郭占爍

【摘 要】 目前我國建設(shè)高潮持續(xù)不斷，隨著國家對節(jié)能減排的重視，合理資源利用、節(jié)約能源、綠色環(huán)保已成為建筑業(yè)發(fā)展的主流。而建筑幕墻的能耗約占建筑營運(yùn)能耗的一半左右，由此可見，建筑幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)對整個(gè)建筑節(jié)能的成效至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】 建筑幕墻；節(jié)能；設(shè)計(jì)

一、建筑幕墻節(jié)能的重要性

在建筑幕墻中采用節(jié)能環(huán)保技術(shù)，一方面能夠提高建筑的舒適性，使其更好地為人們的生活和工作服務(wù)。另一方面，能夠降低損耗，響應(yīng)國家節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的理念。只有這樣，才能促進(jìn)我國建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

二、建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)原則

建筑幕墻的節(jié)能是在對建筑周邊的自然環(huán)境，如光線，溫度，風(fēng)壓，氣候狀況等充分分析和了解的基礎(chǔ)上，針對建筑本身的朝向，高度，室內(nèi)功能等特點(diǎn)， 通過有效地系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品對室內(nèi)環(huán)境起到適應(yīng)和調(diào)整的過程。這個(gè)過程需要綜合多種因素考慮，需要處理多種關(guān)系，如隔熱和得熱，采光和遮陽，通風(fēng)和熱交換的關(guān)系，氣密性，水密性和傳熱，隔聲的關(guān)系等等 這個(gè)過程不應(yīng)僅僅依據(jù)于單一的狀態(tài)指標(biāo)，如傳統(tǒng)的傳熱系數(shù)K值就能夠說明和解決的。因此，節(jié)能幕墻的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則：

科學(xué)性：需綜合，全面權(quán)衡各因素，充分考慮其功能，性能等諸多方面，合理選型（幕墻的型式和窗墻面積比），選材和構(gòu)造。

適用性：結(jié)合環(huán)境因素與項(xiàng)目的具體情況，參照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與地方要求， 建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)需要遵循《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）。根據(jù)建筑所處城市的建筑氣候分區(qū)不同，標(biāo)準(zhǔn)對透明幕墻與非透明幕墻的保溫隔熱性能和氣密性均有很明確的要求。要認(rèn)真落實(shí)國家有關(guān)節(jié)能政策， 同時(shí)要處理好建筑低能耗與高舒適度的關(guān)系。

經(jīng)濟(jì)性： 建筑幕墻只是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，只是建筑節(jié)能的一個(gè)方面，節(jié)能的考慮需全盤考慮， 只有達(dá)到節(jié)能與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一才能體現(xiàn)節(jié)能的作用與價(jià)值。

三、節(jié)能型建筑幕墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.節(jié)能材料的選擇

1）節(jié)能玻璃。由于玻璃具有良好的光學(xué)性能以及熱性能，所以可以在建筑工程施工中選擇節(jié)能玻璃，目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的玻璃類型主要包括中空玻璃、吸熱玻璃、低輻射玻璃等。在選擇使用節(jié)能玻璃時(shí)，應(yīng)根據(jù)玻璃所在位置確定玻璃品種，日照時(shí)間長且處于向陽面的玻璃應(yīng)盡量控制太陽能進(jìn)入室內(nèi)以減少空調(diào)負(fù)荷，最好選擇熱反射玻璃或吸熱玻璃及由熱反射玻璃或吸熱玻璃組成的中空玻璃；寒冷地區(qū)或背陽面的玻璃應(yīng)以控制熱傳導(dǎo)為主，盡量選擇中空玻璃或低輻射玻璃組成的中空玻璃。

