绿色节能技术在建筑门窗幕墙中的应用

林婧 青岛市建设工程施工图设计审查有限公司

刘晓玮 青岛房地产建筑设计院有限责任公司

1 前言

基于双碳目标实施背景下，建筑行业成为重点控制对象。我国建筑碳排放量占到全国总碳排放量的近1/3，建筑能耗是全社会主要能耗之一，发展绿色建筑意义重大。中国每年新增建筑面积约20亿平方米，各地区都在积极采取各类措施，鼓励企业建设低碳绿色节能建筑，减少建筑生产和运行的能源消耗，促使建筑持续化发展，创造更多的社会效益。

2 建筑门窗幕墙绿色节能技术的应用价值

推动双碳目标的实现，实施建筑节能绿色化发展战略具有重要意义，尤其是节能门窗幕墙遮阳产业高质量发展。从建筑物系统的构成分析，门窗与幕墙是建筑物的眼睛，同时也是建筑节能的关键结构。经过多年发展，我国节能门窗行业已具有一定的规模。

随着门窗幕墙行业管理力度的不断增强，积极构建完善的门窗幕墙认证体系与管理制度，增强工程监理和社会监督，促进企业不断转型升级。为达到绿色低碳建筑的发展要求，企业对门窗性能不断改进，例如，采取保温、隔热和遮阳一体化技术，构建新型门窗体系。与此同时，积极开展门窗节能改造，避免大拆大卸，通过增加中空玻璃窗或者使用新型节能窗等方式，降低传热系数，同时提高遮阳率。

3 建筑门窗幕墙绿色节能技术的应用实例分析

3.1 案例概述

以某建筑项目为例，地上8层，地下2层，总建筑面积为9.7万平方米。此项目按照三星建筑建设标准设计和施工，设计的架空舒适空间，以及多维度自然采光和光导照明系统等，为使用者提供了优质的环境服务。

结合运用被动式绿色设计与主动式绿色技术手段，使得设计节能率超过66%，预制装配率接近80%，并且具有多维度绿化和水源热泵系统等特色，打造了绿色建筑，助力双碳目标的实现。现结合项目的具体设计，分析窗户幕墙节能的方案。

3.2 建筑的整体环境分析

沿着建筑的台阶向上，在二楼楼梯旁位置的绿地里，人们可以看到类似于飞碟的东西，是设置的导光筒。项目的斜屋面和地下室顶板，以及二层平台等位置，总计设置了32个导光筒，利用导光筒使得自然光被引入到室内。设置导光筒的地下，部分为餐厅，部分为过道，部分为办公室，导入光可以作为光源的补充。构建的光导照明系统，遵循的技术原理为，通过采光罩高效化采集自然光线，导入系统内重新分配，之后通过导光管传输以及强化，使得自然光被均匀照射，获得理想的照明效果。

美术馆设计为架空结构，进入到二层区域，建筑外围使用的是单元式玻璃幕墙，内部四面通透，有着不错的采光效果，日间不需要开灯，符合绿色节能环保理念。幕墙设计使用的是数码打印玻璃，通过仔细观看能够发现存在条纹状的纹理，在夏季使用时可发挥过滤的作用，使内部阳光的不刺眼。

3.3 建筑门窗幕墙技术方案

此次工程使用的是单元式玻璃幕墙，采用数码打印技术制作，现场进行安装作业。从玻璃幕墙的使用分析，按照使用材料划分，主要包括铝合金玻璃幕墙、铝板幕墙以及钢板幕墙等。其中，铝合金幕墙划分为框架式玻璃幕墙、单元式玻璃幕墙。

本次工程使用的是单元式玻璃幕墙，主要由很多独立的单元件组合形成，各个单元组件内部按所有板块安装与板块间接缝密封，都是在加工厂内部进行加工组装。生产完成后，分类编号，按照工程安装顺序运输到作业现场吊装，安装作业可以和建筑主体结构施工同步开展。

简单来说，单元式玻璃幕墙是将面板与铝合金材料在工厂加工组装，形成单元幕墙，通过单元形式在现场完成安装形成框支撑玻璃幕墙。对于单元和单元之间，使用阴阳镶嵌的结构形式，也就是单元组件的左右竖框，上下模梁是与相邻单元组件对插，采取对插形式组合杆，最终形成单元组件间接缝。对于单元组件的竖框直接固定到主体结构，承受的荷载为由单元的竖框直接传递到主体结构。采用单元式玻璃幕墙，具有以下几方面优势。

（1）变位吸收性好，且安全性能高。幕墙的单元板相互插接，板块活动量相比框架式幕墙大，同时有着不错的弹性伸缩变化保证，单元整体受力效果佳，等强度承载受力合理先进，吸收幕墙的变形能力相比框架式幕墙要好。

