摘要：玻璃幕墻可以減少傳統(tǒng)混凝土外墻大量的鋼筋、混凝土使用量，對于減少高耗能建材使用所達到的節(jié)約能源、資源有很大的幫助；本文結(jié)合我國建筑節(jié)能設(shè)計中建筑幕墻的現(xiàn)狀，就玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計提出了一些看法，供相關(guān)人員參考。
關(guān)鍵詞：玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)太陽能
前言
幕墻是一種懸掛在建筑物結(jié)構(gòu)框架前面的外墻圍護構(gòu)件，它的自重和所受風荷載通過錨接點傳至建筑物結(jié)構(gòu)框架上。幕墻構(gòu)件之間的接縫和連接用現(xiàn)代建筑技術(shù)手法處理，使幕墻形成連續(xù)的墻面。而玻璃幕墻以其外觀簡潔、通透、富有現(xiàn)代感，甚至是企業(yè)實力和形象的象征，加之人們的審美傾向受現(xiàn)代主義風格的影響，使當今玻璃幕墻在高層辦公寫字樓商務酒店建筑中的風靡程度有增無減，幾乎是世界各大城市高層建筑立面的一致選擇。玻璃幕墻可以減少傳統(tǒng)混凝土外墻大量的鋼筋、混凝土使用量，對于減少高耗能建材使用所達到的節(jié)約能源、資源有很大的幫助；但玻璃幕墻作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)，其保溫、隔熱性能均遠不及傳統(tǒng)墻體，是傳統(tǒng)墻體熱損失的5-6倍。幕墻的能耗約占整個建筑能耗的40%左右，故幕墻節(jié)能在我國公共建筑設(shè)計節(jié)能中有極其重要的地位。
1.單層玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)
透明幕墻，顧名思義即采用玻璃或其它透明材料的幕墻。主要包括傳統(tǒng)單層的玻璃幕墻和目前在國內(nèi)外應用了20余年的雙層玻璃幕墻。玻璃幕墻要同時滿足冬季保溫和夏季防熱、隔熱的需要。目前對其節(jié)能的研究主要集中在傳熱過程的研究、傳熱過程與建筑運行模式結(jié)合的研究以及全生命周期分析等3個方面。
傳統(tǒng)玻璃幕墻是由普通平板玻璃（或浮法玻璃）形成的單層玻璃幕墻。普通平板玻璃（或浮法玻璃）對可見光和長波輻射的反射有限。在夏熱冬冷地區(qū)，由于玻璃的通透性，夏日陽光直射到室內(nèi)，產(chǎn)生溫室效應，造成室內(nèi)過熱，增加空調(diào)能耗。為了解決這樣的問題，通常的做法是減少玻璃幕墻的使用面積、建筑方位的調(diào)整、采用不同形式的遮陽、選擇合理的玻璃幕墻材料及安裝時增強其密封性等。
1.1減少玻璃幕墻的使用面積
玻璃幕墻使用面積的減少，在夏日可降低熱透射量，使室內(nèi)不至于過熱，降低空調(diào)的能耗；冬季則可減少熱交換量，從而降低由于玻璃的保溫性能差造成的熱損失。目前在幕墻的設(shè)計使用當中，為了追求立面上的效果，減少幕墻的使用面積并不是一個好的選擇。
1.2玻璃幕墻建筑方位的節(jié)能設(shè)計
建筑方位的設(shè)計也是建筑外墻節(jié)能設(shè)計的要素之一。建筑的朝向應該考慮日照、采光、通風、遮陽等要求。大面積的玻璃幕墻應避免東照西曬，建筑的長向應朝南北向配置。坐北朝南的朝向是我國許多地區(qū)的合理朝向，但朝向的選擇是因地域氣候，因周圍環(huán)境，建筑需求而改變的，不可一概而論。在城市房屋建筑設(shè)計中，建筑方位的選擇往往由于城市布局規(guī)劃等原因不能按最佳朝向，但可以通過調(diào)整建筑布局來獲得相對合理的方位。
1.3選擇合理的玻璃幕墻材料
由于玻璃表面換熱性強，熱透射率高所產(chǎn)生的室內(nèi)溫度過高，除了減少玻璃幕墻的使用面積和幕墻建筑方位的設(shè)計外，還可以選擇合理的玻璃幕墻材料。
太陽輻射的特點是：可見光波長短（380～780nm），熱量��；紅外線波長長（>780nm），熱量大。所以玻璃材料應盡量讓短波可見光透射而讓長波輻射熱反射出去，這樣在減少夏季空調(diào)負荷的同時又不至于降低采光效率。如采用鍍膜玻璃、Low- E 玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃等玻璃處理技術(shù)以減少太陽透過玻璃的直接輻射。還可以采用鋁塑復合材料、斷熱橋型材等高熱阻材料應用技術(shù)，其隔熱保溫措施原理比較簡單，使玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)大大降低。
