绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用

张强 王冲

摘要：本文通过分析大型公共建筑玻璃幕墙设计中绿色节能的重要性，简单介绍了几种玻璃幕墙设计系统与新材料的应用，为我国大型公共建筑玻璃幕墙设计提供参考。

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： S210 文献标识码： A

一、大型公共建筑玻璃幕墙设计中绿色节能的重要性

随着我国城镇化、工业化进程加快，持续增长的能源需求量，对经济社会发展的压力越来越大的就是资源与环境。而节约能源资源，能源资源的高效利用和循环利用急需大力促进，要想满足能源增长，需要开发利用可再生能源，建设环境友好型、资源节约型社会，促进农村经济和社会发展，有效解决农村能源问题，实现可持续发展。

通常情况下，工业建筑和民用建筑两大类是建筑依照其使用功能和服务对象的不同而划分的。厂房和仓库是工业建筑，教育用房、科研用房、文化体育场馆、居民住宅、商业用房、服务业用房、办公用房等多个种类都是民用建筑。住宅除外，公共建筑是其他用于各类公共活动的民用建筑的统称。由于其室内人员、灯光和办公设备密度不同规模的公共建筑，全年的能源消耗总量也不同。根据建筑节能的特点，普通公共建筑和大型公共建筑是我国公共建筑的形式。大型公共建筑是指采用集中空调系统的各类星级酒店、广播及电视台、车站机场和体育场馆、医院门诊及住院大楼、博物馆、大中型商场、高级写字楼、政府办公大楼、影剧院等建筑面积超过2万平方米的建筑。

根据建筑物内节能系统的不同而有所差别的大型公共建筑所消耗的能源，一般以蒸汽、市政热水、电、天然气、煤为主。提供舒适、健康的室内环境满足人们的生活和工作，需要通过节能设备与建筑部件来实现，主要包括空调系统、照明用电系统、办公用电设备、墙体、门窗等部件和电梯。由于大型公共建筑设备系统复杂、建筑物内部环境、外型多样等需求高，因此产生了能耗巨大在单位面积中，其单位面积的耗电量是住宅的10-15倍、普通公建的4-6倍，远大于住宅与普通公建。近年来，我国城市建设的发展，经济实力的显著提高，在我国的建设量增长迅速的大型公共建筑，所占越来越大的新建建筑总面积比例，其能耗大的问题也越来越突出。普遍较低、能源浪费严重、节能潜力较大是我国大型公共建筑节能系统现状。

在大型公共建筑设计中采用大面积玻璃幕墙的比例很高，但在追求建筑形式的同时，遮阳、隔热、通风等节能措施在绝大多数玻璃幕墙设计中没有或只是部分考虑，导致建筑内部发热量大，无法有效利用室外低温，造成巨大的能源浪费的空调制冷机仍连月运转。在普通玻璃幕墙中虽然存在一些问题，但可以通过技术、材料等手段解决这些问题。在大型公共建筑特别是高楼大厦中玻璃幕墙的应用很普遍，除了能够满足建筑荷载、强度的要求，另一个重要的原因就是通透性和艺术性。

二、分析玻璃幕墙系统的应用

（一）双层玻璃幕墙系统的应用及关键设计

双层玻璃幕墙有内、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、外两层玻璃幕墙之间形成一个相对封闭的空间、通风空间层，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，应用于冷、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。

（二）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空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空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，通过通风空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。

（三）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，要分清楚的是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。

三、新型材料在玻璃幕墙设计中的应用

（一）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又能够被镀膜隔离，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。

（二）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。在大型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又能够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。

总之，和谐发展，人工环境需和自然环境统一，中国重视功能和造价的玻璃幕墙局势，急需转换为重视高效功能和节能环保的理念，让人们的生活和工作变得更美。本文就最有发展力度和实用价值的玻璃幕墙的节能技术做了总结和分析，以供相关设计人员借鉴和参考。

参考文献

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