建筑节能技术在建筑外装饰工程中的综合应用

姚军

摘要：现代建筑外装饰已成为整个建筑的重要组成部分，建筑节能技术的应用成为衡量外装饰品质的重要指标。体育场馆作为能源消耗的大户，在外装饰工程中充分应用建筑节能技术，是建设绿色建筑的重要标志。文章对建筑节能技术在建筑外装饰工程中的综合应用进行了探讨。

关键词：建筑节能技术；外装饰工程；Low-E低辐射玻璃幕墙；遮阳格栅；平移逃生门 文献标识码：A

中图分类号：TU201 文章编号：1009-2374（2016）26-0077-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.26.037

随着我国城镇化建设的快速发展，能源和环境矛盾日益突出，建筑能耗总量压力不断加大。实行建筑节能、建设绿色建筑是建设生态文明的重要举措。《国家新型城镇化规划（2014～2020）》提出了到2020年，城镇绿色节能建筑占新建建筑的比重要超过50%的目标。

被动式超低能耗绿色建筑通过提高围护结构的保温隔热性能和气密性能，采用高效新风热回收技术，从而最大程度地降低建筑供暖、供冷需求，达到以更少的能源消耗提供室内舒适环境，实现绿色建筑的基本要求。

建筑外墙装饰设计是被动式超低能耗绿色建筑设计的重要部分。随着我国经济的高速发展，现代的建筑外墙装饰已不再是简单装饰及外围护结构，而成为整个建筑的重要组成部分。建筑外装饰设计对建筑能耗、室内空气质量、环境性能与用户的视觉和热舒适环境有很大的影响。通过建筑节能技术的应用，在夏季可减少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。建筑外装饰的建筑节能技术应用水平，成为衡量建筑外装饰品质、绿色建筑的一个重要指标。

1 工程概况

肃宁北职工活动中心体育馆项目位于河北省肃宁县育才街与神华大道交汇处，总建筑面积20746.1m2，其中地下建筑面积6372m2，地上建筑面积14374.1m2，建筑层数、高度：地上3层，地下1层；建筑总高为18.70m。

建筑功能：本工程地上部分为三层，地下为一层。地上一层功能有羽毛球、篮球馆、沙狐球馆、多功能厅，地上二层为乒乓球室、台球室，地上三层为图书馆、电子阅览室、棋牌室。地下一层为淋浴间、戊类库房、制冷机房设备用房。工程充分体现现代化职工活动中心特点，注重人文关怀，尊重地方特色。建筑整体造型理念来源于音乐节奏感，从平面上充分考虑职工的休息娱乐，最大程度丰富职工的业余生活。

体育馆作为一个现代化建筑，其能量损耗会对建筑本身及周围环境产生极大的影响，因此充分采用建筑节能技术，减少能量损失，是衡量外装饰结构设计性能的重要因素。建筑节能技术充分在外装饰中应用，是建设绿色建筑的要求，是社会持续发展的要求，符合时代进步的要求。场馆在建设过程中，建筑外装饰采用了多项建筑节能技术，满足了绿色建筑节能的要求。

2 建筑节能技术应用

2.1 通透性玻璃幕墙外装饰设计技术

通透性玻璃幕墙外装饰设计技术充分利用自然采光，减少室内照明，节约电力资源。

作为室内体育场所，要求室内视线明亮。而室内体育场馆大跨度的建筑特点，使自然采光很难满足室内视线的要求。本工程体育场馆跨度最大达到18m，为最大程度地利用自然光照明，减少室内照明，节约宝贵的电力能源，是外墙装饰技术设计的重点。

本工程采用南北走向设计，使工程的南、东、西三个面朝向太阳，比赛场馆分别布置在东西两侧，从而为各场馆充分利用自然采光奠定基础。

体育馆作为容纳人员较多的公共建筑，观感流畅、外视通透、内外交融是其自然要求，玻璃幕墙造型美观，具备了很高的可供观赏性。

本工程在外墙外装饰设计中，采用玻璃幕墙与石材幕墙相结合的外墙装饰技术，通过调整窗墙比，经过反复优化，本工程各朝向外门窗窗墙比：东0.51、西0.69、南0.34、北0.29，冬季以保温和获取太阳得热为主，同时也兼顾了夏季隔热隔阳要求，在春秋两季能充分利用自然通风。

