【摘 要】幕墻工程以其美觀的外表功能越來越多地應(yīng)用在工程的外圍部位。但由于幕墻在我國興起的時間較短，不少工程因為幕墻施工中存在的問題而、整個工程在質(zhì)量、進(jìn)度、投資等方面產(chǎn)生了大量問題，直接影響了工程建設(shè)的預(yù)期目標(biāo) 。隨著現(xiàn)代建筑透明度的越來越高，玻璃幕墻及窗戶面積越來越大，節(jié)能和建筑玻璃幕墻及窗的矛盾也就越來越突出，作者就從多方面著探討玻璃幕墻的能耗問題。
【關(guān)鍵詞】玻璃幕墻； 工程；
中圖分類號：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 提高玻璃幕墻節(jié)能效果的途徑
建筑幕墻的節(jié)能應(yīng)與項目所在的地理氣候條件緊密地結(jié)合起來，合理地選用構(gòu)成玻璃幕墻的主要材料。
玻璃面板的選取。
從控制得熱與傳熱來講，玻璃幕墻的節(jié)能重點在玻璃的選擇上。節(jié)能玻璃要具備兩個節(jié)能特性——保溫性和隔熱性。玻璃的保溫性(導(dǎo)熱系數(shù)K值)要達(dá)到與當(dāng)?shù)貕w相匹配的水平。而對于玻璃的隔熱性(遮陽系數(shù)S)要與建筑物所在地陽光輻照特點相適應(yīng)。不同用途的建筑物對玻璃隔熱的要求是不同的。目前能同時達(dá)到“保溫”和“隔熱”要求的就是低輻射(Low－E)中空玻璃和多中空玻璃以及Low-E真空玻璃及組合真空玻璃。太陽光的熱能主要是可見光能(短波熱)和不可見光能(長波熱，即紅外線)兩部分�？梢姽饽苷�46％，紅外線占52％，另有2％為紫外線。Low-E鍍膜的獨特功能，是能讓可見光能透過而把不可見光反射回去，具有良好的阻隔熱輻射透過作用。所以，在夏天，它可放進(jìn)可見光(陽光)，同時把柏油馬路、建筑物等放出的強烈的不可見光能(紅外輻射熱)阻擋在外，使業(yè)主大大降低用于空調(diào)的投資和室內(nèi)的空調(diào)費用。在冬天，它可放進(jìn)可見光能，同時，把室內(nèi)的不可見光能(紅外輻射熱)反射回室內(nèi)，不使之通過玻璃向外散失，因此能極好地保持室內(nèi)溫度，大大降低冬季室內(nèi)的取暖費用，達(dá)到節(jié)能的目的。中空玻璃的隔熱能力來自于密封于玻璃之間的空氣層。因為空氣的熱阻性極好(空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.028W/m2k)，是玻璃的1/27(玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)0.77W/m2k)。中空玻璃的傳熱系數(shù)K值與其空氣層的厚度密切相關(guān)，應(yīng)適度控制中空玻璃空氣層的厚度。在空氣層的厚度小于13mm時空氣層厚度越大K值越小;在13mm左右時達(dá)到最低極限，此后K值隨空氣層厚度增加而增大，這是由于空氣層大于13mm后內(nèi)部空氣形成閉環(huán)對流增大了熱量傳遞所致。所以中空玻璃空氣層厚度一般應(yīng)選擇12mm為宜。若在中空玻璃中沖入氬氣(Ar)等惰性氣體抑制空氣的閉環(huán)對流其K值還可進(jìn)一步降低。也可以采取增加空氣層層數(shù)的辦法，就是用雙層或多層中空玻璃，或在空氣層中夾透明薄膜，利用裝飾隔條將空氣層分隔成幾個獨立的區(qū)域以減少對流傳熱對玻璃隔熱性的影響。
(2)隔熱鋁型材的選取。
