淺談現(xiàn)代玻璃幕墻和建筑節(jié)能思索

1、淺談現(xiàn)代玻璃幕墻和建筑節(jié)能思索【摘 要】玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑較多采用的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)， 是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，是傳統(tǒng)墻 體失熱損失的5-6倍。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑節(jié)能是 中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位 的節(jié)能環(huán)保意識(shí)也不斷提高，對(duì)玻璃幕墻的節(jié)能要求也不斷 的提髙。下面本文對(duì)現(xiàn)代玻璃幕墻與建筑節(jié)能進(jìn)行了探討?！娟P(guān)鍵詞】玻璃幕墻；建筑節(jié)能；采暖一、前言由支承結(jié)構(gòu)體系與面板組成的、可相對(duì)主體結(jié)構(gòu)有一定 位移能力的、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或 裝飾性結(jié)構(gòu)稱為建筑幕墻。而面板材料是玻璃的建筑幕墻就 是玻璃幕墻。玻璃幕墻不僅實(shí)現(xiàn)了建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體

2、與 門(mén)窗的合二為一，而且把建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能與裝飾功 能巧妙地融為一體，使建筑更具現(xiàn)代感和裝飾藝術(shù)性。玻璃 幕墻的這種良好特性，使它一經(jīng)問(wèn)世就得到人們的重視和青 睞。我國(guó)從上世紀(jì)80年代初開(kāi)始引入玻璃幕墻，經(jīng)過(guò)20多 年的發(fā)展，玻璃幕墻在全國(guó)各地的建筑，特別是在一些地區(qū) 的標(biāo)志性公共建筑中已經(jīng)使用的相當(dāng)多了。香港的中環(huán)廣 場(chǎng)，上海的金茂大廈、錦江大廈，北京的西單國(guó)際大廈等都 采用了大面積的玻璃幕墻。而大面積玻璃幕墻在提供良好采 光的同時(shí)卻又帶來(lái)了采暖與制冷能耗高的隱患，這是建筑能 耗的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。因此，研究玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)建筑 節(jié)能工作的開(kāi)展有重要意義。二、現(xiàn)代玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)

3、能1、選擇節(jié)能的玻璃組件玻璃幕墻和窗戶的能耗約占建筑總能耗的50%,要達(dá)到 超低能耗的目的，玻璃幕墻和窗戶采用高性能的節(jié)能玻璃是 一個(gè)重要的方面。玻璃材料的透光系數(shù)、太陽(yáng)直射透射率、 相對(duì)得熱以及傳熱系數(shù)等指標(biāo)，對(duì)建筑的室內(nèi)熱環(huán)境和采暖 空調(diào)能耗影響很大。因此，在建筑設(shè)計(jì)上如何利用玻璃材料, 做到減少能耗，是建筑師急待注意的問(wèn)題。目前常用的窗用 玻璃有浮法玻璃、中空玻璃、熱反射膜玻璃、低輻射玻璃、 鋼化玻璃、夾層玻璃等。其中浮法玻璃的保溫隔熱性能最差, 鋼化玻璃只改善了玻璃的強(qiáng)度，其保溫隔熱性能與浮法玻璃 一樣。中空玻璃隨兩片玻璃板間的間隙大小不同而保溫隔熱 性能也不同，間隙越大，保溫隔熱性能

4、越好。中空玻璃的標(biāo) 準(zhǔn)間隙有6mm、9mm、12mm、16mm、20mm等。目前國(guó)內(nèi)最常 用的中空玻璃間隙為6mm或9mmo中空玻璃按使用的玻璃品 種和間隙內(nèi)的氣體又可分為普通中空玻璃、低輻射中空玻 璃、充惰性氣體中空玻璃、充惰性氣體輻射中空玻璃。其中 充惰性氣體輻射中空玻璃的保溫隔熱性能最好。另外，隨著 現(xiàn)代科技水平的迅速提高和應(yīng)用技術(shù)的日新月異，各種功能 獨(dú)特的玻璃紛紛問(wèn)世。目前國(guó)內(nèi)采用的幾種節(jié)能玻璃材料主 要有鍍膜玻璃、中空玻璃、帶薄膜型熱反射材料玻璃和中空 玻璃?？傊?，通常，炎熱地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)宜選擇吸熱玻 璃和熱反射玻璃；過(guò)渡地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)宜選擇帶熱反射 玻璃的中空玻璃；寒冷地

