه: فقط شیشه، بدون در نظر گرفتن لبه‌ها و قاب
مقدار U لبه شیشه: نوار ۶۳ میلی‌متری اطراف محیطی که اسپیسر در آن قرار دارد
مقدار U قاب: پروفیل‌های جرزدار و تیر افقی
مقدار کلی U مونتاژ، Ucw: هر سه بر اساس مساحت وزن‌دهی شده‌اند، که همان چیزی است که یک کد بررسی می‌کند
یک واحد دوجداره با پوشش نرم کم‌گسیل و پرکننده آرگون ممکن است به مقدار U در مرکز شیشه نزدیک به ۱.۱ W/m²K برسد. اگر آن را در یک قاب آلومینیومی نشکسته قرار دهید، مجموعه می‌تواند به بالای ۳.۰ W/m²K برسد، که تقریباً برابر با عملکرد شیشه‌های تک جداره در بخش بزرگی از نما است.
در اروپا، استاندارد EN 13830 استاندارد محصول برای دیوارپوش پرده‌ای است و EN ISO 12631 محاسبه انتقال حرارت را پوشش می‌دهد. در آمریکای شمالی، NFRC 100 روش رتبه‌بندی را تعیین می‌کند و ASHRAE 90.1 محدودیت‌های تجویزی را بر اساس منطقه آب و هوایی تعیین می‌کند.
طراحی دیوار پرده‌ای ترمال بریک
شکست حرارتی یک میله عایق است که آلومینیوم خارجی را از آلومینیوم داخلی جدا می‌کند و مسیر هدایت گرما را از طریق پروفیل قطع می‌کند.
جنس و عمق
پلی‌آمید ۶.۶ تقویت‌شده با تقریباً ۲۵٪ الیاف شیشه، ماده استاندارد در سیستم‌های تجاری است. رسانایی حرارتی آن حدود ۰.۳ وات بر متر کلوین است، در حالی که این عدد برای آلومینیوم تقریباً ۱۶۰ وات بر متر کلوین است، که نکته اصلی همین است.
عمق، بیش از هر چیز دیگری در مورد استراحت، عملکرد را هدایت می‌کند:
۱۴ تا ۱۸ میلی‌متر: سیستم‌های ترمال بریک پایه، آب و هوای معتدل
۲۰ تا ۲۸ میلی‌متر: عملکرد تجاری استاندارد
۳۰ تا ۴۰ میلی‌متر و بالاتر: سیستم‌های با کارایی بالا و با محوریت خانه‌های غیرفعال
شکاف‌های چند محفظه‌ای با فوم عایق: بالاترین سطح در بین همه
دو برابر کردن عمق شکست، عملکرد را دو برابر نمی‌کند، اما در نمای ساختمان با هر اندازه‌ای، تفاوت بین شکست ۱۸ میلی‌متری و ۳۴ میلی‌متری هم در مقدار U مونتاژ و هم در دمای سطح داخلی خود را نشان می‌دهد.
چرا دمای سطح داخلی اهمیت دارد؟
مقدار U یک عدد انرژی است. چگالش یک مسئله دمای سطح است و آنها یکسان نیستند.
ضریب مقاومت در برابر میعان، که تحت AAMA 1503 اندازه‌گیری شده است، و ضریب دمای fRsi که در رویه‌های اروپایی استفاده می‌شود، هر دو میزان سرد شدن گرم‌ترین سطح داخلی در یک روز سرد را توصیف می‌کنند. در جایی که آن سطح زیر نقطه شبنم داخلی قرار می‌گیرد، صرف نظر از اینکه مقدار U روی کاغذ چقدر خوب به نظر می‌رسد، آب تشکیل می‌شود.
نگه داشتن سطوح داخلی بالاتر از نقطه شبنم یک الزام کنترلی در آب و هوای تحت سلطه گرمایش است و اغلب باعث ایجاد شکست حرارتی عمیق‌تری نسبت به محاسبه انرژی به تنهایی می‌شود.
تجمع شیشه
شیشه هنوز حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد از مساحت یک دیوار پرده‌ای معمولی را تشکیل می‌دهد، بنابراین وزن واقعی را تحمل می‌کند، حتی با اینکه قاب جایی است که خرابی‌ها در آن متمرکز می‌شوند.