2）鋁合金型材。鋁合金型材在建筑幕墻系統(tǒng)中，不但起著支承龍骨的作用，而且對節(jié)能效果也有較大影響。普通鋁型材，即非隔熱型材，其熱導(dǎo)率非常大，是熱的良導(dǎo)體，由熱傳導(dǎo)方式通過型材的熱量占總熱量的 50%以上，必須采用斷橋處理；隔熱斷橋型鋁合金型材采用導(dǎo)熱系數(shù)很低的塑料進(jìn)行隔斷，隔熱的原理是基于產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的隔熱區(qū)域，利用隔熱條將鋁合金結(jié)構(gòu)分隔成明顯的兩個(gè)部分，隔熱條選用材料聚酰胺尼龍-66，其導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)，而力學(xué)性能指標(biāo)與鋁合金相當(dāng)，可避免熱脹冷縮作用導(dǎo)致隔熱條與鋁型材間發(fā)生脫落，可承受風(fēng)壓，垂直沖擊力和長期的壓力，能夠經(jīng)受極端熱處理，用滾壓方式與鋁型材結(jié)合后再進(jìn)行陽極氧化處理或表面處理，節(jié)能性能非常好。

2、對隔熱幕墻的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

隔熱幕墻在實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的過程中，需要采用隔熱斷橋鋁型材和中空玻璃，其中隔熱斷橋鋁型材則主要利用隔熱條把一個(gè)連續(xù)的隔熱區(qū)域當(dāng)中所包括的鋁合金型材有效的劃分成兩個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)隔熱，與此同時(shí)，在對隔熱幕墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，鋁合金框所占的面積相對于玻璃面積要小很多，另外還需要對中空玻璃的具體應(yīng)用情況進(jìn)行考慮。而選擇規(guī)格大小為6mm+9A+6mm、傳熱系數(shù)K為3.27W/（m2·K）的中空玻璃，能夠在一定程度上減少能源的消耗，如果設(shè)計(jì)過程中在中空玻璃內(nèi)充入一定量的惰性氣體，K的值甚至?xí)_(dá)到1.3W/（m2·K）。

3、雙層幕墻技術(shù)。雙層幕墻是一種特殊的幕墻系統(tǒng)，與傳統(tǒng)建筑幕墻有本質(zhì)區(qū)別，其由外層幕墻，內(nèi)層幕墻、遮陽系統(tǒng)和通風(fēng)裝置組成，內(nèi)外層幕墻之間形成空氣緩沖區(qū)；其設(shè)計(jì)理念是體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保，它除了具有傳統(tǒng)幕墻的全部功能以外，在防塵、通風(fēng)、保溫隔熱、合理采光、隔聲降噪、防止結(jié)露和安全性六個(gè)方面更具顯著特點(diǎn)。

4、太陽光變向照明技術(shù)

太陽能在生活中隨處可見，而且屬于可再生能源，它的利用價(jià)值十分廣闊。如何將無污染的太陽能轉(zhuǎn)化成為可以利用的能源，是科學(xué)界的重要課題，同時(shí)也是建筑領(lǐng)域關(guān)注的問題。應(yīng)用太陽光的變向照明技術(shù)，能夠取代傳統(tǒng)的遮陽技術(shù)，利用幕墻的反射作用將外界的太陽光反射到室內(nèi)的天花板上，然后再經(jīng)過天花板的反射將光源傳遞到生活區(qū)或工作區(qū)，從而為人們提供照明。采用這種反射技術(shù)和直接照射相比，光線更加柔和，分布比較均勻，室內(nèi)的電視屏幕上不會(huì)出現(xiàn)炫光，并且使光線充滿室內(nèi)的各個(gè)角落。另外更重要的一點(diǎn)，節(jié)省了電能和照明費(fèi)用。

5、光電幕墻設(shè)計(jì)