5、區(qū)宜選擇低輻射玻璃。在有條件的 地方，盡量使用低輻射中空玻璃，它綜合性能最好，對(duì)周圍 環(huán)境基本無(wú)光污染，不眩目刺眼。2、玻璃幕墻斷熱型材的應(yīng)用通常玻璃幕墻所用材料基本上包括骨架、玻璃和封條材 料。按材料的組成及構(gòu)造形式分有四種：型鋼骨架、鋁合金 型材骨架、不露骨架結(jié)構(gòu)及無(wú)骨架玻璃幕墻。其中不露骨架 結(jié)構(gòu)及無(wú)骨架玻璃幕墻均無(wú)金屬框架，其幕墻的導(dǎo)熱系數(shù)均 有玻璃本身和封條材料的性能來(lái)決定，封條材料的材料大多 為密封膠和密封條。型鋼骨架及鋁合金型材骨架玻璃幕墻因 采用金屬框架，容易形成冷橋和熱橋，因此，金屬框架材料 的選定對(duì)于玻璃幕墻的節(jié)能具有非常重要的意義。目前釆用 的新型斷熱金屬框名稱很多，但大

6、多數(shù)都是在內(nèi)外兩種高導(dǎo) 熱性的金屬框料之間插入低導(dǎo)熱性的隔離物，形成有效斷熱 層，阻斷通過(guò)門(mén)窗框或窗扇型材散失熱量的途徑，統(tǒng)稱為斷 熱型材。斷熱型材結(jié)構(gòu)合理、結(jié)合牢固、強(qiáng)度高、剛性好、 熱阻大，而且具有優(yōu)良的隔聲節(jié)能性能、抗風(fēng)性能和氣密水 密性能。斷熱型材早期多用于平開(kāi)窗，后來(lái)逐漸用于有框玻 璃幕墻。隨著的社會(huì)發(fā)展，人們生活水平的提高，居住環(huán)境 也趨于高檔化，環(huán)保性，新型隔熱保溫型材這一新概念產(chǎn)品 也由國(guó)外傳到國(guó)內(nèi)。各個(gè)從事鋁型材生產(chǎn)的企業(yè)紛紛引進(jìn)國(guó) 外隔熱斷橋穿條設(shè)備，國(guó)內(nèi)從事鋁加工設(shè)備的企業(yè)，也開(kāi)發(fā) 出隔熱斷橋穿條設(shè)備。新型斷熱鋁型材通過(guò)穿條斷橋連接， 可以將氧化銀白料與彩色噴涂料，砂面料

7、與著色料相連接， 增加型材的裝飾感。3、玻璃幕墻遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)由于玻璃幕墻由玻璃和金屬結(jié)構(gòu)組成，而玻璃表面換熱 性強(qiáng)，熱透射率高，故對(duì)室內(nèi)熱條件有極大的影響，在夏季, 陽(yáng)光透過(guò)玻璃射入室內(nèi)，是造成室內(nèi)過(guò)熱的主要原因。特別 在南方炎熱地區(qū)，如果人體再受到陽(yáng)光的直接照射，將會(huì)感 到炎熱難受。在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽(yáng)系統(tǒng)，可以最大限度減 少陽(yáng)光的直接照射，從而避免室內(nèi)過(guò)熱，是炎熱地區(qū)建筑防 熱的主要措施之一。根據(jù)地區(qū)的氣候特點(diǎn)和房間的使用要 求，可以把遮陽(yáng)作為永久性的或臨時(shí)性的。永久性的就是在 玻璃幕墻內(nèi)外設(shè)置各種形式的遮陽(yáng)板和遮陽(yáng)簾，臨時(shí)性的就 是在玻璃的內(nèi)外設(shè)置輕便的布簾，竹簾，軟百頁(yè)，帆布蓬等。 在永

