玻璃幕墻的節(jié)能性與應(yīng)用

玻璃幕墻的節(jié)能性與應(yīng)用

玻璃窗簾是一種美麗新的建筑裝飾方法。它輕盈、明亮、明亮，可以創(chuàng)造明亮的室內(nèi)光環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)外空間的融合，從而成為各種建筑立面的新設(shè)計(jì)趨勢(shì)。玻璃幕墻在建筑形式上顯示出強(qiáng)烈的表現(xiàn)力,極具魅力,受到業(yè)主、建筑師的青睞,已成為現(xiàn)代城市建筑的一種標(biāo)志。作為現(xiàn)代建筑的象征,玻璃幕墻在國(guó)內(nèi)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,但是,人們?cè)谑褂眠^(guò)程中發(fā)現(xiàn)它也帶來(lái)了負(fù)面的影響,如光污染,建筑能耗高,溫室效應(yīng)等,這些都與玻璃的選用有直接關(guān)系。目前市場(chǎng)上常用的幾種玻璃性能參數(shù)測(cè)試結(jié)果如表1。1中空玻璃材料的熱輻射建筑節(jié)能65%主要由建筑圍護(hù)系統(tǒng)承擔(dān)。玻璃幕墻可以減少傳統(tǒng)混凝土外墻大量的鋼筋、混凝土使用量,對(duì)減少高耗能建材的使用達(dá)到節(jié)約能源、資源有很大的幫助;但玻璃幕墻作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu),其保溫、隔熱性能均遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)墻體,是傳統(tǒng)墻體熱損失率的5~6倍。幕墻的能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%左右,故幕墻節(jié)能在我國(guó)公共建筑設(shè)計(jì)節(jié)能中有極其重要的地位。從控制得熱與傳熱來(lái)講,玻璃幕墻的節(jié)能重點(diǎn)在玻璃的選擇上。節(jié)能玻璃要具備兩個(gè)節(jié)能特性即保溫性和隔熱性。這兩個(gè)性能與可見光透射比和反射比有直接關(guān)系,從測(cè)試結(jié)果可以看出,目前能同時(shí)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(yáng)光的熱能主要是可見光能(短波熱)和不可見光能(長(zhǎng)波熱,即紅外線)兩部分?？梢姽饽苷?6%,紅外線占52%,另有2%為紫外線。Low-E鍍膜的獨(dú)特功能,是能讓可見光能透過(guò)而把不可見光反射回去,具有良好的阻隔熱輻射透過(guò)作用。所以,在夏天,它可放進(jìn)可見光(陽(yáng)光),同時(shí)把柏油馬路、建筑物等放出的強(qiáng)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(fèi)用。在冬天,它可放進(jìn)可見光能,同時(shí),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(guò)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(fèi)用,達(dá)到節(jié)能的目的。中空玻璃的隔熱能力來(lái)自于密封于玻璃之間的空氣層。因?yàn)榭諝獾臒嶙栊詷O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(shí)空氣層厚度越大K值越小;在13mm左右時(shí)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(duì)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(duì)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(gè)獨(dú)立的區(qū)域以減少對(duì)流傳熱對(duì)玻璃隔熱性的影響。