光電幕墻是一種新型的建筑幕墻，它將太陽能光電技術(shù)和幕墻技術(shù)結(jié)合在一起，功能實(shí)現(xiàn)了隔音、隔熱、發(fā)電、裝飾的統(tǒng)一。第一，光電幕墻能夠利用太陽能進(jìn)行發(fā)電，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供人們?nèi)粘Ｊ褂?。第二，光電幕墻在集成太陽能發(fā)電技術(shù)的同時(shí)，并不占用更多的空間。第三，改進(jìn)后的太陽能光電板能夠作為幕墻的面板材料使用，因此不會(huì)重復(fù)投資。伴隨著國家對于節(jié)能減排的進(jìn)一步貫徹，建筑幕墻的節(jié)能產(chǎn)品將會(huì)得到推廣，節(jié)能技術(shù)會(huì)廣泛應(yīng)用。

6、對隔熱幕墻的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

隔熱幕墻在實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的過程中，需要采用隔熱斷橋鋁型材和中空玻璃，其中隔熱斷橋鋁型材則主要利用隔熱條把一個(gè)連續(xù)的隔熱區(qū)域當(dāng)中所包括的鋁合金型材有效的劃分成兩個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)隔熱，與此同時(shí)，在對隔熱幕墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，鋁合金框所占的面積相對于玻璃面積要小很多，另外還需要對中空玻璃的具體應(yīng)用情況進(jìn)行考慮。而選擇規(guī)格大小為6mm+9A+6mm、傳熱系數(shù)K為3.27W/（m2·K）的中空玻璃，能夠在一定程度上減少能源的消耗，如果設(shè)計(jì)過程中在中空玻璃內(nèi)充入一定量的惰性氣體，K的值甚至?xí)_(dá)到1.3W/（m2·K）。

7、遮陽系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

總所周知，合理的設(shè)計(jì)遮陽系統(tǒng)，能夠有效地阻擋太陽光輻射到室內(nèi)，維護(hù)室內(nèi)舒適的環(huán)境，減少室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的消耗。在幕墻工程設(shè)計(jì)中，技術(shù)人員常把遮陽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)融合到幕墻系統(tǒng)中。常見的遮陽方式有垂直遮陽、水平遮陽、綜合遮陽、擋板遮陽等形式。應(yīng)該根據(jù)建筑物的地理位置、使用功能來確定遮陽方式。由于普通幕墻是豎向維護(hù)結(jié)構(gòu)，從太陽的輻射總量和房間內(nèi)部的照射面積來看，東西方向的遮陽要求為主。總的來說，做好遮陽工作，選用科學(xué)合理的遮陽系統(tǒng)，有助于建筑幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)。

8、節(jié)能百葉技術(shù)

在傳統(tǒng)的百葉遮陽機(jī)上的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，就得到了節(jié)能百葉技術(shù)。眾所周知，太陽光直接照射進(jìn)室內(nèi)，會(huì)對建筑物的冷熱負(fù)荷造成一定的影響。如果使用遮陽技術(shù)對陽光的照射進(jìn)行控制，就能夠保證建筑物的冷熱負(fù)荷處于正常的范圍內(nèi)。

傳統(tǒng)的方法是在室內(nèi)懸掛百葉，但這種方法已經(jīng)不能適用于現(xiàn)代建筑，對熱量的控制效果很小。如果懸掛在室外，不利于形成正常的循環(huán)風(fēng)道，甚至對建筑物的節(jié)能產(chǎn)生負(fù)面影響。所以，采用節(jié)能百葉技術(shù)，對于建筑幕墻的改進(jìn)是一種可行的方法，能夠有效解決百葉的角度調(diào)整問題，從而達(dá)到最佳的熱量利用狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

結(jié)束語：

綜上所述，玻璃幕墻的節(jié)能效果與幕墻設(shè)計(jì)有關(guān)密切的關(guān)系，通過選擇節(jié)能材料和設(shè)計(jì)節(jié)能體系，使得整個(gè)建筑幕墻能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約資源、降低能耗的目標(biāo)。作為相關(guān)工作人員，開展各種高性能的新型節(jié)能、環(huán)保、智能化幕墻的研制、開發(fā)工作，對于提高人們生活質(zhì)量，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，建筑物逐漸走上可持續(xù)發(fā)展的良性軌道。

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