1.4玻璃幕墻的遮陽節(jié)能技術(shù)
玻璃幕墻可以通過選擇合理的玻璃材質(zhì)來影響太陽光的輻射，但是裝設(shè)遮陽板、遮陽百頁等外遮陽遠比改變玻璃材質(zhì)的效果大。在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽系統(tǒng)，可以最大限度減少陽光的直接照射，從而避免室內(nèi)過熱，是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。
目前室內(nèi)遮陽使用最普遍的就是窗簾，而遮陽效果如何取決于窗簾朝陽面材料的性質(zhì)。新型的納米材料不僅對紫外線輻射具有很強的反射作用，而且還有特殊的選擇和吸收性能，可將紫外線能量轉(zhuǎn)換成熱能或其他無害低能形式予以釋放或消耗。
2.雙層玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)
雙層玻璃幕墻是由內(nèi)、外兩層玻璃幕墻組成，兩層幕墻中間形成一個通道，同時在外層幕墻設(shè)置進風口和出風口。為了使立面通透、視野開闊，內(nèi)層幕墻可一般采用懸窗結(jié)構(gòu)形式。還有一種方法是設(shè)置通風器，通風器可安裝在幕墻的頂部，使得控制方便，通風換氣更自然、柔和，使人更加舒適。與傳統(tǒng)玻璃幕墻相比，雙層玻璃幕墻獨特的夾層設(shè)計，不僅在提高幕墻的保溫隔熱性能上提供了更多可能，更重要的是，為遮陽構(gòu)件提供一個棲身之地，使之既能有效遮陽，又不破壞建筑外觀。
2.1雙層玻璃幕墻節(jié)能原理
雙層玻璃幕墻在夏季利用“煙囪效應”，通過自然通風換氣，降低室內(nèi)溫度；在冬季能產(chǎn)生溫室效應，提高保溫效果，降低取暖能耗。雙層玻璃幕墻在夏季的陽光照射下，幕墻通道中的空氣被加熱，使空氣自下而上地流動，從而帶走通道中的熱空氣，達到降低房間溫度的作用。同時，可以放下半透明卷簾，通過卷簾反射后除去大部分太陽輻射，降低房間溫度，減少降溫負荷，起到節(jié)約能源的目的。
2.2通過強化通風降溫降低能耗
幕墻周邊的溫度往往要比氣象觀測溫度高幾度，對于每層隔斷的雙層玻璃幕墻，幕墻中的換氣量更取決于風速和風向，而不是煙囪效應；在設(shè)計中應該將雙層玻璃幕墻空間與通風口隔斷以防止夏季熱風倒灌，或者向德國Debis中心那樣在炎熱的季節(jié)完全打開外表幕墻，但是這種設(shè)計的造價較高，同時導致冬季保溫性能降低。
3.幕墻利用太陽能節(jié)能
由于能源緊缺，主動式太陽能建筑節(jié)能設(shè)計是建筑利用太陽能節(jié)能的趨勢所在，而作為建筑立面的幕墻，在太陽能利用方面有著天然的優(yōu)勢。目前，隨著科技的進步和新型玻璃材料的產(chǎn)生，為建筑利用太陽能開辟了一條新路。目前國外開始采用一種光電幕墻發(fā)電，該幕墻是在玻璃中間復合光電池板塊，然后在裝配時將其連接在一起，從而形成一套發(fā)電系統(tǒng)。這套發(fā)電系統(tǒng)再通過一定的儲存設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為可以直接使用的電源。在烈日炎炎的夏天，利用太陽能產(chǎn)生的電源就可以在局部范圍內(nèi)滿足照明用電等需求。
4.結(jié)語
玻璃幕墻的節(jié)能效果與幕墻設(shè)計有密切關(guān)系，傳統(tǒng)單層玻璃幕墻可以采用減少玻璃幕墻的使用面積、建筑方位的調(diào)整、采用不同形式的遮陽、選擇合理的玻璃幕墻材料及安裝時增強其密封性等方法來減少能耗。
雙層玻璃幕墻，其主要的節(jié)能措施是改變兩層玻璃幕墻間空氣的導熱性能以及加強其流通。
主動式太陽能節(jié)能是建筑幕墻節(jié)能設(shè)計趨勢所在，其中光電幕墻就是利用太陽能發(fā)電綜合節(jié)能良好范例。
參考文獻：
[1]李彤，王義君．玻璃幕墻的遮陽節(jié)能技術(shù)[J]．設(shè)計研究，2005，（6）：35－37．
[2]龍文志．雙層結(jié)構(gòu)幕墻（一）[J]．建筑知識，2004，（6）：19－22．
[3]張芹．新一代環(huán)保節(jié)能型雙層玻璃幕墻[J]．上海建材，2004，（1）：17－19．