چهار متغیر، به ترتیب تقریبی تأثیر بر واحد هزینه:
پوشش کم‌گسیل: یک پوشش نرم و کنده‌کاری‌شده، انتقال حرارت تابشی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و بالاترین ارزش را در میان به‌روزرسانی‌های تکی دارد.
گاز حفره: پر کردن حفره با آرگون با غلظت ۹۰٪، عملکرد مرکز شیشه را نسبت به هوا با هزینه ناچیز بهبود می‌بخشد.
عرض حفره: تقریباً ۱۲ تا ۱۶ میلی‌متر، بهینه‌ترین حالت عملی برای آرگون است، حفره‌های پهن‌تر، افزایش کمتری و حفره‌های باریک‌تر، کاهش قابل توجهی دارند.
تعداد شیشه‌ها: شیشه سه‌جداره مقدار U را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد و وزن، هزینه و عمق قاب را افزایش می‌دهد.
محل قرارگیری پوشش به اندازه نوع پوشش اهمیت دارد. شماره‌گذاری سطوح از بیرون به داخل انجام می‌شود، بنابراین در یک واحد دوجداره، سطح ۱، وجه بیرونی شیشه بیرونی و سطح ۴، وجه داخلی شیشه داخلی است.
در آب و هوای غالب سرمایش، این پوشش معمولاً روی سطح ۲ قرار می‌گیرد و انرژی خورشیدی را قبل از ورود به حفره، جذب می‌کند. در آب و هوای غالب گرمایش، سطح ۳ رایج است و گرمای داخلی را در داخل نگه می‌دارد. چگونه شیشه‌های پوشش‌دار، جذب انرژی خورشیدی را کنترل می‌کنند؟ آن بخش را با جزئیات پوشش می‌دهد.
اسپیسرهای لبه گرم
نادیده گرفته‌شده‌ترین قطعه در مجموعه، و یکی از ارزان‌ترین قطعات برای ارتقا.
یک نوار فاصله‌گذار آلومینیومی معمولی در اطراف کل محیط هر واحد شیشه‌ای قرار دارد و گرما را مستقیماً بین شیشه‌ها و دقیقاً در نقطه‌ای که قاب از قبل ضعیف است، هدایت می‌کند. در نمایی با واحدهای کوچک زیاد، آن نوار لبه بخش قابل توجهی از کل مساحت را تشکیل می‌دهد.
اسپیسرهای لبه گرم از جنس فولاد ضد زنگ، ترموپلاستیک یا مواد کامپوزیتی، این رسانایی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند. بهبود در مقدار کلی U مونتاژ در یک واحد بزرگ متوسط و در یک واحد کوچک قابل توجه است و تأثیر آن بر دمای سطح لبه داخلی بیشتر از تأثیر آن بر عدد سرفصل است.
برای کنترل میعان، ارتقاء اسپیسر اغلب بیش از هزینه معادل آن برای لعاب، هزینه برمی‌گرداند.
پل حرارتی دیوار پرده‌ای در محیط
یک دیوار پرده‌ای کاملاً مشخص، اگر اتصالات نادرست باشند، همچنان می‌تواند عملکرد ضعیفی داشته باشد و اتصالات بیشتر از آنچه که هر کسی برنامه‌ریزی می‌کند، خارج از محدوده تأمین‌کننده سیستم قرار می‌گیرند.
سه پل تکرارشونده:
لبه دال. در جایی که دال کف به دیوار پرده‌ای می‌رسد، بتن از نزدیکی نمای بیرونی عبور می‌کند. بدون پیوستگی عایق، دال به یک باله تبدیل می‌شود که گرما را در تمام طول خود به بیرون هدایت می‌کند.
لنگرها و براکت‌ها. لنگرهای فولادی که قاب‌ها را به سازه متصل می‌کنند، در خط عایق نفوذ می‌کنند. براکت‌های عایق حرارتی یا پدهای شکست حرارتی سازه‌ای این مشکل را برطرف می‌کنند.