本工程篮球馆、羽毛球馆位于工程的东侧，跨度24m，净高17m，室外窗墙比0.51，通过采用中空双钢化单片低辐射镀膜玻璃幕墙设计，充分进行自然采光，光线充足。晴天时，室内不开启灯光照明，也能满足正常的训练和比赛对灯光的要求。在阴天时，仅需开启部分灯光。节约了大量的电力消耗，实现了绿色节能的要求。

本工程西侧的羽毛球馆、健身馆等场馆，室外窗墙比达到0.69，跨度21m，净高3.5m。充足的自然光线通过幕墙玻璃，照射进室内，使室内光线明亮，仅需设计很小的室内照明，即可满足正常的训练和比赛对灯光的要求。

本工程主入口处的大堂，跨度33m。一层顶板挑空设计，使大堂达到9m净空高度，通过外墙全玻璃幕墙设计，使整个大堂能够完全自然采光，白天根本不用开启室内照明。

体育场馆中间部位一层、二层走廊，左右两侧均为比赛场馆，遮挡了自然光线照射，是整个建筑中采光效果最差的部位。本工程通过在建筑中间部位设置大堂，大堂外装饰采用全玻璃幕墙设计，在走廊南北两侧外装饰也采用全玻璃幕墙设计，使自然光线从走廊的南、北、中间部位照射进走廊内，最大限度地利用自然采光，满足走廊内基本的照明要求。

体育馆三层走廊，缺少了来自中间大堂的自然采光，光线将会暗淡。设计人员巧妙地将走廊上空设计成Low-E低辐射中空玻璃采光屋顶，使自然光线毫无保留地照射进走廊内，满足了走廊内的采光要求。

建筑的大量自然采光，在保证场馆内有充足的光线满足日常训练和比赛的要求前提下，大幅度地减少了对室内灯光照明的需求，从而大量节约了电力资源，实现了节能降耗的目的，达到了绿色建筑的要求。

2.2 建筑遮阳格栅节能技术

建筑遮阳格栅节能技术起到遮光、防止眩光、降低光污染作用。

在体育馆利用自然采光的同时，也应充分考虑项目训练和比赛时对光线的要求，采取必要的遮光和防止眩光措施。

在外墙装饰大量采用玻璃幕墙进行自然采光时，不可避免的也带来了阳光照射而产生的炫光，影响运动员的视线，对比赛效果产生一定的影响。同时夏天太阳直射玻璃，会提高室内温度，从而增大室内气温调节的难度，增加能耗。

在通常情况下，一般采用悬挂窗帘进行遮挡阳光，防止眩光，降低太阳光线对室内的照射。但是也降低了室内自然采光，增加了室内灯光照明的需求，增加了电力能源消耗，不利于节能环保。

为解决上述难题，在诸多建筑元素中，室外格栅作为一种适用范围广、装饰效果明显的外装饰形式，受到建筑师的青睐。

本工程在外装饰玻璃幕墙上设置了固定铝合金遮阳格栅。具体装饰形式为在幕墙外侧安装300*150、150*100的铝合金方管格栅，型材装饰面氟碳喷涂处理，间隔条状设置。铝合金格栅在遮挡强光线的同时，又能通过这样材料对热量进行吸收和反射，起到很好的节能作用，既防止了眩光，又减少了太阳光直射玻璃造成室内温度升高，去除了室内窗帘的设置，减少了室外光污染，保证了室内自然采光。既降低了电力的能源消耗，又减少了窗帘等物资需求。

