摘要隨著建筑門窗以及建筑幕墻的發(fā)展，一些新型的門窗幕墻得到了廣泛地應(yīng)用。門窗幕墻作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成，對(duì)整個(gè)建筑物的能耗的評(píng)價(jià)起著十分重要的作用。但由于材料的節(jié)能技術(shù)和施工技術(shù)的限制，這些產(chǎn)品在能源消耗的控制方面依然存在著諸多的問題，因此，本文通過簡(jiǎn)單分析了當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)的問題的基礎(chǔ)上，闡述了一些節(jié)能技術(shù)在門窗幕墻中的應(yīng)用，并針對(duì)施工環(huán)節(jié)提出了一些節(jié)能措施。從而保證建筑物的節(jié)能符合設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：建筑門窗；玻璃幕墻；節(jié)能技術(shù)
隨著《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等相關(guān)節(jié)能國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，節(jié)能已成為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。一些新型門窗以及幕墻得到了廣泛地使用，建筑門窗及幕墻的節(jié)能性能、隔聲性能、裝飾功能應(yīng)用得到了加強(qiáng)，光伏建筑一體化也在探索應(yīng)用中。在門窗幕的施工環(huán)節(jié)，節(jié)能的施工技術(shù)措施是保證節(jié)能項(xiàng)目分項(xiàng)工程的關(guān)鍵，節(jié)能工程分項(xiàng)驗(yàn)收已列入強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。門窗幕墻作為建筑物的重要維護(hù)結(jié)構(gòu)起著舉足輕重的地位,門窗幕墻的框架材料、面板材料、安裝間隙、裝配間隙、密封材料等決定著產(chǎn)品節(jié)能性能。由于門窗幕墻的透光性使得室內(nèi)外的環(huán)境容易發(fā)生能量的交換，面板產(chǎn)生一些門窗幕墻能耗損失較大。本文從建筑門窗幕墻的設(shè)計(jì)方面著手，結(jié)合在門窗幕墻工程項(xiàng)目管理工作的施工實(shí)踐，重點(diǎn)考慮節(jié)能技術(shù)在其設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和施工技術(shù)措施，找到切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方法和安裝工藝，以控制門窗幕墻的熱交換的各個(gè)環(huán)節(jié)，滿足節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)及驗(yàn)收要求。
1 節(jié)能的本質(zhì)
建筑的節(jié)能包含很多方面，涉及到墻體節(jié)能、門窗節(jié)能、屋面節(jié)能、地面節(jié)能、采暖節(jié)能、通風(fēng)與空調(diào)節(jié)能、配電與照明節(jié)能等等，而建筑門窗和建筑幕墻的節(jié)能是其重要組成部分。門窗和幕墻的節(jié)能主要是指通過產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用、生產(chǎn)加工和安裝工藝的制定等措施，使建筑物在使用過程中，以盡量少的能量消耗而獲得理想的溫度環(huán)境和光線環(huán)境的過程。比如：在炎熱的夏季和寒冷的冬季，人們?yōu)榱双@得正常的使用環(huán)境，常常需要使用消耗電能的電器設(shè)施來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度環(huán)境，使人們?cè)诮ㄖ锸覂?nèi)環(huán)境舒適地生活和工作。而門窗及幕墻的節(jié)能效果，直接影響到耗能的多少。一般而言，節(jié)能門窗及節(jié)能幕墻產(chǎn)品。在炎熱的夏季應(yīng)具有較高的隔熱性能，在寒冷的冬季應(yīng)具有較高的保溫功能。然而，如何實(shí)現(xiàn)夏季隔熱，冬季保溫功能還需要得到進(jìn)一步探索。
