摘要：本文對建筑幕墻的節(jié)能設(shè)計進行了分析，主要分析了在提高建筑幕墻熱工性能方面的設(shè)計依據(jù)，介紹了提高建筑幕墻熱工性能的幾種方法。
關(guān)鍵詞：建筑幕墻 節(jié)能設(shè)計 熱工性能
1 前言
我國的建筑幕墻工業(yè)從1978年開始起步，九十年代高速發(fā)展，至今已發(fā)展成世界第一幕墻生產(chǎn)大國和使用大國【1】。建筑幕墻為室內(nèi)空間到室外空間的過渡層，具有體現(xiàn)現(xiàn)代建筑的獨特的風(fēng)格和展示當(dāng)代人們審美情趣的功能，它打破了傳統(tǒng)的窗與墻的界限，使得幕墻與建筑渾然一體。建筑幕墻的設(shè)計要本著服務(wù)于建筑體，服從法規(guī)規(guī)范，滿足使用要求的各項性能指標(biāo)�！�2】然而隨著全世界能源危機的不斷升級，人們的節(jié)能、環(huán)保意識在逐漸提高，建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要以有效利用資源，融入節(jié)能環(huán)保理念為基礎(chǔ)，建筑幕墻的節(jié)能設(shè)計逐漸成為幕墻行業(yè)的新課題。
2 建筑幕墻節(jié)能設(shè)計
建筑幕墻是建筑物的美麗外衣，常用的材料基本上包括玻璃、金屬板材、石材等，它體現(xiàn)著社會的進步，經(jīng)濟的繁榮和人們對美的追求。但它在發(fā)展的初期，也存在著致命的缺點----不節(jié)能，無論冬天夏天，也不管炎熱寒冷，幕墻都無法給建筑以幫助。室內(nèi)基本上都是冬冷夏熱，從保溫隔熱性能來講，較古典建筑相去甚遠(yuǎn)。溫度必須依靠人工強行調(diào)節(jié)，而人工調(diào)節(jié)就必須使用大量的電力、石油或煤炭等能源。隨著社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，各種相應(yīng)的規(guī)范、法規(guī)相繼出臺，制定了建筑及幕墻設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（例如國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50176―1993《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》）提出了冬季保溫、夏季防熱設(shè)計要求。
2.1 建筑幕墻熱工性能設(shè)計
建筑幕墻一般可以分為非透明幕墻和透明幕墻。透明幕墻主要為玻璃幕墻，70年代以來，隨著硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的質(zhì)量提高，應(yīng)用該結(jié)構(gòu)膠固定按裝玻璃廣泛應(yīng)用于玻璃幕墻【3】。透明圍護結(jié)構(gòu)是辦公建筑必不可少的組成部分,也是外圍護結(jié)構(gòu)保溫性能最薄弱的部位。因此,透明圍護結(jié)構(gòu)作為建筑節(jié)能的突破口,在建筑節(jié)能設(shè)計中占有重要地位。
2.2 建筑幕墻熱工性能設(shè)計的理論基礎(chǔ)
傳熱學(xué)是一門研究熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)。熱量傳遞有三種基本方式，即熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。在這三種基本方式中，熱量傳遞的物理本質(zhì)絕然不同。建筑幕墻(建筑門窗)傳熱通常是以輻射、對流、導(dǎo)熱三種方式同時進行，綜合作用的效果。
1) 熱傳導(dǎo)基本定律是傅里葉定律。該定律指出:當(dāng)導(dǎo)熱體內(nèi)進行的是純導(dǎo)熱時，單位時間內(nèi)以熱傳導(dǎo)方式傳遞的熱量，與溫度梯度及垂直于導(dǎo)熱方向的導(dǎo)熱面積s成正比。
2)對流傳熱是一個復(fù)雜的傳熱過程，影響對流傳熱的因素很多，因此，對流熱的純理論計算是相當(dāng)困難的。為了計算方便，工程上采用于較為簡單的處理方法:牛頓冷卻定律。
