摘要：玻璃幕墻技術(shù)是現(xiàn)今廣泛應(yīng)用的一種建筑外墻技術(shù)，它具有美觀大方，透光性好等特點(diǎn)，但是由于材料自身特性和傳熱系數(shù)大的缺點(diǎn)導(dǎo)致建筑能耗高于普通建筑幕墻，因此，探討玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)十分必要。
關(guān)鍵詞：玻璃幕墻；節(jié)能；設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：J527文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
“城市節(jié)能”是當(dāng)今社會(huì)城市發(fā)展共同關(guān)注的話題，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)模式的不斷轉(zhuǎn)化，建筑行業(yè)的目標(biāo)也發(fā)生了巨大變化，各類節(jié)能型建筑材料也成為各大建筑企業(yè)的首選，基于這一點(diǎn)，玻璃幕墻得以推廣。玻璃幕墻作為一種新型材料，具有采光面積大、造型多變、美觀大方、自重輕、光影效果好等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是，由于自身傳熱系數(shù)大，所以能耗也大，這就說(shuō)明在享受其諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)就一定要犧牲建筑節(jié)能。如何尋找建筑美觀與建筑節(jié)能之間的平衡點(diǎn)呢，玻璃幕墻技術(shù)是突破的關(guān)鍵，通過(guò)玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)，使用玻璃幕墻可以更好的促進(jìn)現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展。
1、玻璃幕墻的節(jié)能原理
由于玻璃幕墻的透明性特征，它可以通過(guò)對(duì)流、輻射的方式使熱能進(jìn)行傳遞。除此之外，玻璃幕墻也能通過(guò)太陽(yáng)光的直接通過(guò)來(lái)傳遞熱能，人們?yōu)榱藢?duì)玻璃傳遞能量的過(guò)程進(jìn)行更好的評(píng)估，可以通過(guò)單位面積、單位溫差和單位時(shí)間內(nèi)的傳遞焦耳數(shù)來(lái)確定。焦耳數(shù)越大就證明玻璃的能耗損失越多，對(duì)節(jié)能是特別的不利的。研究玻璃幕墻的節(jié)能效果還需要考慮遮蔽系數(shù)，在同樣的條件下，將玻璃組件和透明的玻璃放置在太陽(yáng)光下，讓太陽(yáng)輻射能量通過(guò)得到輻射能量的比值來(lái)確定遮蔽系數(shù)，遮蔽系數(shù)越小，說(shuō)明節(jié)能的效果更好。
2、玻璃幕墻材料的選擇
2.1 鋁合金型材（隔熱斷橋）
鋁合金材料是玻璃幕墻中主要的支撐構(gòu)件，金屬導(dǎo)熱系數(shù)較大，普通幕墻的型材容易“熱橋”現(xiàn)象。為了防止“熱橋”的出現(xiàn)，可以采用斷熱橋鋁型材來(lái)有效地達(dá)到節(jié)能效果。斷熱橋鋁型材的隔熱原理是基于一個(gè)連續(xù)的隔熱區(qū)域，利用低導(dǎo)熱系數(shù)材料制成隔熱條，將鋁合金型材分成兩個(gè)部分。隔熱條材料的導(dǎo)熱系
數(shù) 0.3 W/（m2・K），遠(yuǎn)小于鋁合金導(dǎo)熱系數(shù) 203 W/（m2・K），強(qiáng)度與鋁合金材料相當(dāng)。在炎熱的夏季，斷熱橋鋁型材室外部分溫度達(dá) 40～60 ℃時(shí)，室內(nèi)部分可保持在 25 ℃左右，可以有效地阻止熱量傳到室內(nèi)。冬季，室內(nèi)外鋁型材溫差也可達(dá)到 20 ℃左右，從而減少熱量損失，達(dá)到節(jié)能目的。
2.2保溫材料
層間結(jié)構(gòu)梁位置的玻璃幕墻可采用單片玻璃和保溫巖棉的組合設(shè)置，以確保玻璃幕墻在非透明位置的保溫系數(shù)滿足節(jié)能計(jì)算要求。
3、玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的原則