傳熱方式有三種即對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)。熱水瓶之所以有良好的保溫性能，就是有效地阻斷了三種傳熱途徑。對(duì)流傳熱是指具有熱能的氣體或液體在移動(dòng)的同時(shí)所進(jìn)行的熱交換現(xiàn)象。輻射傳熱是以電磁波的形式把熱由一個(gè)物體傳向另一個(gè)物體的現(xiàn)象。導(dǎo)熱是指物體內(nèi)部的熱由高溫側(cè)向低溫側(cè)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。建筑物的傳熱是上述三種方式綜合作用的結(jié)果。為此，窗及玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的重點(diǎn)是在上述三種傳熱方式中設(shè)計(jì)合理的控制手段，以達(dá)到節(jié)能目的。而在影響玻璃幕墻的熱工性能方面，可以通過控制傳熱和增加遮擋來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
2 新型門窗以及幕墻的節(jié)能內(nèi)涵
建筑的節(jié)能雖然包括方方面面，但據(jù)資料顯示，通過門窗產(chǎn)生的建筑能耗占整個(gè)建筑能耗的45%-50%，玻璃幕墻則按幕墻占建筑外圍護(hù)的面積高達(dá)70%以上。因此門窗以及幕墻的節(jié)能在建筑業(yè)占有重要的地位。門窗與幕墻的節(jié)能主要是通過產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料的選用的方法,使得建筑物在使用的過程當(dāng)中，以最少的能量消耗以獲得最理想的溫度和光線環(huán)境的過程。門窗以及幕墻的節(jié)能的效果，直接影響的耗能的多少。為了達(dá)到最理想的效果，一般,為減少太陽的輻射和室外空氣形成的熱作用，門窗以及玻璃幕墻在夏天應(yīng)具有較好的隔熱性能，相反，為減少房屋維護(hù)結(jié)構(gòu)向外散失熱量，在冬季門窗幕墻應(yīng)具有良好的保溫性能。門窗幕墻節(jié)能是通過保溫隔熱技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，其主要的目標(biāo)就是減少熱量的傳遞。為了增加節(jié)能效果，采用隔熱材料、低輻射鍍膜玻璃、真空及中空玻璃等傳熱系數(shù)較小的材料，在節(jié)能方面取得較好效果。
熱傳遞的三種方式：對(duì)流，輻射以及導(dǎo)熱。對(duì)流傳熱是指具有熱能的氣體或是液體在移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行熱交換。輻射傳熱則是以電磁波的形式把熱能在不同的物體之間進(jìn)行傳遞。導(dǎo)熱而是物體內(nèi)部由高溫一側(cè)傳到低溫一側(cè)的現(xiàn)象。門窗以及幕墻傳遞的熱能通常是三種傳遞方式作用的結(jié)果，因此，門窗與幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)也就是通過上述傳熱方式來進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以滿足其要求。
3 建筑門窗幕墻設(shè)計(jì)及施工中存在的問題
建筑門窗幕墻設(shè)計(jì)的重要性認(rèn)識(shí)不足。我國(guó)是能源消耗的大國(guó)，門窗幕墻的耗能接近建筑耗能的一半，一些人對(duì)門窗幕墻節(jié)能知識(shí)了解的知之甚少，門窗幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)嚴(yán)重滯后，同時(shí)，由于其設(shè)計(jì)與工程一體化的機(jī)制，不利于其發(fā)展。其次，其設(shè)計(jì)僅限于結(jié)構(gòu)與構(gòu)造設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)變成了“抄計(jì)”，創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)，盡管我國(guó)年專利擁有量在世界名列前矛，但真正的發(fā)明與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較顯得落后。盡管其各種節(jié)能門窗幕墻的令人眼花繚亂，但技術(shù)還不成熟，美中不足，因此，門窗幕墻的節(jié)能環(huán)保的任務(wù)迫在眉睫。在項(xiàng)目施工方面，建設(shè)單位為了降低成本，在建筑節(jié)能方面投入不足，或者不愿意投入。比如玻璃幕墻的型材不采用隔熱效果好的斷勢(shì)型材，采用普通型材加上簡(jiǎn)單的PVC隔離加以替代，門窗玻璃很少采用Low-E中空玻璃，石材幕墻內(nèi)側(cè)不采取保溫措施等。