铝合金格栅不仅丰富了外墙装饰效果，而且还具有了遮阳、维护等多种功能，多方面实现了节能环保，成为了值得推广的外墙装饰新技术。

2.3 Low-E低辐射玻璃幕墙节能技术

Low-E低辐射玻璃幕墙节能技术具有良好的隔热、遮阳、抗紫外线和隔音功能，低反射无镜面效应。

在建筑外装饰设计时，充分考虑玻璃的使用效果，不仅能丰富建筑外装饰效果，而且能使建筑具有现代建筑的通透感，增加建筑节能效果。

外门窗玻璃的热损失是建筑物能耗的主要部分，有关研究资料表明，占建筑物能耗的50%以上。本工程在外墙装饰设计，大量采用Low-E低辐射镀膜玻璃幕墙。Low-E低辐射玻璃是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品，镀膜面朝向中空气体层。外片Low-E，内片透明。与普通玻璃、镀膜玻璃相比，具有优异的隔热效果和良好的透光性。由于镀膜的存在，“Low-E”玻璃反射的热量回到室内，使得玻璃附近的室内温度较高，人在玻璃附近感觉比较舒适。在冬季可以保持相对高的室内温度，而不结霜，在室内会倍感舒适，既增加了建筑的通透感，又充分实现了利用自然光线，减少了室内灯光照明，达到了节能的效果。

本工程外幕墙以低辐射中空玻璃作为面材，极大地提高了幕墙的热工性能。经计算其热工性能等级为6级，即2.0>K≥1.5，并且使外幕墙具有良好的隔热、遮阳、抗紫外线和隔音功能，低反射无镜面效应。

室内热量损失的降低所带来的另一个显著效益是环保。寒冷季节，因建筑物采暖所造成的CO2、SO2等有害气体的排放是重要的污染源。使用Low-E玻璃，由于热损失的降低，可大幅减少因采暖所消耗的燃料，从而减少有害气体的排放，起到环保低碳的效果。

2.4 内平开内倒上悬窗节能技术

内平开内倒上悬窗节能技术，既通风又安全。

建筑外窗作为室外、室内空气连通的通道，具有采光、通风和围护的作用，在建筑外装饰中具有重要的作用。然而外窗又是最容易造成能量损失的部位。建筑外窗的开启方式对幕墙外装饰节能具有重要意义。

通常窗户的开启方式有推拉窗、平开窗、悬窗等形式。本工程外窗采用内平开内倒上悬开启方式。该方式既有平开窗通风量大的优点，又具有悬窗不占空间的

优点。

2.4.1 推拉窗：窗户沿轨道向左右或上下推拉。优点是不占用室内外空间，操作轻便。缺点是最大开启度只能达到整个窗户面积的1/2；在风雨天，窗户只能关闭，无法换气；要清洁朝外的玻璃面较困难；密封性差，湿气、灰尘容易进入；窗框下滑轨来回滑动，上有较大的空间，下有滑轮间的空隙，造成较大的热损失。达不到节能要求。

2.4.2 平开窗：平开窗是一种传统的窗型，应用范围最广，分内开、外开两种。优点是窗扇和窗框间均有橡胶密封压条，封闭性能好，开启面积大，通风好，密封性好，隔音、保温、抗渗性能优良。

外平开窗防水性能好，且开启时不占用室内空间；缺点是外开式窗会占用室外空间。在平开状态下，突然受到外力（主要是风压）的作用，使得窗扇拥有一个较高的速度绕着合页轴转动而撞击洞口或障碍物，在撞击力的作用下可能会导致玻璃破碎，甚至合页出现扭曲后，窗扇脱落，存在着较大的安全隐患。

内平开窗便于经常擦洗，保持窗户洁净。缺点是要占去室内的部分空间，影响人员的通行。孩子在窗边玩耍时不小心就会碰到头，坚硬的窗角很容易碰伤孩子娇嫩的皮肤，非常危险。开窗时窗帘与窗扇发生冲突，想开窗通风，窗帘就不能关严，尤其在晚上，开窗通风就不能很好地保护隐私，可是要想拉好窗帘，就只好关窗了，炎热的夏日，感觉很不舒服。节能效果不好。

2.4.3 悬窗：悬窗的优点是上悬时不占用室内空间，室内通风换气自然，风是从窗的侧边吹进，不直接吹人身体，使人感觉更加舒适。微风小雨时，雨点只能溅到玻璃上，不会溅入室内。窗帘可以开合自如，小孩子可以自由玩耍。缺点是通风面积小，室内空气换气较慢。