作為透明幕墻的重要組成部分，鋁型材的斷熱節(jié)能也是應(yīng)考慮的一個重點要素。隔熱的原理是用機械輥壓的方法將非金屬隔熱條與兩個斷面的鋁合金型材巧妙地結(jié)合為一種隔熱材料。通過隔熱材料在玻璃幕墻的室內(nèi)外之間形成隔熱冷橋，使得室外的熱量無法通過熱傳導(dǎo)的形式傳至室內(nèi)，以達(dá)到節(jié)能的目的。目前最常用的鋁型材的隔熱材料為PA66GF25(俗稱尼龍66，化學(xué)名簡稱 PA66)，用PA66加25%的玻璃纖維改性成的工程塑料。它可增大熱阻，減少熱傳導(dǎo)，且具有優(yōu)良的耐磨、抗蠕變及耐老化性能。而力學(xué)性能指標(biāo)與鋁合金相當(dāng)，熱膨脹系數(shù)與鋁合金接近，尼龍66的導(dǎo)熱系數(shù)為0.3W/m2K，約為鋁的 1/700倍。普通的鋁合金門窗，傳熱系數(shù)比較大，即使安裝中空玻璃，傳熱系數(shù)也達(dá)到了4W/m2K，而采用尼龍隔熱條的型材的導(dǎo)熱系數(shù)可低于 2.7W/m2K 。
(3)保溫隔熱材料。
保溫隔熱材料在節(jié)能方面扮演著重要角色，同時還強化了防火功能。幕墻工程宜采用巖棉、礦棉、玻璃棉等充當(dāng)保溫隔熱材料，其優(yōu)點是保溫隔熱性能好，導(dǎo)熱系數(shù)只有0.044W/m2K，最高使用溫度達(dá)到650℃。在不透明幕墻系統(tǒng)中，幕墻的保溫材料是節(jié)能的重點考慮對象。以常見的樓層結(jié)構(gòu)梁處非透明玻璃幕墻為例。首先玻璃面板與主體結(jié)構(gòu)預(yù)留100mm厚度以上的密閉空氣層，然后在主體結(jié)構(gòu)墻體上貼保溫層，利用具有保溫作用的上下雙層防火巖棉加鍍鋅鋼板形成一個密閉的空氣層，以阻止室內(nèi)外能量的交換;在玻璃幕墻的收邊部位與墻體的空隙填充保溫巖棉。這樣，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量傳遞，從外傳到內(nèi)經(jīng)過三個部分，即玻璃幕墻部分、封閉空氣層部分與墻體部分。經(jīng)過上述的有效措施，使得墻體的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)范要求，有效地提
高了隔熱保溫性能。
(4)密封材料的選取。
密封材料的正確選取直接影響節(jié)能結(jié)構(gòu)措施的效果。玻璃與玻璃、型材槽壁間縫處采用密度不大于0.037g/cm3的聚乙烯泡沫棒作填充材料，此材料質(zhì)量輕、保溫性能好。玻璃幕墻開啟窗的周邊縫隙、明框幕墻玻璃與型材間隙宜采用耐候性好、耐熱性好、密封性好的三元乙丙橡膠條或氯丁橡膠條。玻璃與鋁型材副框間結(jié)構(gòu)性粘結(jié)必須采用與框體材料有良好相溶性的中性硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘合，這種結(jié)構(gòu)膠性能穩(wěn)定(使用溫度為 -4 8℃～ 88 ℃、耐熱性達(dá) 15 0℃、冷變形不明顯)、粘結(jié)力強。但全玻幕墻和點支承幕墻采用鍍膜玻璃時，不應(yīng)采用酸性硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘結(jié)，因為鍍膜層所含的金屬元素與酸性膠反應(yīng)將致使粘結(jié)破壞。耐候密封膠應(yīng)采用硅酮建筑密封膠。硅酮密封膠耐紫外線性能好，因此經(jīng)久耐用、不易老化龜裂，且與硅酮結(jié)構(gòu)膠、玻璃及其它構(gòu)件有良好相容性，粘結(jié)效果好。
3 玻璃幕墻的節(jié)能措施
選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ轿弧?
