浅谈幕墙节能环保技术

唐海艳

摘要：节约能源和保护环境已成为当前人类社会寻求可持续良性发展的主题之一。环保要求节能，节能促进环保。近些年“开放与交流，舒适与自然，环保与节能”逐渐成为新世纪国际建筑的三大原则，建筑节能成为世界性潮流，绿色建筑概念大行其道。绿色建筑使用绿色材料和绿色能源，在制造、使用过程中造成的地球环境负荷最小，有利于人类健康。它满足可持续发展的需要，做到了发展与环境的统一，现代与长远的结合。作为现代建筑的象征，玻璃幕墙在世界范围内得到了越来越广泛的应用。而包括幕墙、门窗在内的建筑外围护结构综合考虑占建筑能耗的75%以上。所以玻璃幕墙的节能和环保问题显得极为重要。

关键词: 节能环保 , 幕墙 , 新型玻璃 ,光电幕墙

中图分类号： TE08 文献标识码： A

一、作为建筑物的一种外围护结构，幕墙的功能要求主要有以下几个方面： 1） 满足结构性的强度、安全性要求； 2） 控制热量传递； 3） 控制空气交换； 4） 控制日光照射； 5） 控制凝结水汽； 6） 控制雨水渗透； 7） 控制噪声； 8） 控制火灾； 9） 建筑美学功能； 10） 满足经济性要求。

二、当今社会幕墙发展的趋势

根据国家公共设计节能标准，由此引申出了绿色环保节能幕墙的概念。绿色环保节能型幕墙成为当今幕墙设计的一大主流。绿色环保节能幕墙就是具有无污染(或者污染很低)、并具有环保和节约能源功能的幕墙，这是幕墙今后发展的必然趋势。目前应用比较多、研究比较多的主要有三类：光电幕墙、双层玻璃幕墙以及生态幕墙。

三、建筑节能对玻璃幕墙的新要求

我国是建筑业大国，建筑业也是我国国民经济的重要组成之一。我国每年完成的建筑工程总量约为20亿㎡，越占全世界建筑总量的50%。我国已建成的建筑面积总量约430亿㎡，累计已建成节能建筑总面积约有28.5亿㎡，仅占城镇现有建筑总量的16.1%。同时，我国建筑能耗是相同气候条件发达国家建筑能耗的2到3倍，在全面建设小康社会的进程中，节能减排的任务十分艰巨。建筑节能是提高住宅舒适度，降低使用费用的基础，也是可持续发展的迫切要求，只有把资源节约、降低能耗放在突出位置，才能更好地促进和谐社会的建设。

建筑节能65%主要由建筑围护系统承担。在外围护结构中，作为现代建筑一大特色的玻璃幕墙，上世纪90年代在我国建筑工程中得到广泛应用，但也存在诸多问题，比如选择玻璃不当，致使夏季透过玻璃的太阳能是其它材料墙体的数倍；选用的密封胶粘结效果差，胶缝施工不到位，胶条密封不严，结构变形产生裂缝，导致冷、热风渗透情况严重。

四、幕墙节能材料的选用

（一）玻璃的选用

在目前建筑设计中，针对建筑物外窗和玻璃幕墙，玻璃占的面积是绝大部分的，因为它可以参与的热交换的面积较大，这样使之成为了幕墙和窗节能的关键部分。伴随着科学技术的发展，新型节能的玻璃材料不断地被研究出来，并得到广泛运用，下面针对一些应用较多的材料进行剖析：

