绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用

罗国兴

摘 要：一般大型的公共建筑玻璃幕墙普遍存在很多的问题，如保温性能都比较的差、耗费的能源也较多、通风效果也不好、光污染比较严重等，为了缓解这些问题就必须对这些大型公共建筑玻璃幕墙进行节能改造。笔者结合自己多年的对玻璃幕墙设计中的绿色节能技术的应用进行了总结和分析，希望能够为今后的玻璃幕墙节能设计提供可借鉴的经验。

关键词：绿色节能技术；大型公共建筑；玻璃幕墙设计

中图分类号：TU201 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）07-0050-01

玻璃幕墙打破了传统的墙与玻璃的界限，它不仅仅对现代的大型公共建筑设计的理念进行了改造，同时也在一定程度上展现了现代建筑设计的新发展。但是玻璃幕墙的气密性和保温隔热性能不够从而提高空调和暖气的能耗量，这个问题现阶段在大型公共建设中引起了人们的高度重视。我国在幕墙设计和使用的时间还比较短，现阶段我国提高玻璃幕墙绿色节能技术的主要措施还处于消极设防的阶段，一般采用的都是镀膜玻璃、热反射玻璃、中空玻璃及隔热断桥铝型材来降低传输的热量系数，消除结构体系的热量传输途径，降低空气渗透热损失，建设开启窗扇的面积、提高密封度等。在大多数的公共建筑中采用的都是单层的镀膜玻璃、热反射玻璃来达到保温的最佳效果的，在冬季比较寒冷的北方地区一般对大学公共建筑的隔热要求较高，通常使用的是中空玻璃和隔热断桥铝来进行隔热，从而降低暖气的耗能，达到节能的效果。我国对双重玻璃幕墙和智能玻璃幕墙等现代先进的幕墙技术的应用还比较的落后。如何提高幕墙在大型公共建筑中的绿色节能作用是当前研究的一个重要课题。

1 双层玻璃幕墙系统的应用及关键设计

双层玻璃幕墙又内、外两层玻璃幕墙组成，外层的玻璃幕墙一般都是采用隐框、明框或点式玻璃幕墙，而内层的玻璃幕墙一般都是采用明框幕墙或铝合金门窗。内、外两层玻璃幕墙两种之间形成一个相对封闭的空间——通风间层，空气从外层的幕墙下部的通风口进入，然后从上面的排风口排出，形成热量缓冲层，从而对室内的温度进行调节。在我国比较寒冷的北方地区，一般都是对大型公共建筑中的玻璃幕墙进行合理的设计，在这个过程中内、外循环玻璃幕墙都可以采用，应用与冷、热负荷相当的建筑中。在大型公共建筑中合理的应用双层玻璃幕墙时，和一般的建筑耗能相比，能够达到50%左右的绿色节能作用。

1.1 双重玻璃幕墙系统的合理应用

1.1.1 封闭式的内循环双重玻璃幕墙系统

这种幕墙一般都是在冬季较为寒冷的北方地区使用，外层的玻璃幕墙呈完全封闭式状态的，一般都是由断热型材料和中空钢化玻璃组成，而内层一般都是由单片的钢化玻璃组成或者有可开启的窗户。一般情况下这种玻璃幕墙的通风间层厚度在120～200mm之间，通风间层和吊顶部位的暖通系统排风管道相连，从而形成一个空气循环系统。

1.1.2 敞开式的外循环双层玻璃幕墙

这种幕墙就是我们通常所说的呼吸声双层玻璃幕墙，这种幕墙的外层采用的是单层玻璃与非断热型材，内层的幕墙一般采用的是隔热或者断热明的明框幕墙或单元幕墙。在温度较低的时候关闭通风层中的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，从而提高室内的整体温度，减少采暖能耗。在温度较高的时候又可以打开换气层的风口，利用烟囱效应将通风层的容量都排放出去，从而降低室内的温度，减少空调的使用时间，降低空调的能耗。另外，通过对进排放口的控制以及对内层幕墙结构的合理设计，还可以达到良好的通风效果，提高室内的空气质量。从上面分析可以看出敞开式的外循环系统不仅仅具有封闭式内循环系统在遮阳隔音等方面的优势，还具有其自身的特点，达到的最佳的通风效果，保证了大型公共建筑的舒适度，最大限度的满足了使用者的生理和心理上的要求。