由于我國(guó)南北氣候差異較大，在不同的氣候條件下對(duì)幕墻的節(jié)能要求不同。因此，玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件遵循以下設(shè)計(jì)原則：①充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件，綜合各方面因素進(jìn)行合理選材、選型；②嚴(yán)格遵循國(guó)家現(xiàn)行的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；③熱工設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)其復(fù)雜的傳熱過(guò)程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究。④冬季寒冷地區(qū)應(yīng)進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)，夏季炎熱地區(qū)應(yīng)進(jìn)行隔熱、通風(fēng)設(shè)計(jì)；
4、玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)
4.1單層玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)
合理利用玻璃幕墻可以達(dá)到冬季保暖夏季隔熱的最佳下過(guò)，通常通過(guò)以下三種三方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：①減少玻璃幕墻的面積：這種方式較適合南方，適量的減少玻璃幕墻，特別是朝陽(yáng)面的玻璃幕墻可以減少夏季太陽(yáng)輻射，降低室內(nèi)溫度，節(jié)省空調(diào)能量，達(dá)到節(jié)能的目的；②合理選擇材料，可以選擇一些減少輻射的材料，例如：Low―E玻璃，這種材質(zhì)的玻璃可以直接反射遠(yuǎn)紅外輻射，有效防止玻璃吸熱后再以輻射形式向外擴(kuò)散熱量，并且這種玻璃與普通玻璃見光率相差不大；③可以通過(guò)玻璃幕墻的遮陽(yáng)技術(shù)防止太陽(yáng)輻射，避免了眩光，也改善了室內(nèi)環(huán)境。
4.2雙層玻璃幕墻
與傳統(tǒng)玻璃幕墻相對(duì)應(yīng)的是雙層玻璃幕墻，它是一種新型節(jié)能材料。雙層幕墻主要由一個(gè)單層玻璃幕墻和一個(gè)雙層玻璃幕墻組成，在兩個(gè)幕墻中間有一個(gè)空間，在空間的上下兩端有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)設(shè)施，這個(gè)空間就是熱通道，因此也稱為“熱通道幕墻”。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為封閉式內(nèi)循環(huán)體系和敞開式外循環(huán)體系兩種類型。
4.2.1 封閉式內(nèi)循環(huán)體系
封閉式內(nèi)循環(huán)體系外層玻璃幕墻全封閉，室內(nèi)空氣通過(guò)內(nèi)層玻璃幕墻通風(fēng)口進(jìn)入熱通道，從熱通道上升至上部排風(fēng)口，空氣從吊頂?shù)呐棚L(fēng)管排出。這樣使得熱通道內(nèi)溫度與室內(nèi)溫度基本相同，大大節(jié)省了取暖和制冷的電力消耗，這種形式的幕墻多用于冬季寒冷的地區(qū)。內(nèi)循環(huán)體系幕墻的外幕墻封閉，通常采用中空玻璃和斷熱鋁型材，內(nèi)幕墻則采用單層玻璃或單層鋁門窗。內(nèi)、外兩層幕墻之間熱通道的距離通常為 200 mm 左右，有的工程為了維修、清洗方便將熱通道的距離設(shè)計(jì)為 500～600 mm。在通道內(nèi)設(shè)置電動(dòng)百葉或電動(dòng)卷簾，以便在夏季起遮陽(yáng)作用，減少太陽(yáng)輻射熱產(chǎn)生的通道溫升，提高制冷效果。
4.2 .2敞開式外循環(huán)體系