4 建筑門窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)及施工技術(shù)措施
傳熱系數(shù)Ｋ值和遮陽系數(shù)Sc是衡量外圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)的兩個(gè)節(jié)能指標(biāo)。傳熱系數(shù)Ｋ�是在穩(wěn)定的傳熱條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的空氣溫差為１Ｋ時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的傳熱量的值。傳熱系數(shù)Ｋ值是由于溫差引起的熱傳遞，一般情況下，傳熱系數(shù)Ｋ�越低，其門窗幕墻的熱傳遞效果越差耗能越低，越節(jié)能。對(duì)有節(jié)能要求的建筑，對(duì)門窗的K值作出了最低要求，一般K值不得低于3.2。新型的鋁木復(fù)合平開窗或斷熱鋁合金平開窗K值一般可以達(dá)到2.5以下。遮陽系數(shù)Sc是指實(shí)際通過門窗玻璃的太陽輻射得熱，同透過３�透明玻璃的太陽輻射得熱的比值，是由于太陽輻射引起的熱傳遞。降低傳熱系數(shù)Ｋ�和遮陽系數(shù)Sc，可以有效地改善其節(jié)能的效果。
要達(dá)到建筑節(jié)能符合設(shè)計(jì)要求，門窗及幕墻的施工環(huán)節(jié)也相當(dāng)重要。對(duì)于門窗，目前建設(shè)部門正在大力推廣門窗產(chǎn)品的節(jié)能標(biāo)識(shí)工作，改變工程項(xiàng)目中的門窗工程由業(yè)主東拼西湊指定材料，最后的門窗產(chǎn)品節(jié)能指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的做法。因?yàn)殚T窗和幕墻產(chǎn)品是一個(gè)由材料系統(tǒng)、面板系統(tǒng)、五金系統(tǒng)、加工安裝工藝組成的復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)統(tǒng)籌考慮。建筑物外窗的氣密性、保溫性、中空玻璃露點(diǎn)、玻璃遮陽系數(shù)和可見光透射比這些指標(biāo)必須進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，才能有效保證門窗的節(jié)能符合設(shè)計(jì)要求。幕墻的節(jié)能工程中使用的保溫隔熱材料，其導(dǎo)熱系數(shù)、密度、燃燒性能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
4.1 降低傳熱系數(shù)K的措施
1）玻璃是決定玻璃幕墻節(jié)能性能的關(guān)鍵構(gòu)件，采用雙層玻璃、低輻射Low-E玻璃、真空玻璃等類型的玻璃。中空玻璃的外層玻璃一般采用吸熱和熱反射類型的玻璃，而內(nèi)層則采用透明類型的玻璃，由于外層玻璃可以有效地吸收和反射大量的太陽輻射熱，使得空氣層將外層玻璃的熱量阻擋在室外。真空玻璃的二層玻璃間抽成0.2mm左右的真空，填充C型支撐物密封而成，由于沒有空氣等介質(zhì)，熱的三種傳導(dǎo)都不可能，因此隔熱效果及隔聲效果相當(dāng)理想。填充一些惰性氣體的中空玻璃，因?yàn)槎栊詺怏w的熱傳導(dǎo)率低于空氣，也可以有效地降低K的大小。在施工中正確選用并安裝玻璃，鍍膜玻璃或中空玻璃的膜面應(yīng)在內(nèi)側(cè)或中空玻的第2面或第三面。復(fù)驗(yàn)中空玻璃露點(diǎn)。
2）鋁合金隔熱條的尺寸和導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)框的傳熱系數(shù)影響很大。增大隔熱條的寬度，鋁合金門窗的框由內(nèi)、外的鋁合金框和中間連接內(nèi)外框的芯子組成，其中芯子是由絕緣導(dǎo)熱率低的非金屬材料組成（一般為發(fā)泡材料），它的寬度越大，框架的熱阻就越大，從而使得Ｋ減小。采用多空腔的隔熱條。隔熱條的寬度不能無限的加寬，過寬會(huì)影響結(jié)構(gòu)的緊湊型，因此，采用多空腔傳導(dǎo)，也能提高框架的熱阻�，F(xiàn)場(chǎng)安裝拼接組合框架時(shí)室外側(cè)型材部分只能接觸相鄰型材的室外側(cè)部分，不能室外側(cè)型材和室內(nèi)側(cè)型材交叉接觸。
