一、工程概況
華為科研中心位于深圳龍崗華為坂田基地北側，占地面積約十四萬九千平方米，主要由三座完全相同的科研樓分列而成。三座科研樓的建筑高度均為45米，幕墻面積近98000平方米，含括玻璃幕墻、凝灰石幕墻等。
三座科研樓的建筑風格均為“都市感”和“高科技形象”，如圖a 所示其中的一座科研樓實景，每座科研樓分成A區和B區，其中A區為東西朝向，外墻裝飾為較“酷”的凝灰石與玻璃單元式組合幕墻（圖a右半部分）；B區為南北朝向，外墻裝飾為低輻射高透光的單元式玻璃幕墻（圖a左半部分）。
圖1 華為科研中心實景圖
二、夏熱冬暖地區幕墻節能設計標準
建筑幕墻節能設計要求：冬季最大限度利用外界自然光取暖，多獲得外部熱量和減少室內熱損耗；夏季最大限度減少得熱，減輕空調制冷負荷，以達到節能目的。《公共建筑節能設計標準》將建筑幕墻分為透明幕墻和非透明幕墻兩大類：
（1）非透明幕墻：
非透明幕墻是指不具備自然采光及視覺不透的建筑幕墻，主要是指非透明面板材料（金屬板、石材等）組成的幕墻和玻璃幕墻有后置墻體（梁、柱、剪力墻等）或保溫隔熱層的幕墻。對于夏熱冬暖地區，此類非透明幕墻的熱工性能設計標準應滿足表一要求。
表一 夏熱冬暖地區非透明幕墻的傳熱系數限值
(2)透明幕墻：
透明幕墻是指可見光直接透射入室內的幕墻。透明幕墻對建筑耗能高低的影響主要有兩個方面：一是透明幕墻的熱工性能影響到冬季采暖，夏季空調室內外溫差傳熱；另外就是幕墻的透明材料（主要指玻璃）受太陽輻射影響而造成的室內得熱。對于夏熱冬暖地區而言，夏季通過透明幕墻進入室內的太陽輻射熱成為空調降溫的主要負荷。因此，減少進入室內太陽輻射熱以及減少透明幕墻的溫度傳熱都是降低空調制冷能耗、達到幕墻節能目的的最佳途徑，其對應的熱工性能設計標準應滿足表二要求。
注：有外遮陽時，遮陽系數＝玻璃的遮陽
三、華為科研中心幕墻節能分析
華為科研中心地處深圳，屬于夏熱冬暖地區，夏天需要空調制冷，而冬天不需要采暖，日照時間長，太陽輻射強度大，對于幕墻圍護結構，隔熱并減少直接輻射是幕墻節能的關鍵。受日照時間最長且太陽輻射最強的是東、西立面，其次是南、北立面，下面以A區幕墻為對象進行節能分析。
3.1 科研中心A區立面大樣：
科研中心A區為東西朝向，為夏季幕墻主要輻射得熱區域，幕墻立面大樣詳見圖b，幕墻結構詳見圖c。
圖b A區幕墻立面大樣
圖c A區幕墻標準節點
3.2幕墻節能設計對策：
·A區為東西朝向，太陽輻射強，建筑設計上盡可能減少透明玻璃幕墻面積，增加非透明玻璃幕墻面積，綜合建筑使用功能及外立面美觀要求，柱位及窗間墻部位采用了大面積的凝灰石非透明幕墻，可大大減少窗墻面積比；
·面板選用遮陽系數和傳熱系數均較小的LOW-E中空玻璃；
·在幕墻結構內部，凝灰石面板與結構梁、柱之間設置一層封閉式的保溫隔熱棉背板結構；
·凝灰石幕墻外挑突出玻璃面660mm，具有良好的遮陽效果，可有效遮擋太陽對玻璃的直接照射，大大減少幕墻的輻射得熱；
·幕墻見光位橫向設置有遮陽板，既美化立面，又遮擋太陽。遮陽板與室內橫梁之間采用隔熱膠墊進行隔離，防止導熱；
·幕墻見光位豎向為隱框式結構，室內鋁材與玻璃之間采用不易導熱的結構膠進行粘接。
從上表可知透明幕墻的傳熱系數為0.33Btu/h-ft2℉，即為1.874 W/m2·k 此值小于3.5W/m2·k，OK!〔對應于0.3＜窗墻面積比≤0.4〕。
b)非透明幕墻部位：
窗間墻位幕墻結構依次為凝灰石、空氣層、鋁板加50mm隔熱保溫棉、空氣層、結構梁（艾特板）。根據GB50176-93，熱工計算如下：
·凝灰石熱阻：
R=δ/λ=0.05/1.16=0.0431(m2·k/W) 石
·空氣層熱阻：
冬季----R =δ/λ=0.180(m2·k/W) 空
夏季----R =δ/λ=0.150(m2·k/W) 空
·鋁 板熱阻：
R=δ/λ=0.002/203=0.00001(m2·k/W) 鋁
對比之下，此項可不計！
·結構梁熱阻：
R梁=δ/λ=0.50/1.74=0.287(m2·k/W)
·艾特板熱阻：
R板=δ/λ=0.03/0.17=0.18(m2·k/W)
·加權平均熱阻：
R板=（R梁·A梁+R板·A板）/（A梁+A板）
=（0.287×0.75+0.18×1.50）/(0.75+1.50)
=0.22(m2·k/W)
·由此可知此非透明幕墻的傳熱阻及傳熱系數（冬季）為：
※冬季熱阻：
R0=Ri+R石+R空+R棉+R空+R加+Re
=0.11+0.043+0.18+1.0+0.18+0.22+0.05
=1.783(m2·k/W)
※ 冬季傳熱系數： K=1/R =0.56W/m2· k〈 1.50W/m2·k ，OK！
·由此可知此非透明幕墻的傳熱阻及傳熱系數（夏季）為：
※夏季熱阻：
R0=Ri+R石+R空+R棉+R空+R加+Re
=0.11+0.043+0.15+1.0+0.15+0.22+0.04
=1.703(m2·k/W)
※夏季傳熱系數：
K=1/R0=0.59 W/m2·k〈1.5 W/m2·k ，OK！ 0
(2)遮陽系數S ： C
·外遮陽系數SDH凝灰石面板外挑660mm，具有良 好的水平遮陽效果，按GB50189-2005附錄A計算幕墻的外遮陽系數SDH。
SDH=ahPF2 +bhPF+1
式中：SDH----水平遮陽板夏季外遮陽系數；
ah、bh----計算系數，按表A.0.1取定。
ah=0.35h
bh=-0.73h
PF----遮陽板外挑系數，PF=A/B
A----遮陽板外挑長度A=660mm
B----遮陽板根部到窗對邊距離B=2150mm
PF=660/2150=0.307
則：SDH=0.35×0.307 +(-0.73)×0.307+1
=0.03299-0.22411+1
=0.81
·玻璃遮陽系數SC玻=0.41
·A區幕墻的遮陽系數：
SC=SDH×SC玻=0.81×0.41
=0.33〈 [SC]=0.45 Ok！
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