1.1.3 呼吸式双层玻璃幕墙系统的应用

多层次双层玻璃幕墙的通风间层在水平方向上和多个方面是相连接的，在竖直方向上可以对多个楼层进行覆盖，有的时候多层次双层玻璃幕墙间的通风间层没有水平隔也没有竖向分割，仅仅是通过外层的幕墙在底层和顶层的通风口形成通风。在寒冷的冬季，将外层的通风口关闭，通过通风间层形成温室效应来保证室内的温度，从而减少对暖气的使用，达到节能的作用；到了夏季，将外层的通风口打开，利用烟窗效应形成自然的通风。这种呼吸式双层玻璃幕墙系统由于外层玻璃幕墙的开口较少，能够达到很好的隔音效果，所以适合在外部噪音比较大的大型公共建筑中。

1.2 双重玻璃幕墙系统合理设计

在适合使用双重玻璃幕墙的气候条件和建筑类型的条件下，首先，要分清楚的了解内外循环体系对建筑物内外玻璃的不同性能要求。一般情况下外循环玻璃幕墙的内层玻璃墙一般都是需要采用保温性能比较好的玻璃幕墙材料，主要的作用就是达到冬季保温、夏季隔热的效果。而外层幕墙常常采用的是单层的玻璃幕墙，重要的作用就是防护，保护玻璃夹层内的遮阳装置不受到外来因素的影响和破坏，同时设置在外层立面的开口还能够起到调节夹层通风的作用；和外循环体系相比内循环体系用的内层幕墙用的都是一些普通的单层玻璃幕墙，外层幕墙主要是选择性能较好的幕墙即可。其次，合理的设计空气间层的宽度。如果空间层的宽度较小，或采用很多的楼层串联通风，这都会使得通风效果不明显，达不到最终的通风效果。对于那些室内发热量较大的大型公共建筑如果通风没有做好，这很不利于温度高时散热，会延长空调开放的时间，增加能耗量。再次，在空气间层中要适当的加入遮阳百叶。如果在空气间层没有加入遮阳百叶，这个时候整体的遮阳效果根本得不到很大的改善，反而会浪费空间。在夹层的中间放置遮阳百叶能够有效的获得隔热和通风的效果。

2 新型材料在玻璃幕墙设计中的应用

2.1 热反射镀膜在玻璃幕墙中的应用

热反射镀膜玻璃是指具有反射太阳光的镀膜玻璃，这种玻璃最大的特点就是利用镀膜透过可见光，而后将起发热作用的远红外光反射到室内，同时玻璃材料所吸收到的光热有能够被镀膜隔离，将热量隔离，尽可能的减少太阳的热作用。镀膜对阳光的辐射率可以达到20%以上甚至达到40%，具有很强的遮阴效果，使得室内的温度得到了平衡，同时能够减少炫目和色散，调节室内的光线和舒适度，从而降低室内空调的负荷，减少设备的投资成本，最终达到节约空调能耗的目的。

2.2 低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃

低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃可以称之为保温镀膜玻璃，这种材料的优点就是可见光的高通透，特别是对红外线的反射率极高，可以保持80%以上的可见光进入到室内，同时又能够将90%以上的室内物体所辐射的长波长时间的保留下来，使得室内的通透性变强。在大学公共建筑玻璃幕墙的设计中采用低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃大大的降低了能耗的利用率，在寒冷的冬天这种材料能够有根据实际的温度有选择性的传输太阳能量，同时将大部分的热能保存在室内，在采暖的建筑中起到了很好的保温和节能的作用。这种材质一般都应用在中空玻璃的制造中，不会单片的使用。一般的中空玻璃采用的材质传热系数都比较的低，多功能镀膜玻璃在建设热量上有很大的优势。

3 结语

玻璃幕墙是现代大型公共建筑的一种时尚，玻璃幕墙包括窗户的能耗可以占到建筑总额的一半以上，要想达到低耗能的作用，采用高效节能的玻璃幕墙是一个重要的方面。在建筑设计中对玻璃幕墙进行合理的设计，并且选择适合的玻璃材质，采用合理的构造，这样就可以达到节能的效果。双重玻璃幕墙的节能性能较好并且环保，适合应用在冷、热负荷相当的大学公共建筑上。双重玻璃幕墙和其他同类型的建筑耗能相比较，节能效果很明显。

参考文献

[1] 刘伟杰.玻璃幕墙节能设计[J].门窗，2009.

[2] 陈海辉.一种新型幕墙的节能原理及设计经验[J].重庆建筑大学报，2005.