3)熱輻射的基本定律是斯蒂芬一波爾茨曼定律。定律揭示了黑體的輻射能力與其表面溫度之間的關(guān)系，該定律表明黑體的輻射能力正、與其表面絕對溫度T的四次方成正比。
4)太陽輻射熱。在實際的幕墻結(jié)構(gòu)中，不僅存在由兩側(cè)空氣溫差引起的熱損失，而且還存在由太陽輻射引起的得熱以及由天空輻射引起的熱損失。太陽輻射通過幕墻、進入室內(nèi)的熱量是造成夏季室內(nèi)過熱的主要原因。
2.3 提高建筑幕墻熱工性能的工程應(yīng)用
由于我國幅員遼闊，南北方、東西部地區(qū)氣候差異很大。窗、透明幕墻對建筑能耗高低的影響主要有兩個方面，一是窗和透明幕墻的熱工性能影響到冬季采暖、夏季空調(diào)室內(nèi)外溫差傳熱;另外就是窗和幕墻的透明材料(如玻璃)受太陽輻射影響而造成的建筑室內(nèi)的得熱。冬季，通過窗口和透明幕墻進入室內(nèi)的太陽輻射有利于建筑的節(jié)能，因此，減小窗和透明幕墻的傳熱系數(shù)抑制溫差傳熱是降低窗口和透明幕墻熱損失的主要途徑之一;夏季，通過窗口透明幕墻進入室內(nèi)的太陽輻射成為空調(diào)降溫的負(fù)荷，因此，減少進入室內(nèi)的太陽輻射以及減小窗或透明幕墻的溫差傳熱都是降低空調(diào)能耗的途徑。由于不同緯度、不同朝向的墻面太陽輻射的變化很復(fù)雜，墻面日輻射強度和峰值出現(xiàn)的時間是不同的，因此，不同緯度地區(qū)的窗墻面積比也應(yīng)有所差別。
建筑的窗墻面積比較大，因而太陽輻射對建筑能耗的影響很大南方建筑主要是太陽輻射得熱，溫差傳熱部分并不大，更要重視遮陽。在嚴(yán)寒地區(qū)，陽光充分進入室內(nèi)，有利于降低冬季采暖能耗【4】。這一地區(qū)采暖能耗在全年建筑總能耗中占主導(dǎo)地位，如果遮陽設(shè)施阻擋了冬季陽光進入室內(nèi)，對自然能源的利用和節(jié)能是不利的。因此，遮陽措施一般不適用于北方嚴(yán)寒地區(qū)。
2.4 應(yīng)用高新技術(shù)的提高建筑幕墻熱工性能
目前.可應(yīng)用的新技術(shù)、新材料越來越多。如何綜合應(yīng)用適用的高新技術(shù)提高幕墻熱工性能一個重要問題。
1） 運用高科技技術(shù)的目的，是通過科學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用而達(dá)到建筑的高舒適度低能耗以至零能耗�，F(xiàn)在有一些樓盤幕墻宣傳自己運用了很多高科技產(chǎn)品和技術(shù)，大大提高了幕墻熱工性能，冠以科技地產(chǎn)等名頭.而不去仔細(xì)分析所采用的技術(shù)是否合適，能否真正達(dá)到節(jié)能的目的.很可能為了尋找一些賣點。
2）高新技術(shù)的運用應(yīng)當(dāng)是成系統(tǒng)地去考慮，各單項技術(shù)之間應(yīng)當(dāng)互相配合，形成一個有機的整體，這樣才能達(dá)到目的。
3）技術(shù)系統(tǒng)的采用不在多少與高低.而在于是否有針對性，是否能夠解決問題.在有限的資金和技術(shù)的投入下取得最大效果。也不能一味的追求高科技，很多情況下，一些低技術(shù)或常規(guī)技術(shù)的巧妙運用恰恰能達(dá)到最好的效果。
3 結(jié)束語
建筑幕墻作為先進的建筑外圍護系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)本著節(jié)能、環(huán)保的宗旨，以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)進行設(shè)計和施工。應(yīng)用新環(huán)保材料、優(yōu)化熱工性能等方法，使得建筑幕墻對提高建筑物的使用效率，降低建筑物的使用成本發(fā)揮較大的作用�，F(xiàn)代的建筑幕墻應(yīng)以低能耗為代表特征，即體現(xiàn)建筑幕墻的審美功能，又要實現(xiàn)建筑幕墻的經(jīng)濟、社會等各方面的綜合效益。
