建筑幕墙设计中节能技术的应用

梁宏琨

（广东中明建筑装饰实业有限公司，广东 中山 528400）

想要实现建筑幕墙的节能目标，主要是从材料选择和节能体系构建两个角度着手，通过采用新的节能技术可达到节能环保、经济实用的目标，最终为可持续发展奠定基础。我国在建筑幕墙的发展上已有10多年的历史，幕墙的广泛应用给城市建筑增添了不少光彩，但在给予人们美的享受的同时也会带来资源浪费、光污染等环境问题，所以真正实现建筑幕墙的节能目标还有一段很长的路要走，只有不断应用新的技术和材料，才能逐渐缓解幕墙外观美观和节能环保之间的矛盾，才能有利于建筑行业的整体发展。

1 建筑幕墙节能设计的原则和目标

关于建筑幕墙的节能设计，首先必须在设计施工前对周围的环境进行系统的分析，包括光照、温度、气候等，也包括建筑的朝向、高度、建筑的功能、每一个室内的功能等，然后选择合适的节能技术和施工技术进行设计与施工。重点关注的是各种可能会影响建筑幕墙节能环保目标实现的因素，处理好采光与遮阳、水密性和传热等的关系，通过建立多个状态指标来进行处理。总的来说，在进行建筑幕墙的节能设计时，必须对当地气候进行具体分析，然后严格按照标准规定，根据幕墙功能与性能等合理选择幕墙的形式、幕墙的材料和构造等。最后要注意的是，建筑幕墙不可以脱离原来项目结构，也就是说，幕墙作为建筑项目整体的一部分，在进行幕墙的节能设计时幕墙的设计人员必须和建筑的暖通工程设计人员进行充分的沟通与协调，解决专业之间的矛盾问题才能提高建筑幕墙节能设计的质量。

建筑幕墙节能设计时必须遵循以下原则：（1）科学性原则。在建筑幕墙节能设计中必须根据建筑的实际合理考虑各种影响因素，在此基础上来进行合理的选型、材料选择和构造选择，既要保证建筑的基本使用功能和性能，又要符合节能环保的目标。（2）适用性原则。因为不同地区建筑风格不同、自然气候条件不同，对于建筑幕墙的节能设计也有着不同的要求，所以必须根据国家政策和地方对节能设计的要求，再根据建筑实际条件和项目实际情况进行合理设计，必须保证建筑的基本功能、使用舒适度和美观性，在此基础上来达到节能的目的。（3）系统性原则。建筑幕墙节能设计时必须考虑整个建筑的设计。作为建筑工程的重要组成部分，虽然建筑幕墙的设计质量会影响整个工程的设计，但是也要保证其他各部位的节能才能实现整体建筑的节能，达到建筑节能和经济效益的统一。

2 建筑幕墙节能设计

2.1 选择节能型材料

（1）节能型玻璃。幕墙节能型材料包括节能型玻璃和铝合金断热型材料两种。因为玻璃在建筑幕墙中应用比例非常大，其参与的热交换面积也较大，因此对于建筑幕墙节能设计目标的实现非常重要。在选择合适的节能型玻璃时，必须根据玻璃具体的位置选择最佳的玻璃材料，比如对于朝向是南且日照时间较长的玻璃，应该能起到阻挡一部分太阳辐射进入室内的作用，从而可减小空调负荷。所以应该选择吸热型的玻璃和热反射的玻璃，或者由吸热玻璃与热反射玻璃组成的中空玻璃。对于在严寒地区和背光的玻璃，则应该选择能够控制热传导的玻璃，比如低辐射的玻璃和中空玻璃等。一般而言，节能型玻璃有如下几种类型：①阳光控制镀膜玻璃。这一类玻璃指的是在普通玻璃的表面镀上一层金属化合物膜，该化合物的膜色可以让玻璃呈现丰富多彩的色泽，除了外观更加美观，更关键的是该类玻璃能够有效控制一定波长的太阳光进入室内而影响暖通空调的负荷。此外，这类玻璃具有较好的透射率和反射率，还能很好地吸收紫外线，具有一定的透视性，在室内可看到室外的景物，透视性和自然采光良好，但在室外又无法看见室内的情况。②低辐射玻璃。该类玻璃对可见光的透过率较高，同时还能阻挡红外线进入，发挥隔热节能和自然采光的良好作用，不仅可减少室内冬天热量的流失，而且在夏天可以阻隔室外物体受到太阳光辐射后产生二次辐射，既实现了节能的目标，又实现了经济环保的目标。③中空玻璃。该类玻璃由两片及其以上玻璃组成，用密封胶使组合玻璃间的空间和外界隔绝开来，使其具有良好的隔音隔热效果，而且该类玻璃还有一个明显的优势是重量较轻，负载较小，几乎不会对整体建筑负荷产生太大影响。④夹层玻璃。该类玻璃至少由两片及以上玻璃构成，是一种韧性较好的复合型玻璃材料，一般分为中间层和外表层两层，其中中间层是透明性的有机材料。制作该类玻璃时对工艺要求很高，可根据实际要求合理选择工艺技术，但必须保证该类玻璃具有较好的抗震抗冲击能力，在受到冲击时能够有一定抵挡外界撞击穿透的能力，同时还必须保证一定的可见度。⑤真空玻璃。这类节能型玻璃由支撑物将两片及以上的玻璃分开，并在周围进行密封使其内部产生真空层。也就是抽走中空玻璃中的空气，消除对流和传导传热来达到隔热的目的。这类玻璃的空腔狭窄，两层玻璃之间用均匀分布的支柱分隔开来，相比于其他类型的隔热玻璃，真空玻璃的制作工艺更为复杂，且因为中间存在分隔作用的支柱，所以也会在一定程度上影响它的外观美观性。

