领略绿色节能型幕墙的技术发展

烟台市芝罘区住房和建设局 ■ 尹若晶

随着我国经济的快速发展，建筑行业也处于鼎盛阶段。据相关资料显示，我国每年建成的房屋面积接近20亿m2，其中97%以上的新建房屋属于高能耗建筑。由于建筑生产和建筑物运行过程中产生的能耗占全国商品总能耗的20%～30%，是相同气候发达国家的2～3倍。经济的发展给人类创造财富的同时，也给人类居住的生态环境带来更多的负面影响，所以，发展绿色建筑将成为建筑业未来发展的主题。

从建筑范畴细看，玻璃幕墙由于自身结构特征优势而成为现代建筑的象征，在国内外的高层建筑中被广泛使用。但这种新型结构在其使用过程中却给人类带来光污染和温室效应，且具有相当高的能耗。据统计，由建筑门窗幕墙产生的耗能占建筑能耗的40%～50%。这个数字令人深思，采用绿色新型节能型门窗幕墙，是我国能源形势的客观要求，也是建材市场发展的必然趋势。

传统意义上的建筑幕墙是由金属结构与板材组成，相对主体结构有一定的位移能力，或自身可承担相应程度的变形，不承担主体结构荷载与作用的建筑外围维护结构。绿色环保节能幕墙，顾名思义就是在传统的幕墙制作和施工工艺上添加了节能降耗、减少污染的绿色设计理念。

一 光电幕墙

光电幕墙是一种高科技幕墙产品。这种类型的幕墙是将太阳电池镶嵌于两片玻璃之间或选用特殊的树脂将其粘贴在玻璃面上，通过电池与太阳的光电效应将光能转化成电能，供建筑物正常使用。光电幕墙的特点是充分将光电效应和传统的幕墙技术相结合，在使用过程中不会产生任何有害的气体，转化电能的过程中也是安静无噪音，非常环保，与环境有很好的相容性。

追溯光电幕墙的发展，在上世纪90年代，能源的减少导致发电成本提高以及人类对环境保护日益重视，推广了太阳能屋顶计划，并提出了“建筑物产生能源”的新概念，由此推动了光电技术的大规模开发与应用。

1991年慕尼黑最大的建筑行业展览会上，德国的旭格公司首先展出了光电幕墙。我国成功的典型建筑是广州新电视塔，该塔为世界第一高塔，总高610m，其顶部大面积采用了光电幕墙。

然而这种独特的幕墙技术也有缺点。太阳电池的价格昂贵，且转换效率较低，只接受阳光的直射，阴天时作用不大，效率几乎达不到2%。使用范围较局限、利用率相对较低并且不经济， 是光电幕墙不能推广的重要原因。

二 双层动态节能幕墙

双层动态节能幕墙从名称上看，具有双层和动态两个特征。这种幕墙分为外层、内层、进风、出风和遮阳五部分。其内外层门窗互补作用，在内层设置可正常开关的门窗，而外层门窗则起遮蔽风雨的作用，内外层之间还设置热通道，保证进出风的通畅。双层的设计比普通单层玻璃采暖时可节约能源42%～52%。

在双层的设计上还加入了动态、人性化的部分。其充分运用烟囱效应和动气热压原理，把室内污浊的空气排到室外，再让新鲜的空气进入室内，转化空气的过程中还能有效防止室外灰尘进入室内，并且使用者可根据需要自行调整光线的角度变化。

双层玻璃幕墙具有一定的防火安全隐患，我国针对这一缺陷已经开发研制了防火双层动态玻璃幕墙。目前我国首个防火玻璃幕墙单位已经诞生。上海中心大厦的玻璃幕墙项目不仅采用双层动态结构，还是我国第一个防火玻璃幕墙技术应用的典型实例。它的成功不仅推动绿色节能建筑的设计理念，也为我国即将出台的新版《建筑防火设计规范》做好了技术铺垫。

三 生态幕墙

在2006年6月1日施行的《绿色建筑评价标准》中，绿色建筑第一次被明确定义，生态幕墙也随之产生。这种从意义上命名的幕墙可根据建筑物的使用功能或使用要求改变生态环境。这种改变不仅提高了人类居住的舒适度，还宜于环境的生态发展。

