公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與玻璃幕墻

1、 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與玻璃幕墻1 前言我國(guó)建筑耗能超過全國(guó)總能耗的1/4，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平和人民生活水平的提高，建筑耗能將繼續(xù)增加，據(jù)預(yù)測(cè)，將達(dá)到全國(guó)總能耗的1/3以上。我國(guó)的公共建筑數(shù)量多，建筑規(guī)模大，耗能十分巨大，浪費(fèi)也很嚴(yán)重。為改善公共建筑室內(nèi)環(huán)境，提高室內(nèi)的舒適性，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率，降低能源消耗，減少能源浪費(fèi)，國(guó)家建設(shè)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189，并于2005年7月1日在全國(guó)實(shí)施。為解決我國(guó)今后能源緊缺的問題，建筑節(jié)能是有效的途徑，大型公共建筑的節(jié)能潛力在30%以上，所以公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189的制定與實(shí)施是及時(shí)

2、和非常重要的，受到建筑業(yè)的矚目。本文就該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施中圍繞建筑玻璃的選擇談一點(diǎn)看法，敬請(qǐng)同行指正。2 窗墻面積比該標(biāo)準(zhǔn)中定義，每個(gè)朝向窗墻比是指每個(gè)朝向外墻面上的窗、陽臺(tái)門及幕墻的透明部分的總面積與所在朝向建筑的外墻面的總面積（包括該朝向上的窗、陽臺(tái)門及幕墻的透明部分的總面積）之比。一般普通窗、陽臺(tái)門及幕墻透明部分的保溫隔熱性能比外墻差很多，窗墻面積比越大，采暖和空調(diào)能耗也越大。因此，為降低建筑能耗，應(yīng)對(duì)建筑物的窗墻面積比做出限制?，F(xiàn)代化公共建筑的窗墻面積比越來越大，人們追求公共建筑通透明亮，玻璃幕墻非常流行，建筑立面美觀，建筑形態(tài)豐富?？紤]上述兩種因素，該標(biāo)準(zhǔn)中將窗墻面積比的上限定為0.7。據(jù)此

3、，有人認(rèn)為，由于窗墻面積比的上限定為0.7，今后在公共建筑中便不能應(yīng)用玻璃幕墻，因?yàn)椴Ａ粔Φ拇皦γ娣e比超過0.7，甚至達(dá)到1.0。這是錯(cuò)誤的說法，因?yàn)樵摌?biāo)準(zhǔn)中定義的窗墻面積比中的窗面積是指幕墻的透明部分，不是幕墻的總面積，應(yīng)在幕墻的總面積中扣除各層樓板以及樓板下面梁的面積，所以窗墻面積比一般不會(huì)超過0.7。即使某層立面采用全玻璃幕墻，由于窗墻面積比定義的是整個(gè)朝向的，綜合計(jì)算整個(gè)朝向的窗墻面積比一般也不會(huì)超過0.7。設(shè)計(jì)公共建筑主要考慮的是建筑的外形、立面效果和使用功能，因此完全有可能某個(gè)朝向的窗墻面積比超過0.7。為了使得建筑的創(chuàng)作性工作得以實(shí)現(xiàn)，滿足建筑的新穎性、多樣性和建筑立面的復(fù)雜、

4、多變，同時(shí)又使得建筑物滿足節(jié)能設(shè)計(jì)要求，該標(biāo)準(zhǔn)引入建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總體熱工性能是否達(dá)到要求的權(quán)衡判斷。權(quán)衡判斷不拘泥于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個(gè)局部的熱工性能，而是著眼于建筑總體熱工性能是否滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。權(quán)衡判斷是一種性能化的設(shè)計(jì)方法，具體做法是現(xiàn)構(gòu)想出一棟虛擬的建筑，稱之為參考建筑，然后分別計(jì)算參考建筑和實(shí)際設(shè)計(jì)建筑的全年采暖和空調(diào)能耗，并依據(jù)這兩個(gè)能耗的比較結(jié)果做出判斷。當(dāng)實(shí)際設(shè)計(jì)建筑的能耗大于參考建筑的能耗時(shí)，調(diào)整部分設(shè)計(jì)參數(shù)，例如提高窗戶的保溫隔熱性能、縮小窗戶的面積等等，重新計(jì)算所設(shè)計(jì)建筑的能耗，直至設(shè)計(jì)建筑的能耗不大于參考建筑的能耗為止。因此，對(duì)于某個(gè)朝向窗墻面積比超過0.7的玻璃幕墻不