4.2 降低遮陽系數(shù)Sc的措施
1）采用多功能鍍膜玻璃，低輻射玻璃等處理技術(shù)。采用鍍膜玻璃可使其輻射的熱量減少，可達(dá)到保溫隔熱的效果。
2）幕墻的遮陽構(gòu)件種類繁多，如百葉、遮陽板、遮陽擋板、卷簾、花格等。對(duì)于遮陽構(gòu)件，其尺寸直接關(guān)系到遮陽效果。幕墻的遮陽一般采用內(nèi)、外遮陽技術(shù)，其中外遮陽中的水平遮陽板的設(shè)計(jì)時(shí)要注意遮陽板與玻璃幕墻應(yīng)留有一定的距離，同時(shí)遮陽板的本身也需要進(jìn)行通風(fēng)處理。內(nèi)遮陽則是在幕墻內(nèi)布置遮陽簾，竹簾等，近來中空玻璃空氣層內(nèi)安裝百葉的百葉玻璃也應(yīng)用在門窗工程中。遮陽如果和光伏發(fā)電技術(shù)結(jié)合起來，不但滿足門窗幕墻的遮陽節(jié)能要求，而且可以通過光伏組件有效利用太陽能，提供清潔能源。
5 建筑門窗幕墻的節(jié)能應(yīng)用技術(shù)
1）門窗幕墻周邊應(yīng)用高性能密封技術(shù)，可以有效地空氣中滲透熱的損失，從而提高了隔熱以及保溫等物理性能，在密封方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展。
2）門窗幕墻中斷熱型鋁材的應(yīng)用技術(shù)。為了使隔熱，保溫達(dá)到合理的效果，一般斷熱型鋁材與中空玻璃配套使用，使得隔熱，保溫效果得到了很大的提高。
3）門窗幕墻中節(jié)能玻璃的應(yīng)用技術(shù)。中空玻璃、真空玻璃、低輻射鍍膜玻璃（Low-E玻璃）、多層中空玻、有色玻璃、內(nèi)置百葉玻璃等的應(yīng)用，大大提高了門窗和幕墻的節(jié)能效果。
4）門窗幕墻的遮陽技術(shù)。遮陽技術(shù)雖然不能提高門窗幕墻本身的節(jié)能效果，但對(duì)建筑物室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷產(chǎn)生重大影響，也因此影響建筑整體節(jié)能效果。
5）門窗幕墻的系統(tǒng)技術(shù)。門窗和幕墻是一個(gè)產(chǎn)品，由框架材料、面板材料、五金材料、密封材料、連接材料、緊固件等通過一定的加工和安裝工藝組成的一個(gè)有機(jī)整體。也就是說是一個(gè)系統(tǒng)集成。單一方面的性能最優(yōu)越也不能決定門窗幕墻的整體性能。目前行業(yè)內(nèi)研究開發(fā)系統(tǒng)門窗和幕墻技術(shù)的勢(shì)頭正成長(zhǎng)，有些產(chǎn)品已成功應(yīng)用于工程。
6）光伏和門窗幕墻結(jié)合的光伏建筑一體化技術(shù)。太陽能是可持續(xù)性利用的綠色能源，目前比較成熟應(yīng)用的是在單晶硅、多晶硅領(lǐng)域。光伏玻璃(光伏組件)替代玻璃幕墻面板，通過接線盒、逆變器等電器元件組成光伏發(fā)電系統(tǒng)。幕墻外側(cè)的遮陽板，安裝光伏組件，自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)調(diào)整遮陽板與太陽的照射角度，可以產(chǎn)生清潔能源。沿街的欄桿安裝光伏組件產(chǎn)生的太陽能電能可以為城市的景觀照明提供電能。光伏技術(shù)和門窗幕墻結(jié)合，是門窗幕墻節(jié)能技術(shù)的提高和跨越。
6 結(jié)論
門窗幕墻作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其節(jié)能效果直接決定著建筑能耗的多少，通過對(duì)門窗幕墻的節(jié)能本質(zhì)分析，合理選擇遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)較小的材料，把門窗和幕墻作為一個(gè)系統(tǒng)研究并和光伏發(fā)電相結(jié)合，有效地減少因門窗玻璃幕墻的傳熱而引起的能量損失�？傊T窗與幕墻的節(jié)能作為一門系統(tǒng)的科學(xué)技術(shù)，需要在材料選用，門窗幕墻的合理設(shè)計(jì)施工等方面進(jìn)行合理的控制，改善其節(jié)能的效果。
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