（2）铝合金断热型材。铝合金断热型材既有基础的支撑龙骨的作用。该材料和普通铝型材相比，突出的优势是其节能性能较好，比如隔热断桥新的铝合金型材采用了较低导热系数的塑料进行隔断，在连续的隔热区采用隔热条使铝合金结构分为两部分，隔热条的导热系数比铝合金导热系数小，但是其力学性能却和铝合金一样，可有效避免因热胀冷缩引起的铝型材和隔热条脱落的情况，同时还能承受外界的各种压力，节能抗压的效果良好。

2.2 节能技术在建筑幕墙设计中的应用

（1）光电幕墙技术。光电幕墙是一种新型的绿色节能幕墙，既有装饰的效果，又具有发电、隔热隔音的效果，突出了智能化和人性化的特征。其关键技术是太阳能光电池技术，在进行光电幕墙结构设计时还必须使其具有抗震、抗风、抗压等建筑安全方面的要求，同时要注意外观的美观、气密性、水密性、隔音保温等作用。可将幕墙骨料内的空腔充分利用起来，通过简洁的墙面、太阳能光电技术和幕墙技术的结合构筑新型的功能型幕墙。

（2）节能百叶技术。节能百叶技术在建筑幕墙节能设计中应用最为广泛，可调节太阳光照射对室内空调负荷的影响。但是百叶的节能效果和其他建筑幕墙节能技术相比还不是很突出，且该技术的应用会影响幕墙的外观效果。

（3）双层幕墙技术。双层幕墙包括外层和内层两层幕墙，同时通过装置的应用来达到隔热保温、通风散热的目的。在现代建筑幕墙设计中，双层幕墙技术的应用，可通过封闭性和敞开式的结构来构建一个可缓冲空气的空间，能更加灵活地调节室内温度。

（4）生态幕墙技术。生态幕墙是在科学技术飞快进步的形势下发展起来的，且已经被广泛应用到了幕墙设计中，是一种非常人性化的设计，完全将人们的生活需求融合到了设计中，为人们营造一个更为舒适和安全健康的环境。通过生态技术的应用，设置生物气候缓冲层来降低对环境的污染，同时也达到了资源节约的目的。

（5）双层通风幕墙技术。双层通风幕墙由两层幕墙构成，外层是单层玻璃和非断热型材构成的幕墙，内层则是隔热或断热的明框幕墙，内外层之间有一个相对封闭的空间，即热通道。热通道内的空气一直处在流动状态，和内层幕墙外表面进行持续的热交换。在冬天关闭通风层的进排风口，可使换气层空气在阳光照射下而不断升高温度，可提高内层玻璃的温度，降低建筑物能耗；在夏天则打开换气层风口带走通风间层内热量，从而可降低内层玻璃外表面的温度，达到降耗的作用。

（6）遮阳系统。设计合理的遮阳系统是为了能够遮挡一部分太阳光进入室内，尤其对于朝阳的房间来说，遮阳系统的设置对于节能环保目标的实现非常关键，如果太阳光直射进入室内不但会影响空调系统的负荷，增加空调能耗，而且还会影响室内的舒适度。而设置遮阳系统以后可以在保证合适的采光条件的基础上减少室内空调设备的能源消耗。在幕墙节能设计中，设计人员应该将遮阳系统合理地融入进来，常见系统包括垂直遮阳、水平遮阳、综合遮阳以及挡板遮阳等几种形式，在进行设计时必须根据实际的建筑工程情况以及建筑的功能、类型等，既要发挥好遮阳系统的作用，又不能影响整个建筑结构和功能。所以在实际设计时可以参考幕墙热工计算的规定计算出各参数，可为节能幕墙的遮阳系统设计提供可靠依据。

（7）太阳光变向照明技术。太阳能是一种可再生的清洁能源，在节能环保领域利用太阳能来代替其他能源，不仅可实现节约能耗的目标，而且因为太阳能是清洁能源，可降低对环境的污染。在建筑幕墙节能设计领域，利用太阳光变向照明技术，可取代传统遮阳技术里的幕墙反射作用使太阳光线反射到天花板上，再经过天花板反射传递到室内功能区，不仅可提供良好的照明条件，而且因为使用了更加均匀柔和的照射方式，可避免太阳直射对人体和室内设施的影响，使室内的光线更加均匀，可分布到各个边角区域，从而可减少电能的消耗，降低电费。

3 结束语

综上所述，节能技术在建筑幕墙设计中的应用，不但可达到节能环保的设计目标，而且也推动着幕墙设计朝着智能化、人性化的方向发展，能更好地改善人们的生活环境。因此，为实现节能环保可持续发展的目标，必须积极利用新型的节能技术，合理选择节能型材料和节能型技术，提高建筑幕墙的节能型，促进建筑行业的发展。