2.4.4 内平开内倒上悬窗：它是在平开窗的基础上发展出来的新形式，其技术含量相对较高。

它通过转动执手选择门窗的关闭，向内平开及顶部向内上悬，从而达到密封、通风、适量通风及防盗的目的，具有良好的保温隔音性能。

它有两种开启方式，既可平开，又可从上部推开。平开上悬窗多锁点密封，可以使窗子的密封性大大增强。密封性增强以后，它的保温性和隔音性也将随之得到提升。多锁点配合蘑菇头锁头的设计大大增强了窗子的防盗性能，使盗贼通过撬压窗扇进入室内的可能几乎降为零。内倒状态的使用，可以使室内自然通风，风不直接吹人身体，尤其是早晚和冬天需要改善室内空气质量时，不易感冒。春秋两季风大时窗在平开时风太大，内倒状态可使空气交换柔和顺畅，且没有吹人感。刮风下雨时，也可以开启窗户，保持室内空气清新，便于清洁朝外的玻璃面。降低空调的使用频率，有利于节能环保。

2.5 紧急逃生门建筑节能技术

体育场馆作为人员密集场所，建筑外门不仅是建筑外装饰的一部分，同时也是生命的疏散通道。为保证在紧急情况下，人员疏散要求，场馆的对外出入口大小应满足人员出入方便、疏散安全和器材运输的要求。承担本场馆主要疏散任务的主出入口，设计宽度为4m，高度为2.4m。在满足紧急疏散要求的条件下，宽大的疏散门增大了室内空气与室外空气的流通，大堂采暖能耗中50%由疏散门散失，能耗巨大，不利于建筑的节能环保。因此选用既美观大方、满足紧急疏散，同时又具有节能效果的外门，对建筑节能具有重要意义。

本工程主入口采用美国史丹利公司生产的紧急逃生自动门DG3000，该门由固定扇和活动扇组成，固定扇开启方式为外平开，活动扇为电动平移。在日常使用过程中，人流较小，人流由中间的电动平移门进出。当紧急疏散时，由室内推外门，可以推动固定扇和活动扇，固定扇和活动扇同时打开满足疏散要求。

在正常运行过程中，当人接近门时，电动平移门接收到信号，通过驱动系统将门开启，在人离开后再将门自动关闭。门扇开启时间非常短，既减少了外门开启的面积，又减少了室内热量的散失的时间，从而减少了室内外空气的流通，减少了热量损失，达到了节能的

目的。

DG3000在保证了自动门产品的耐用性和安全性的特点的同时，实现了紧急逃生功能，在平行运行的同时，遇见紧急情况，无论门扇运行到什么样的位置，当人在推活动扇的同时固定扇也同时打开，四个门扇均可以90度紧急向疏散方向推开，形成更宽的疏散通道保证人的安全。活动扇和固定扇的同时开启功能，减少操作时间，让逃生的人员以最短的时间到达安全区域。

紧急逃生门不仅推开力度可以调整，而且具有推开断电功能，保证门扇在被推开后，自动门处于断电状态，保证人身安全，同时还具备闭合锁定功能，当活动扇完全关闭后，固定扇不能从室外侧拉开。

3 结语

肃宁北职工活动中心建筑造型充分体现优雅、自由、活力，通过艺术造型及不同的材质的搭配，充分将各种建筑节能技术应用在建筑外装饰中，仔细推敲窗墙比例关系及色彩明暗的搭配，打造了一个现代的、高科技的、可持续发展的活动中心。

本工程在投入使用后，先后进行了朔黄铁路发展公司的职工运动会和羽毛球单项比赛，运动员和观众均表示建筑室内温、湿度适宜，场馆室内外温差小，体感舒适。平开内倒上悬窗的新风系统，既为室内提供了足够的新鲜空气，同时又避免了平开窗直吹气流对羽毛球等赛事的影响，满足了比赛要求。在冬季，与相邻建筑比较，同一热源下，该场馆的室内温度更高，体感更舒适，建筑节能效果明显。

参考文献

[1] 住房城乡建设部.被动式超低能耗绿色建筑技术导则（试行）[S].2015.

[2] 关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见（建科[2005]78号）[S].

[3] 公共建筑节能设计标准（PGB50189-2015）[S].

（责任编辑：王 波）