一、工程概况
华为科研中心位于深圳龙岗华为坂田基地北侧，占地面积约十四万九千平方米，主要由三座完全相同的科研楼分列而成。三座科研楼的建筑高度均为45米，幕墙面积近98000平方米，含括玻璃幕墙、凝灰石幕墙等。
三座科研楼的建筑风格均为“都市感”和“高科技形象”，如图a 所示其中的一座科研楼实景，每座科研楼分成A区和B区，其中A区为东西朝向，外墙装饰为较“酷”的凝灰石与玻璃单元式组合幕墙（图a右半部分）；B区为南北朝向，外墙装饰为低辐射高透光的单元式玻璃幕墙（图a左半部分）。
图1 华为科研中心实景图
二、夏热冬暖地区幕墙节能设计标准
建筑幕墙节能设计要求：冬季最大限度利用外界自然光取暖，多获得外部热量和减少室内热损耗；夏季最大限度减少得热，减轻空调制冷负荷，以达到节能目的。《公共建筑节能设计标准》将建筑幕墙分为透明幕墙和非透明幕墙两大类：
（1）非透明幕墙：
非透明幕墙是指不具备自然采光及视觉不透的建筑幕墙，主要是指非透明面板材料（金属板、石材等）组成的幕墙和玻璃幕墙有后置墙体（梁、柱、剪力墙等）或保温隔热层的幕墙。对于夏热冬暖地区，此类非透明幕墙的热工性能设计标准应满足表一要求。
表一 夏热冬暖地区非透明幕墙的传热系数限值
(2)透明幕墙：
透明幕墙是指可见光直接透射入室内的幕墙。透明幕墙对建筑耗能高低的影响主要有两个方面：一是透明幕墙的热工性能影响到冬季采暖，夏季空调室内外温差传热；另外就是幕墙的透明材料（主要指玻璃）受太阳辐射影响而造成的室内得热。对于夏热冬暖地区而言，夏季通过透明幕墙进入室内的太阳辐射热成为空调降温的主要负荷。因此，减少进入室内太阳辐射热以及减少透明幕墙的温度传热都是降低空调制冷能耗、达到幕墙节能目的的最佳途径，其对应的热工性能设计标准应满足表二要求。
注：有外遮阳时，遮阳系数＝玻璃的遮阳
三、华为科研中心幕墙节能分析
华为科研中心地处深圳，属于夏热冬暖地区，夏天需要空调制冷，而冬天不需要采暖，日照时间长，太阳辐射强度大，对于幕墙围护结构，隔热并减少直接辐射是幕墙节能的关键。受日照时间最长且太阳辐射最强的是东、西立面，其次是南、北立面，下面以A区幕墙为对象进行节能分析。
3.1 科研中心A区立面大样：
科研中心A区为东西朝向，为夏季幕墙主要辐射得热区域，幕墙立面大样详见图b，幕墙结构详见图c。
图b A区幕墙立面大样
图c A区幕墙标准节点
3.2幕墙节能设计对策：
·A区为东西朝向，太阳辐射强，建筑设计上尽可能减少透明玻璃幕墙面积，增加非透明玻璃幕墙面积，综合建筑使用功能及外立面美观要求，柱位及窗间墙部位采用了大面积的凝灰石非透明幕墙，可大大减少窗墙面积比；
·面板选用遮阳系数和传热系数均较小的LOW-E中空玻璃；
·在幕墙结构内部，凝灰石面板与结构梁、柱之间设置一层封闭式的保温隔热棉背板结构；
·凝灰石幕墙外挑突出玻璃面660mm，具有良好的遮阳效果，可有效遮挡太阳对玻璃的直接照射，大大减少幕墙的辐射得热；
·幕墙见光位横向设置有遮阳板，既美化立面，又遮挡太阳。遮阳板与室内横梁之间采用隔热胶垫进行隔离，防止导热；
·幕墙见光位竖向为隐框式结构，室内铝材与玻璃之间采用不易导热的结构胶进行粘接。
从上表可知透明幕墙的传热系数为0.33Btu/h-ft2℉，即为1.874 W/m2·k 此值小于3.5W/m2·k，OK!〔对应于0.3＜窗墙面积比≤0.4〕。
b)非透明幕墙部位：
窗间墙位幕墙结构依次为凝灰石、空气层、铝板加50mm隔热保温棉、空气层、结构梁（艾特板）。根据GB50176-93，热工计算如下：
·凝灰石热阻：
R=δ/λ=0.05/1.16=0.0431(m2·k/W) 石
·空气层热阻：
冬季----R =δ/λ=0.180(m2·k/W) 空
夏季----R =δ/λ=0.150(m2·k/W) 空
·铝 板热阻：
R=δ/λ=0.002/203=0.00001(m2·k/W) 铝
对比之下，此项可不计！
·结构梁热阻：
R梁=δ/λ=0.50/1.74=0.287(m2·k/W)
·艾特板热阻：
R板=δ/λ=0.03/0.17=0.18(m2·k/W)
·加权平均热阻：
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墙的传热阻及传热系数（冬季）为：
※冬季热阻：
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)
※ 冬季传热系数： K=1/R =0.56W/m2· k〈 1.50W/m2·k ，OK！
·由此可知此非透明幕墙的传热阻及传热系数（夏季）为：
※夏季热阻：
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)
※夏季传热系数：
K=1/R0=0.59 W/m2·k〈1.5 W/m2·k ，OK！ 0
(2)遮阳系数S ： C
·外遮阳系数SDH凝灰石面板外挑660mm，具有良 好的水平遮阳效果，按GB50189-2005附录A计算幕墙的外遮阳系数SDH。
SDH=ahPF2 +bhPF+1
式中：SDH----水平遮阳板夏季外遮阳系数；
ah、bh----计算系数，按表A.0.1取定。
ah=0.35h
bh=-0.73h
PF----遮阳板外挑系数，PF=A/B
A----遮阳板外挑长度A=660mm
B----遮阳板根部到窗对边距离B=2150mm
PF=660/2150=0.307
则：SDH=0.35×0.307 +(-0.73)×0.307+1
=0.03299-0.22411+1
=0.81
·玻璃遮阳系数SC玻=0.41
·A区幕墙的遮阳系数：
SC=SDH×SC玻=0.81×0.41
=0.33〈 [SC]=0.45 Ok！
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