مناطق اسپندرل. نواحی پنل مات بین طبقات اغلب حاوی عایقی هستند که در لبه‌های خود ناپیوسته است، یا صفحات پشتی که آب‌بندی نشده‌اند و اجازه حرکت هوا در پشت عایق را می‌دهند که آن را از بین می‌برد.
این اتصالات باید در مراحل اولیه روی یک نقشه جزئیات هماهنگ قرار بگیرند. حل کردن آنها پس از طراحی نما معمولاً به معنای مصالحه است نه اصلاح.
منطقه اسپندرل و مات
نواحی اسپندرل می‌توانند عایق‌بندی بسیار بیشتری نسبت به نواحی دید داشته باشند و این فرصت اغلب هدر می‌رود.
یک لایه محافظ معمولی از جنس شیشه محافظ یا یک پنل فلزی در بیرون، یک حفره هوا، عایق پشم معدنی، یک صفحه پشتی و روکش داخلی تشکیل شده است. اگر به خوبی انجام شود، به مقادیر U بسیار پایین‌تر از شیشه‌های دید می‌رسد. اگر به خوبی انجام نشود، با وجود شکاف در عایق یا یک صفحه پشتی درزگیری نشده، عملکرد آن نزدیک به شیشه‌ای است که قرار بود بهبود یابد.
در مواردی که سطح مات قابل توجه باشد، ارتقاء عایق اسپندرل معمولاً به ازای هر واحد بهبود، ارزان‌تر از ارتقاء شیشه است. همچنین نامرئی است، به همین دلیل است که از نظر ارزش مهندسی می‌شود.
مقادیر هدف بر اساس اقلیم
|
|---|
محدوده‌های راهنما. الزامات واقعی از آیین‌نامه انرژی حاکم ناشی می‌شود که بسته به حوزه قضایی و نوع ساختمان متفاوت است.
در مناطقی که سرمایش غالب است، مقدار U به ندرت محدودیت الزام‌آور است. ضریب بهره گرمای خورشیدی برابر است با، و مشخص کردن در برابر بار خورشیدی شدید از منطق متفاوتی نسبت به کار در اقلیم سرد پیروی می‌کند.
هوابندی بخشی از عملکرد حرارتی است
گرمای ناشی از نشت هوا در محاسبه مقدار U ظاهر نمی‌شود و در یک نمای ضعیف آب‌بندی شده، می‌تواند از تلفات رسانایی فراتر رود.
نفوذپذیری هوای دیوار پرده‌ای در آمریکای شمالی طبق استاندارد ASTM E283 و در اروپا طبق استاندارد EN 12152 آزمایش می‌شود. کیفیت واشر، آب‌بندی گوشه‌ها و یکپارچگی حفره محافظ باران که با فشار متعادل شده است، همگی در این امر نقش دارند و کیفیت ساخت به اندازه مشخصات فنی اهمیت دارد.
تنگی هوا همچنین با تراکم (میعان) در تعامل است. هوای گرم داخلی که به داخل یک حفره سرد نشت می‌کند، رطوبت را در داخل مجموعه رسوب می‌دهد که هیچ کس آن را نمی‌بیند تا زمانی که چیزی لکه‌دار شود یا زنگ بزند.
بودجه کجا بیشتر مصرف می‌شود؟
تقریباً بر اساس بهبود به ازای هر واحد هزینه صرف شده در یک نمای تجاری معمولی رتبه‌بندی شده است.
پوشش نرم کم‌گسیل (low-E) روی سطح مناسب. بالاترین بازده در بین تمام انتخاب‌های مربوط به شیشه.
پر کردن با آرگون. حداقل هزینه، سود قابل اندازه‌گیری.
اسپیسر لبه گرم. هزینه کم، تأثیر معنی‌دار بر دمای لبه و چگالش.
شکست حرارتی عمیق‌تر. هزینه متوسط، تأثیر قابل توجه بر مقدار U و دمای سطح.
پیوستگی عایق اسپندرل. ارزان به ازای هر واحد بهبود در جایی که سطح مات قابل توجه باشد.
شیشه سه‌جداره. پیشرفت بزرگ، هزینه زیاد، و اثرات جانبی بر عمق، وزن و نحوه‌ی جابجایی قاب.
