建筑玻璃幕墙的节能技术分析

于冬 张弘

摘要：在现代城市建筑中，玻璃幕墙技术的应用日益广泛。玻璃幕墙具有新颖美观的外形，极具装饰效果，而且在建筑节能方面性能优良，因此，玻璃幕墙技术越来越受到人们的青睐。本文中探讨了玻璃幕墙设计的基本要求，然后对现代建筑中几种玻璃幕墙的应用进行分析，希望能够促进我国建筑玻璃幕墙节能技术的发展。

关键词：建筑；玻璃幕墙；节能；设计

中图分类号：TE08 文献标识码： A

引言：

随着人们对物质与精神生活要求的逐步提高，现代化的建筑走进了我们的生活。一方面人们对建筑形式多元化和个性化的追求，使建筑师对建筑造型个性化设计，导致建筑物体型系数增加。另一方面人们对建筑的自然采光、通透感、现代感的追求，导致建筑的窗墙比越来越大，也会使建筑单位能耗明显增加。为此，我们呼吁设计师在满足人们对建筑形式追求的前提下，也要充分考虑资源的利用与能源的流失，研制和设计出更节能、环保的建筑幕墙。在众多形式的建筑幕墙类型中，玻璃幕墙为能耗最大的一种，因此如何做好玻璃幕墙的节能减排工作成为幕墙设计师的首要攻坚内容，本文就紧紧围绕这一点进行深入的探讨。

2、玻璃幕墙设计的基本要求

玻璃幕墙的设计应主要从以下几项着手考虑。

首先应满足结构强度及安全性的要求，这也是幕墙设计的最基本的要求。幕墙设计师在设计过程中，需要通过计算选用强度、刚度足够的材料，防止幕墙受到外界风荷载、雪荷载、自重荷载、地震等作用，出现变形以致产生裂缝，以使其满足结构和安全性的要求。其次要满足使用者对其建筑美学、实用性和经济性的要求，这往往是客户对其最直观、最直接的要求。另外就是从其功能、性能考虑，要满足控制热量传递、控制空气交换、控制日光照射、控制雨水渗透、控制噪声、防火、防雷等多方面的要求。在玻璃幕墙设计时不但要注重满足业主和建筑设计师对幕墙外观和强度方面的要求，也要顾及实际施工方便快捷，保证施工质量，达到节能要求。

3、幕墙设计的节能理念分析

科学技术的发展也进一步推动了玻璃幕墙的应用，尤其是在其形式的要求上更加体现了时尚、通透、靓丽、现代的元素。而玻璃幕墙的能耗问题也越来越明显的影响着人们的生活，因此幕墙的设计不仅仅要求在外观上和安全性上有所保障，还应该在节能上有所突破。玻璃幕墙的节能设计主要从两个方面着手：（1）单层玻璃幕墙的节能设计；（2）双层玻璃幕墙的节能设计。

3.1单层玻璃幕墙的节能设计

单层玻璃幕墙的透光性比较强，任何波长的光源都可以通过这种单层的玻璃幕墙进入室内，从而提高室内温度，并且温度不好控制，需要空调来调节，从而消耗了能源。而我们需要做的就是对单层玻璃幕墙进行必要的设计，使其能够获得最佳的室内温度，尽最大的可能降低空调的使用，节约能源。一般说来，主要的操作方法有以下几点：

（1）减少玻璃幕墙的面积，也就相当于减少了可以透过玻璃幕墙的光源量，降低了室内温度升高的可能性，进而也就不需要利用室内空调来进行温度的调节了；

（2）减少光照的另一个主要方法就是调整玻璃幕墙的朝向。在很大程度上，玻璃幕墙的朝向是由整體建筑的设计朝向所决定的，因此，也就需要我们对整个建筑进行事先规划，如果当地光照较强，导致室温较高的话，应该采取南北走向的建筑布局，以避免单层玻璃幕墙长期处于照射下；