建筑方位的選擇是建筑外墻節(jié)能的要素之一。建筑的朝向應(yīng)該考慮日照、采光、通風(fēng)、遮陽等要求。大面積的玻璃幕墻應(yīng)避免東照西曬，建筑物的朝向應(yīng)朝南北方向配置。坐北朝南的的朝向是我國許多建筑的合理朝向，但朝向的選擇是因地域氣候、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。
(2)提高幕墻及窗的氣密性，減少室內(nèi)外空氣對流傳熱。
開啟窗部位是玻璃幕墻中保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。由空氣滲透性能檢測數(shù)據(jù)可知，在同壓力差下，可開啟部位的空氣滲透量遠(yuǎn)大于固定部位空氣滲透量。因此，開啟窗部位開啟角度不宜大于30°，開啟距離不宜大于300mm，同時要注意在立面分格設(shè)計中開啟窗設(shè)置數(shù)量不宜過多、面積不宜過大。在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下，盡量提高幕墻及窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設(shè)置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的窗材料。扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等;窗扇四周玻璃外側(cè)與固定板塊之間增設(shè)橡膠密封條，起到隔熱保溫作用。
(3)采用百頁、格柵等遮陽設(shè)施，減少太陽輻射得熱。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，使室外的熱量進(jìn)不到室內(nèi)，避免室內(nèi)過熱，從而降低空調(diào)的耗能，是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。同時，遮陽構(gòu)件可作為建筑的一種裝飾特征，營造出豐富多彩的形體。在建筑設(shè)計中要求，當(dāng)室外氣溫大于29℃、太陽輻射強度大于240W/m2、陽光照射室內(nèi)時間超過一小時、陽光照射室內(nèi)深度達(dá)0.5m等情況下，就要采用遮陽措施。
(4)采用雙層玻璃幕墻。
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(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。為了使立面通透、視野開闊，內(nèi)層幕墻一般可采用懸窗結(jié)構(gòu)形式，還有一種方法是設(shè)置通風(fēng)器，通風(fēng)器可安裝在幕墻的頂部，使得控制方便，通風(fēng)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，更為重要的是，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。
(5)采用光電玻璃幕墻。
光電玻璃由低鐵玻璃、太陽能光電模塊、背面玻璃、特殊金屬導(dǎo)線、EVA膠等組成，是一種新穎的建筑用高科技玻璃產(chǎn)品。光電玻璃最大的功能是利用太陽光產(chǎn)生電能，實現(xiàn)建筑物的多功能化、高科技化。它應(yīng)用在玻璃幕墻和玻璃天棚上具有現(xiàn)代感，是玻璃幕墻技術(shù)發(fā)展的又一個新的趨勢和潮流。把光電玻璃應(yīng)用于玻璃幕墻和玻璃天棚，可以起到安全、遮陽、隔熱、隔音、節(jié)能、環(huán)保、降低光污染、產(chǎn)生電能、創(chuàng)造效益的作用。最重要的是光電能源取之不盡、用之不竭，清潔無污染，可解決人類能源短缺的困擾。
4 結(jié)語
我國建筑能耗是相同氣候條件發(fā)達(dá)國家建筑能耗的2到3倍，在全面建設(shè)小康社會的進(jìn)程中，節(jié)能減排的任務(wù)十分艱巨。建筑節(jié)能是提高住宅舒適度，降低使用費用的基礎(chǔ)，也是可持續(xù)發(fā)展的迫切要求，只有把資源節(jié)約、降低能耗放在突出位置，才能更好地促進(jìn)和諧社會的建設(shè)。玻璃幕墻的節(jié)能除了選擇合理的玻璃幕墻材料，建筑方位的調(diào)整、采用小的建筑物體形系數(shù)、采用不同形式的遮陽、安裝時增強其密封性等方法來減少能耗都是非常好的節(jié)能途徑。建筑物的節(jié)能應(yīng)該從多方面加以控制，是各個有關(guān)方面共同作用的結(jié)果，對于玻璃幕墻上述節(jié)能措施，我們應(yīng)該從實際出發(fā)、靈活運用，達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 對玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)要求.
[2] 陳武文 .玻璃幕墻的遮陽節(jié)能技術(shù) .
[3] 特種玻璃·結(jié)構(gòu)·幕墻 .技術(shù)手冊