چه ارتقاءهای حرارتی به بودجه اضافه می‌کنند؟ مشخص می‌کند که چگونه این انتخاب‌ها نرخ نما را تغییر می‌دهند.
سوالات متداول
۱. برای عملکرد حرارتی دیوار پرده‌ای، قاب یا شیشه اهمیت بیشتری دارد؟
هر دو، اما قاب جایی است که معمولاً عملکرد از دست می‌رود. آلومینیوم بسیار بهتر از گاز در یک واحد آب‌بندی شده هدایت می‌کند، بنابراین یک واحد شیشه با مشخصات بالا در یک قاب بدون شکست حرارتی کافی می‌تواند مقدار U مونتاژ نزدیک به شیشه تک جداره را در بخش بزرگی از نما ایجاد کند.
۲. عمق دیوار پرده‌ای ترمال بریک چقدر باید باشد؟
معمولاً برای عملکرد تجاری استاندارد ۲۰ تا ۲۸ میلی‌متر، و برای سیستم‌های با عملکرد بالا به ۳۰ تا ۴۰ میلی‌متر و بالاتر افزایش می‌یابد. سیستم‌های پایه با ۱۴ تا ۱۸ میلی‌متر برای آب و هوای معتدل مناسب هستند. در آب و هوای سرد، کنترل چگالش به جای محاسبه انرژی معمولاً باعث ایجاد شکاف عمیق‌تر می‌شود.
۳. آیا ارزش دارد که از شیشه سه جداره در دیوار پرده‌ای استفاده شود؟
گاهی اوقات، و عمدتاً در آب و هوای سرد. این کار مقدار U را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد اما وزن، هزینه و عمق قاب را افزایش می‌دهد و اثرات جانبی آن بر روی جابجایی و ساختار واقعی است. در مناطقی که سرمایش غالب است، معمولاً بهتر است پول صرف پوشش‌های کنترل خورشیدی شود تا یک شیشه سوم.
۴. چه چیزی باعث ایجاد میعان روی دیوار پرده‌ای می‌شود؟
سطح داخلی پایین‌تر از نقطه شبنم داخلی قرار می‌گیرد، که این یک مشکل دمای سطح است و نه یک مشکل انرژی. اسپیسرهای آلومینیومی، شکست‌های حرارتی کم‌عمق و پل‌های حرارتی در لبه‌های دال و لنگرها از علل معمول هستند و اسپیسرهای لبه گرم این مشکل را به طور مقرون به صرفه‌ای حل می‌کنند.
۵. آیا نشت هوا بر عملکرد حرارتی تأثیر می‌گذارد؟
بله، و این موضوع به طور کامل از محاسبات مقدار U حذف می‌شود. گرمای ناشی از نشت هوا می‌تواند در یک نمای ضعیف آب‌بندی شده، از تلفات رسانایی فراتر رود و هوای گرم داخلی که به حفره‌های سرد نشت می‌کند، رطوبت را در داخل مجموعه، جایی که آسیب پنهان است، رسوب می‌دهد.
بهبود کلیت مجلس
دیوار پرده‌ای را به عنوان یک سیستم حرارتی در نظر بگیرید، نه یک شیشه با مشخصاتی که یک قاب دور آن قرار دارد. عمق شکست حرارتی را با توجه به آب و هوا و خطر میعان تنظیم کنید. پوشش کم‌گسیل (low-E) را روی سطحی که آب و هوا به آن نیاز دارد، قرار دهید. فاصله‌دهنده را ارتقا دهید. لبه دال، مهارها و عایق اسپندرل را با جزئیات هماهنگ حل کنید.
اگر این کارها را انجام دهید، مشخصات شیشه به جای اولین، آخرین تصمیم خواهد بود.
PRANCE دیوار پرده‌ای آلومینیومی ترمال بریک تولید می‌کند. سیستم‌های در و پنجره با پشتیبانی از مدل‌سازی حرارتی و نقشه‌های کارگاهی مختص پروژه. ارتفاعات، داده‌های اقلیمی و مقدار U هدف خود را ارسال کنید. درخواست بررسی حرارتی .