（3）遮阳装置的使用，这也是当前使用最为广泛，效果也最好的一种玻璃幕墙设计方式。遮阳装置的采用，可以零活的调控光源穿透玻璃幕墙的量，进而有效的控制室内的温度变化。当光照不强时我们可以不采取遮阳措施，进而使阳光尽可能的进入室内而增加室内的温度；而当光照较强且直射时，我们就可以采取遮挡或者半遮挡的方式来对阳光进行遮挡，进而阻止室内的温度过度升高，从而保证室内一直保持人们感觉比较舒适的温度，减少空调的使用。当前遮阳装置的设计主要有两种方式，一种是在玻璃幕墙外面设置遮阳装置，另一种是在室内进行遮挡，后一种方式是目前较为常用的，其中最为常见的就是窗帘的使用；

（4）玻璃的选择也会起到不同的节能效果，我们可以根据当地的具体光照程度，选取最合适的玻璃。如低辐射镀膜玻璃（又称Low-E玻璃），是在玻璃表面镀上多层金属或者其他化合物组成的膜系产品。这种玻璃对可见光有较高的透射率，对红外线（尤其是中远红外）有很高的反射率，具有良好的隔热性能。根据不同地区节能的实际需要，又有不同型号的Low-E玻璃：高透型Low-E玻璃，遮阳型Low-E玻璃和双银Low-E玻璃。在寒冷的北方地区，主要考虑保暖，应用高透型中空Low-E玻璃（膜面在第3面），冬季太阳热辐射透过玻璃进入室内增加室内的热能，而室内的暖气、家电、人体发出的远红外被阻隔反射回室内，有效地降低暖气能耗；在炎热的南方地区，主要考虑遮阳阻热，应用遮阳型中空Low-E玻璃（膜面在第2面），夏季能限制更多的太阳能进入室内，可有效的降低夏季空调的能耗；而双银Low-E玻璃，因其膜层中有双层银层而得名，突出了玻璃对太阳热辐射的遮蔽效果，将玻璃的高透性与太阳辐射的低透过性巧妙的结合在一起。双银Low-E玻璃的使用不受地区限制，适合于不同气候特点的广大地区。

（5）断热型材的应用。由于玻璃幕墙的骨架系统均为金属结构，而金属为热的良导体，成为了室内外冷热传递的桥梁，无形中造成了室内冷热能量的损失，为此我们应尽量选用断桥隔热型材作为玻璃幕墙的支撑结构。

3.2双层玻璃幕墙的节能设计

双层中空玻璃就是在两层玻璃之间留出适当的间隔来，中间部分独立的成为一个空间，在这样一个空间内充入惰性气体，就能够较好的减少玻璃内外的热交换，以这样一种方式来实现玻璃的隔热保温作用，实现节能的目的。在条件及预算许可的情况下，可建议使用双层幕墙。幕墙外层围护结构可防风雨，内层防人员坠落，两层幕墙分开施工外，基本构造与一般构件式幕墙没什么区别，只是幕墙外层离墙体的空间较大，而且上下设置百叶，室内热空气进入幕墙中腔，上升后经幕墙顶部百叶排到室外，而室外较冷的空气从幕墙底部的百叶进入幕墙中腔，再进入室内，通过热空气对流不断循环，使室内空气保持清新，有自然风冷的效果，从而节约空调用电，达到节能减排的目标。所以双层幕墙又被称为呼吸幕墙。

4、新型玻璃幕墙的建筑节能应用分析

随着科学技术的进一步发展，一些节能的新型材料逐渐在玻璃幕墙上得到应用，并且在外观上也有了重大的突破。目前较为流行的光电幕墙便很好地体现了这一点。光电幕墙的基本单元为光电板，光电板是由若干个光电电池进行串、并联组合而成的电池阵列，将电池阵列放入两层玻璃中（上层为透明玻璃，下层颜色任意）用铸膜树脂热固而成，在光电板背面接线盒和导线，这样就可以将太阳能转化为电能为人们所使用。这种结构形式不仅能够充分的利用太阳能资源来为我们服务，还能够利用各种不同形式的造型，增强玻璃幕墙的美观性，最大可能的为我们的生活带来便利。此外，还会有更多新型的玻璃幕墙材料为我们的生活提供更多的服务。

5、结语

综上所述，我们在利用玻璃幕墙来美化我们的建筑物的同时还应该充分考虑它的节能特性，通过合理的使用新型材料和改进结构形式等方式，达到理想的节能效果。虽然幕墙的节能设计可能会花费更多的时间和金钱，但是用发展的眼光从长远看，建筑节能更是一项利在当代，功在千秋的事业。

参考文献：

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