5、是絕對(duì)的不許采用，而是許可通過調(diào)整該朝向玻璃幕墻的保溫隔熱性能，甚至是調(diào)整整個(gè)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，采用權(quán)衡判斷方法，使得建筑的總體熱工性能滿足節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)即可。該標(biāo)準(zhǔn)中，權(quán)衡判斷方法是貫徹始終的，例如該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：屋頂透明部分的面積不應(yīng)大于屋頂總面積的20%，如果不能滿足要求時(shí)，允許采用權(quán)衡判斷方法，調(diào)整建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，使得建筑的總體熱工性能滿足節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)即可。3 玻璃幕墻（包括外窗）熱工性能表征玻璃是透明材料，其熱工性能用兩個(gè)參數(shù)來表征，其一是傳熱系數(shù)Ug值，它是用來表征當(dāng)室內(nèi)溫度 與室外溫度 不相等時(shí)，通過單位面積、單位溫差條件下、單位時(shí)間內(nèi)，玻璃傳遞的熱量定義為玻璃的

6、傳熱系數(shù)。 式中q1由室外傳入室內(nèi)的熱量。其二是遮蔽系數(shù) ，它是用來表征當(dāng)太陽輻射照度是I，通過單位面積玻璃射入室內(nèi)的總太陽能等于q2，則玻璃的遮蔽系數(shù)定義為 全玻璃幕墻和點(diǎn)支式玻璃幕墻的熱工性能用傳熱系數(shù)Uw和遮陽系數(shù)Scw表征，全玻璃幕墻完全由玻璃組成，點(diǎn)支式玻璃幕墻的孔徑非常小，與玻璃面板比可忽略不計(jì)，所以全玻璃幕墻和點(diǎn)支式玻璃幕墻的傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)與玻璃板的相同，即Uw=UgScw=Scg有框玻璃幕墻的熱工性能用傳熱系數(shù)UW和遮陽系數(shù)SCW表征,由于邊框的作用不可忽略，UW和SCW分別按下式計(jì)算 式中Ug玻璃板的傳熱系數(shù)；Uf框架的傳熱系數(shù)；g玻璃板和框架通過襯墊材料的線傳熱系數(shù)。A

7、g玻璃板面積；Af框加面積；lg玻璃板可視周長(zhǎng)。 式中Scg玻璃板的遮陽系數(shù)； 如果玻璃幕墻有外遮陽，則總遮陽系數(shù)等于幕墻的遮陽系數(shù)與外遮陽的遮陽系數(shù)的乘積。公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189對(duì)不同地區(qū)、不同窗墻面積比單一朝向的透明幕墻的傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)做出規(guī)定，需要說明的是，該標(biāo)準(zhǔn)允許采用面積加權(quán)的原則，使得某朝向整個(gè)玻璃幕墻的熱工性能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的要求。有些賓館大堂采用吊掛式全玻璃幕墻，一般全玻璃幕墻玻璃尺寸超長(zhǎng)，無法進(jìn)行鋼化、夾層和中空，就是采用普通浮法玻璃，因此其熱工性能極差，但可以通過提高該朝向墻面上其他玻璃熱工性能的方法，使該朝向整個(gè)墻面的玻璃幕墻達(dá)標(biāo)即可。因此，認(rèn)為公共建筑節(jié)能設(shè)

8、計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189實(shí)施后，全玻璃幕墻便不能采用的說法是錯(cuò)誤的。4 建筑玻璃的選擇公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189對(duì)不同地區(qū)玻璃幕墻的熱工性能提出不同的要求，如對(duì)于我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)，冬季漫長(zhǎng)、寒冷，建筑的采暖是主要能耗，因此僅對(duì)玻璃的傳熱系數(shù)提出要求，而對(duì)遮陽系數(shù)沒提要求。事實(shí)上，對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)來說，玻璃幕墻的遮陽系數(shù)越大越好，因?yàn)檎陉栂禂?shù)大有利于降低建筑冬季的采暖能耗和照明能耗。依據(jù)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189的要求，在嚴(yán)寒地區(qū)，只有采用中空玻璃、甚至是Low-E中空玻璃，才能滿足節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于我國(guó)的夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)，建筑的夏季制冷是主要能耗，因此應(yīng)降低玻璃幕墻的遮陽系數(shù)，公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189對(duì)應(yīng)用于夏熱冬冷地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)的玻璃幕墻遮陽系數(shù)有明確規(guī)定。降低玻璃幕墻遮陽系數(shù)的方法很多，如采用著色玻璃、陽光控制鍍膜玻璃、彩鈾玻璃和遮陽系統(tǒng)，究竟采用何種遮陽方式，應(yīng)結(jié)合建筑學(xué)通盤考慮決定。5