2玻璃幕墻反射光污染光污染是指過(guò)量的光輻射對(duì)人類生活和生產(chǎn)環(huán)境造成不良影響的現(xiàn)象。包括可見光、紅外線和紫外線造成的污染。伴隨玻璃幕墻的大量使用,它帶給我們的不僅是享受現(xiàn)代文明的自豪感,隨之而來(lái)閃爍的反射光也給周圍的居民帶來(lái)諸多不便。豪華寫字樓、大型商廈、星級(jí)酒店的外裝飾所采用的大面積玻璃幕墻形成強(qiáng)烈的反射光、聚集光,對(duì)人體產(chǎn)生異常影響。盛夏時(shí)節(jié),玻璃幕墻反射的強(qiáng)光常常使室內(nèi)溫度急劇升高,焦點(diǎn)溫度甚至可達(dá)70℃以上,可引燃易燃物品,釀成火災(zāi)。更加嚴(yán)重的是臨街玻璃幕墻的反射光還會(huì)影響車輛行駛和人們的正常通行。本來(lái)光潔的路面、清晰的交通信號(hào)燈,現(xiàn)在變得斑斑駁駁、光怪陸離,令人眼花繚亂,分不清哪里是真實(shí)的交通信號(hào),嚴(yán)重影響駕駛員視線,成為事故隱患,甚至釀成交通事故。為了防止玻璃幕墻反射光對(duì)周邊環(huán)境造成光污染,國(guó)家對(duì)于玻璃幕墻的面積比例以及可見光的反射率加以限定,在上海、杭州等地都有限制性要求。上海要求玻璃幕墻面積不大于墻面積的40%,且可見光線反射率不大于15%;杭州要求玻璃幕墻面積不大于60%,且反射率不大于16%,針對(duì)玻璃幕墻主要是玻璃反射光對(duì)外界造成的光污染,以及對(duì)外界的影響,解決玻璃幕墻光污染主要是控制玻璃的反射比,太陽(yáng)光的直接反射比越大,室外太陽(yáng)光獲得越多,同樣對(duì)于室外的光和熱環(huán)境會(huì)造成一定的影響和污染,在選用幕墻玻璃時(shí)該指標(biāo)應(yīng)盡量選擇反射比小的玻璃品種。對(duì)于室外的光和熱環(huán)境而言,反射比越小越好,從測(cè)試結(jié)果可以看出,各種玻璃的反射比由小到大依次為:涂膜玻璃,白玻,鍍膜玻璃,Low-E玻璃和貼膜玻璃?？梢姽獾姆瓷浔茸畲蟮氖琴N膜玻璃,其次是鍍膜玻璃,反射比分別達(dá)到了48.68%和34.87%。白玻璃在施工中應(yīng)用的不多,所以在選用中我們多采用Low-E玻璃和涂膜玻璃,或者采用兩者與普通白玻璃組合的中空玻璃或真空玻璃。這樣可以很好地降低玻璃幕墻在使用中對(duì)周邊環(huán)境的光反射污染,以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的指標(biāo)要求。3玻璃不能自相壓力目前高層建筑為了減輕自重,同時(shí)增強(qiáng)外立面的美觀,多采用玻璃幕墻,但是隨之而來(lái)的安全問題也越來(lái)越多,其中主要是幕墻玻璃破損墜落傷人事故,和幕墻玻璃防火問題。其中以玻璃破損墜落傷人最為常見,例如2007年北京某廣場(chǎng)多片玻璃自爆,飛出6~7m后砸傷3人,還砸壞城鐵車站的玻璃頂蓋。為了更好地使用玻璃幕墻,在選用玻璃時(shí)選用安全玻璃,以前多采用鋼化玻璃。但是鋼化玻璃有一種不可避免的特性就是自爆,鋼化玻璃自爆在幕墻施工中是很常見的,安裝到高層的幕墻上的鋼化玻璃如果自爆就很危險(xiǎn)。實(shí)踐表明玻璃幕墻可以采用半鋼化玻璃,這種玻璃有較高的強(qiáng)度同時(shí)不會(huì)自爆,這樣減少了玻璃自爆脫落的危險(xiǎn)。根據(jù)建筑防火要求,玻璃幕墻要滿足防火要求,外墻要求耐火極限不小于1h,根據(jù)防火要求一般的玻璃是不能滿足的。防火玻璃應(yīng)采用單片銫鉀玻璃,它有很好的耐火性能,它的耐火極限一般為1.0~2.5h,這種玻璃在高層建筑中多采用,達(dá)到了很好的防火效果。4玻璃的選擇總而言之,玻璃幕墻玻璃的選擇對(duì)幕