敞開式外循環(huán)體系是指空氣從外層幕墻的下通道進(jìn)入熱通道，然后從外層幕墻的上部排風(fēng)口排出，內(nèi)層幕墻完全封閉。其結(jié)構(gòu)為外層幕墻采用開敝結(jié)構(gòu)的單片玻璃幕墻，內(nèi)層幕墻采用中空玻璃隔熱幕墻。敞開式外循環(huán)幕墻的內(nèi)幕墻封閉，外幕墻有下進(jìn)風(fēng)口和上排風(fēng)口。進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口可以開啟和關(guān)閉，冬季關(guān)閉上、下風(fēng)口，熱通道成封閉空間。熱通道內(nèi)空氣經(jīng)陽(yáng)光照射升溫，可以提高內(nèi)側(cè)幕墻外表面溫度，達(dá)到保溫節(jié)能的效果。夏季開啟通風(fēng)口，利用“煙囪效應(yīng)”進(jìn)行自然通風(fēng)換氣，帶走熱通道內(nèi)由于日照而產(chǎn)生的熱量，降低內(nèi)層幕墻的外表面溫度，減少了空調(diào)冷負(fù)荷。
5、 建筑工程施工中的玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)
5.1 幕墻施工中的節(jié)能控制要點(diǎn)在施工階段，對(duì)金屬材料、構(gòu)配件連接處的柔性墊片、塊設(shè)置要到位，立柱上下端與主體結(jié)構(gòu)問(wèn)要留縫注膠密封。結(jié)構(gòu)膠施工車間溫度、濕度、衛(wèi)生情況應(yīng)符合要求，結(jié)構(gòu)膠施工要規(guī)范，施工后養(yǎng)護(hù)條件及養(yǎng)護(hù)時(shí)間要符合要求。耐候膠施工前要清潔玻璃打膠面。不宜在夜晚、雨
天打耐候膠，在接縫內(nèi)打耐候膠應(yīng)兩對(duì)面黏結(jié)，不應(yīng)三面黏結(jié)（如三面黏結(jié)，耐候膠經(jīng)反復(fù)拉壓后會(huì)被撕裂，從而失去密封作用），其施工寬度不宜小于 2 倍的施工厚度。幕墻與各層樓板、隔墻外沿問(wèn)封堵巖棉（礦棉）應(yīng)填充密實(shí)、厚度不應(yīng)小于100mm，不僅提高防火性能，還能有效提高隔熱保溫性能。幕墻玻璃周邊及建筑物內(nèi)、外裝飾麗問(wèn)所留縫隙，要采用柔性材料嵌填密封。上、下橫梁及邊立柱與主體結(jié)構(gòu)間空隙處宜用發(fā)泡劑填充后再做裝飾處理。
5.2 幕墻節(jié)能質(zhì)量驗(yàn)收主控項(xiàng)目
幕墻的氣密性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定的等級(jí)要求。當(dāng)幕墻面積大于 3000m2或建
筑外墻面積的 50％時(shí)，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)抽取材料和配件，在檢測(cè)試驗(yàn)室安裝制作試件進(jìn)行氣密性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定等級(jí)要求。密封條應(yīng)鑲嵌牢固、位置正確、對(duì)接嚴(yán)密。施工時(shí)要采取防潮措施確保保溫材料的保溫性能，所采用的保溫材料如無(wú)防潮性能，則不得在受潮后使用。遮陽(yáng)設(shè)施的安裝位置應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，遮陽(yáng)設(shè)旋的安裝應(yīng)牢固。幕墻工程熱橋部位的隔斷熱橋措施應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，斷熱節(jié)點(diǎn)的連接應(yīng)牢固。幕墻隔汽層應(yīng)完整、嚴(yán)密、位置正確，穿透隔汽層處的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)采取密封措施。冷凝水的收集和排水應(yīng)通暢，并不得滲漏。
結(jié)語(yǔ)
研究玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)，尋找美觀性與節(jié)能型的平衡點(diǎn)，將玻璃幕墻技術(shù)更好的運(yùn)用到當(dāng)前各項(xiàng)建筑中，促進(jìn)城市節(jié)能事業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)綠色環(huán)保型社會(huì)的建設(shè)，為人們生活代能更多的舒適與方便，對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。
參考資料
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