其主要的设计理念是在建筑与周围生态环境之间，建立的一个缓冲区域，这样设计的目的在一定程度防止了各种极端气候对室内影响，强化各种微观气候调节的效果。其幕墙内部工作原理类同于双层幕墙，更着重添加了生态的特征。

例如，2008年北京奥运会射击馆就采用了生态双层呼吸幕墙。其内层结构采用隔热铝合金中空玻璃幕墙，外层结构采用单玻点支式玻璃幕墙，进风口和出风口处外挂热转印木纹装饰百叶(双层幕墙专用百叶)。这类百叶是实现双层换气的重要组成部分，还具有遮阳与透光控制、抗紫外线辐射、吸收音率等方面的功能。

四 节能玻璃

目前海内外使用范围最广的一种节能幕墙玻璃是中空玻璃。一般这种玻璃中空部分灌充氪、氩或空气，为满足玻璃体的导热系数控制在一定范围内，铝框内放有一定量的干燥剂，通过铝框上面的缝隙使玻璃中空内气体长期保持干燥。

上海市委党校二期教学楼建设项目，是上海市科学技术委员会“创新行动计划”中节能减排科技支撑项目，该项目建筑围护结构幕墙玻璃均采用6Low-e+12A+6中空玻璃，很好地降低了辐射，减少了透光，达到了节能环保的效果。

另一种表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，并经强化处理，在玻璃表面上形成一个压应力层的玻璃，业内称之为镀膜钢化玻璃。这类玻璃抗压能力强于普通玻璃，对太阳光谱内的波段有选择性的透过和反射，可提高采光特效，节约能源。超白玻璃就属于镀膜钢化玻璃的一种。

2012年4月，在吴江召开的“建筑玻璃安全性与节能性高峰论坛”上，专家围绕《玻璃幕墙工程技术规范》修订要点讨论证实，超白玻璃是400mm以上超限高层建筑外围护结构玻璃幕墙面板的最佳选择。超白钢化玻璃，结合了最先进的双银和三银低幅度镀膜技术，大大提高了幕墙玻璃的安全度和节能效果。

五 建筑窗膜

建筑玻璃窗贴膜也不失是玻璃幕墙领域中一种较好的节能方式。玻璃窗膜是一种多层的功能化聚酯复合薄膜材料，具有隔热、节能、防爆、防紫外线的功能。在既有建筑透明玻璃幕墙上装贴不透光的窗膜，既简易安全又经济环保。在选择上，要选用采光良好、舒适度适宜且隔热性能高的合格窗膜。一般来说，应保证透光率在20%以上、遮阳系数在0.3～0.5之间。

如2010年烟台的中银大厦，在原观光电梯外加建玻璃幕墙项目中，就采用了外窗内表面加贴窗膜的技术。

六 绿化式的玻璃幕墙

传统的理解，总是将水平垂直绿化和玻璃幕墙视为一个对立面。绿色的玻璃幕墙技术还讲求将这两种对立的理念结合运用。竖直幕墙绿化是将绿色植物与幕墙的钢架有效结合起来，加宽玻璃块间的竖直位置，在加宽的这段区域内，) 种植垂直生长的绿色植物，并且这段区域可自然收集一定量的水分，供给植物吸收生长。钢架的内层则安装新式的百叶窗，可起一定的遮蔽作用。内外相结合即生态又环保。

在2010年世博会中，世博文化中心的坡面采用了这种竖直幕墙绿化的形式。独特的技术，耳目一新的视觉体验，让国内外游客印象深刻。

还有一种绿化方式则是采用立体水平的形式，即在水平距离上大面积设置绿化带。比如在高层建筑安全层的外围建造绿化区域，同时开放好透风的通风口，便于建筑内外部空气流通。

放眼望去，目前中国一线城市的屋顶绿化面积还达不到3%，在土地资源匮乏的今天，如果将屋顶的空中花园多引入到普通住宅中，是否可理解为扩大了土地的绿化面积？我想这未必不是一个可试之举。

环保节能是社会不变的主题，我国于2009年实施的《公共建筑节能改造技术规范》要求，全年采暖、空调、通风和照明的总能耗应减少65%。因此，环保节能的建筑材料必会受到社会的认可和市场的青睐。从细节上思考，环保节能不仅仅局限于产品本身的特性，在产品的取材生产，施工工艺流程以及产品的包装上，同样也应该注重节能环保，采使用可再生、可降解的环保材料。也只有这样，才能从根本上走绿色生态建筑的发展之路。