8、久性的遮陽(yáng)設(shè)施中，按其構(gòu)件能否活動(dòng)，又可分為固定 式和活動(dòng)式兩種?；顒?dòng)式的遮陽(yáng)可視一年中季節(jié)的變換，一 天的時(shí)間變化和天空的陰晴情況，任意調(diào)節(jié)遮陽(yáng)板的角度； 在寒冷的季節(jié)，可以避免遮擋陽(yáng)光，爭(zhēng)取日照。這種遮陽(yáng)設(shè) 施的靈活性大，使用合理，因此近年在國(guó)外的建筑中應(yīng)用較 廣。就我國(guó)所處地理緯度來(lái)說(shuō)，各種遮陽(yáng)板基本形式適應(yīng)及 朝向范圍如下：(1)水平式遮陽(yáng)在玻璃前采用伸出重疊的平 板這種形式的遮陽(yáng)，能有效地遮擋太陽(yáng)高度角較大的，從玻 璃幕墻上方投射下來(lái)的陽(yáng)光。故它適用于南向的玻璃幕墻建 筑物。(2)垂直式遮陽(yáng)設(shè)于玻璃前之凸出板的垂直式遮陽(yáng)， 能有效地遮擋角度較小的，從玻璃窗側(cè)斜射進(jìn)來(lái)的陽(yáng)光。但 對(duì)于角

9、度較大的，從玻璃窗上面射下來(lái)的陽(yáng)光，或接近日出、 日沒(méi)時(shí)平射的陽(yáng)光，它不起遮擋作用。故垂直式的遮陽(yáng)主要 適用于東北、北和西北向附近的玻璃幕墻建筑。(3)綜合式 遮陽(yáng)。綜合式遮陽(yáng)能有效地遮擋高度角中等的，從玻璃窗前 射下來(lái)的陽(yáng)光。遮陽(yáng)效果比較均勻，故它適用于東南或西南 向的玻璃幕墻建筑。(4)擋板式遮陽(yáng)這種形式的遮陽(yáng)，能有 效地遮擋高度角較小的，正射窗口的陽(yáng)光。故它主要用于東 西向的玻璃幕墻建筑。由于遮陽(yáng)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)采光、通風(fēng)及冬 季日照等亦帶來(lái)不同層次的影響。目前出現(xiàn)一種遮陽(yáng)采光系 統(tǒng)，其采用遮陽(yáng)板和導(dǎo)光板組合的遮采光系統(tǒng)，形式一般為 在建筑玻璃幕墻或窗上部裝設(shè)一水平遮陽(yáng)設(shè)施，其功用除了 可直接

10、阻礙太陽(yáng)的直射光熱外，更可間接利用遮陽(yáng)板設(shè)計(jì)將 太陽(yáng)光反射至天花板，再經(jīng)天花板將自然光導(dǎo)入室內(nèi)較深 處。三、結(jié)語(yǔ)總之，玻璃幕墻實(shí)現(xiàn)了建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體與門(mén)窗的 合二為一，使建筑更具現(xiàn)代感和裝飾藝術(shù)性。但又帶來(lái)了采 暖與制冷能耗高的隱患，不利于建筑節(jié)能。因此，需要加強(qiáng) 建筑幕墻的額節(jié)能設(shè)計(jì)。由于我國(guó)幅員廣闊，南北方、東西 部地理氣候環(huán)境差異很大，不同的環(huán)境條件下對(duì)建筑玻璃幕 墻的節(jié)能要求也不盡相同。北方地區(qū)的節(jié)能幕墻對(duì)于南方地 區(qū)來(lái)講并不一定能達(dá)到節(jié)能的基本要求。因此，建筑幕墻節(jié) 能設(shè)計(jì)就是，在對(duì)建筑周邊的自然環(huán)境，如光線、溫度、風(fēng) 壓、氣候狀況等充分分析和了解的基礎(chǔ)上，針對(duì)建筑本身的 朝向、高度、室內(nèi)功能等特點(diǎn)，通過(guò)有效地系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品 對(duì)室內(nèi)環(huán)境起到適應(yīng)和調(diào)整的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程需要綜合多種 因素考慮，需要處理多種關(guān)系，如隔熱和得熱、采光和遮陽(yáng)、 通風(fēng)和熱交換的關(guān)系，氣密性、水密性和傳熱