（1）阳光辐射控制玻璃

这类玻璃材料主要是采用改变玻璃的光学特性来实现对太阳能辐射进行选择的技术，该技术能够进行选择性屏蔽一些辐射，从而能够达到异性环保节能效果，主要有光谱选择透过性玻璃和透过率可调玻璃：①光谱选择性透过玻璃，它实际上是Low-E玻璃和热反射玻璃技术的延伸，即通过在玻璃表层覆盖一层特殊性质的材料涂层，这种玻璃材料能够选择不同波长的太阳辐射和热辐射。②透过率可调玻璃，这种类型的玻璃能够伴随环境的变化来改变自身的透过特性，能够实现对太阳辐射能量的控制，进而达到满足节能的要求。这种玻璃根据其改变特性的机理可以分为热致变色玻璃、电致变色玻璃和光致变色玻璃。这三种类型的玻璃中，光和电致变色玻璃已经引起了幕墙行业相关人士的广泛关注，并且得到了一定的应用。在实际生活中，光致变色玻璃的可见光透过率能够是现在75%-25%范围内变化，太阳能辐射的透过率变动能够实现53%-23%范围内变化，电致变色玻璃在短短的五分钟内可以时间可见光透过率67%-10%以及太阳辐射66%-10%的变化。

（2）隔热玻璃

随着技术的发展，一些新型隔热玻璃在中控技术上不断被研发出来，主要有以下几种：①惰性气体隔热玻璃，这种玻璃是通过往中空玻璃的空腔内注入惰性气体得到的。如今，国外市场上已经出现了充氯气的4mm-8mm-4mm-8mm-4mm三层中空玻璃，该种玻璃是结合Low-E技术形成，它的传热系数达到了0.7W/(m2·K)。②气凝胶隔热玻璃，气凝胶是一种多孔性的硅酸盐凝胶，其体积的95%为空气，这种气凝胶中的气泡比较小，一般小于20mm，因此，具有较好的隔热性能，而且还不会阻挡和折射光线，因为其颗粒远小于可见光波长。然而这种气凝胶物质长时间使用后会出现沉降现象，这也是目前限制其大范围商业化应用的主要原因。

（二）铝合金型材选用

在选用窗框材料时，需要考虑不同材料的玻璃幕墙和采光顶等外窗的传热系数影响，这个因素是选择材料时不可缺少的条件。目前，一些塑料窗框和木窗框由于本身的传热系数很小，加上其对外窗的传热系数影响也很小，因此在选用作为节能窗框时，很少考虑。相对而言，铝合金和钢窗框等材料本身的导热系数大，加上其对外窗的传热系数影响较大，需要采用断桥处理。这种断桥处理针对铝合金材料来说有很多种，比如，聚酷胶（PA)断热条和聚氨酷（PU）等等，对于一些对保温性能要求非常高的外窗应考虑选择断桥效果较好的铝型材。

五、现阶段提高玻璃幕墙节能保温性能的主要措施有：

1.热反射玻璃的主要功能是反射室外的太阳辐射能，从而降低室内的温度，节省空调费用的开支。它的可见光透过率较低，一般8%-40%，其反射光的颜色丰富多彩，装饰效果极佳。低辐射玻璃则正好相反，它的主要功能是阻止室内的辐射能量泄向室外，而允许太阳能辐射尽可能多地进入室内，从而维持室内的温度、节省暖气费用的开支。这种产品的可见光透过率很高，其反射光的颜色极淡，几乎难以看出。适当控制低辐射玻璃的透过率使它既能反射部分太阳能辐射，也能阻止室内的热辐射泄向室外，从而形成一堵隔离辐射能的窗。

2. 采用铝塑复合材料、“断热桥”型材等高热阻材料应用技术；

3. 减少开启窗扇面积、提高密封胶性能、改进节点密封性能等降低空气渗透热损失技术；

4. 采用百页、格栅等遮阳设施，以减少太阳辐射得热等。

结束语：长期以来，人们总是认为幕墙建筑不节能，但是从分析中可以看到，随着科学技术的不断发展，幕墙节能材料和节能系统的不断完善，玻璃幕墙也可以做出符合节能要求的建筑物。幕墙节能，并不是人们想象中的存在技术上的问题，更多的是我们对它的重新认识与合理运用。

参考文献

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[2]赵国臣.光电幕墙技术[A].2009年全国铝合金门窗幕墙行业年会论文集锦.

[3]赵建生.浅谈开放式金属幕墙系统[A].2009年全国铝合金门窗幕墙行业年会论文集锦.