（2）气密性与水密性效果好。利用建筑雨幕原理实现密封，运用多道三元乙丙胶条和多腔等压原理实现密封，具有很高的可控性效果。除此之外，气密性与水密性效果很好。

（3）保温性能好。设计的单元幕墙，实现保温处理和幕墙加工一体化，并且在工厂内完成，达到接缝有效处理的效果。

（4）对所有的单元组件，例如材料加工和材料组装等全部都在厂内完成，能够保障加工的质量，同时保障后续的加工与施工质量。近年来，国内外都在积极探究和应用数码打印技术，用于玻璃制作，为建筑建设提供更多的设计可能性。本次工程使用了数码打印技术，制作“反光”型玻璃材料，满足建筑的需求，夏季可以减少太阳的直射。

4 建筑门窗幕墙绿色节能技术的应用策略

4.1 做好整体设计的把握

从门窗幕墙绿色节能设计的角度分析，为实现绿色低碳目标，必须展开全面严格控制。实践中要把握整体设计，具体内容如下。

（1）合理运用保温节能技术。由于建筑形式多样化，各类工程对保温需求的差异，在开展设计时必须结合建筑的具体情况，事前做好建筑调查，掌握建筑所处区域的具体情况，根据气候和其他特点进行分析，保证设计方案的科学合理性。建筑设计必须要按照相关准则与依据，注重引入新型绿色节能技术手段，严格控制能源消耗。使用的建筑材料，要具有良好的保温性能，优选节能玻璃材料，同时合理使用其他材料。将建筑幕墙的保温与隔音功能融合，避免出现资源浪费，增强幕墙的隔音效果。

（2）采用门窗幕墙绿色节能技术手段，必须优选适宜的节能玻璃，通过降低门窗幕墙的导热性，实现技术的应用价值。一般来说，会对使用的中空玻璃添加惰性气体，进而降低门窗幕墙的导热性。常用的节能玻璃处理技术，主要为低辐射镀膜玻璃以及中空玻璃，起到保温与隔热的作用。正常情况下，节能玻璃的遮阳效果和传热系数不会产生很大变化，为满足采光与温度要求，可选择节能玻璃材料。

（3）照明与通风技术。从建筑门窗幕墙技术的应用中，改善居住环境，实现资源节能利用，促进建筑持续化发展。当前门窗幕墙绿色节能技术的应用，不仅能够达到建筑性能要求，还可获得较好的通风效果与采光效果，贴合人们的实际需求。在进行幕墙设计时，充分利用采光与通风系统，实现多样化功能，促进建筑物节能环保水平得到优化。

（4）生态幕墙。随着建筑绿色低碳建设标准不断提高，若想达到生态建筑的建造标准，设计生态幕墙，以实现生态因素和幕墙的有效结合，以及对生态建设的综合性考量。通过建筑生态建设，促进人与自然和谐相处，同时能够为居民创造舒适的居住环境，实现节能环保。目前，在建筑工程设计实践中，有很多可利用的技术，辅助建筑节能分析。开展建筑节能设计时，则要分析门窗幕墙系统在不同时节的运行情况及能源消耗情况，提出有效的控制措施，保证建筑节能环保达到预期的效果。

4.2 选择适宜的节能技术方案

4.2.1 夹胶夹网中空玻璃幕墙

建筑外立面的设计中，使用此玻璃幕墙，主要是配置在玻璃夹胶层中的特殊织物材料，通过复杂工艺制作，同时形成具有强烈金属质感的单向视觉效果玻璃。从使用的效果分析，阳光照射下主体建筑玻璃幕墙如同披上华丽外衣，在碧蓝的天空和青砖白墙映衬下，周围的景色映在墙面，令人不由得赞叹。获得如此的视觉冲击效果，主要是因为建筑外立面使用了特殊材料。

整体效果方面，在外部向内部观看，人们能够看到映射的周围环境；在从内向外面看，玻璃幕墙就消失了，给人置身于美景的感受。使用的玻璃幕墙，内部嵌入了高分子材料网以及高性能太阳能热保护膜，能够达到减少阳光入射率的目的，实现节能降耗目标。目前，此技术的应用相对较少，材料的生产缺乏成熟经验，面临着如何使得柔软高分子材料网在平铺到SGP胶片时，保证平整度并且使得纹理呈现横平竖直。除此之外，还要考虑夹胶时在高温高压状态下不会产生扭曲变形或者位移等问题。采取这样的加工方法，具有很大的难度，需借助特殊工艺，经过反复试验，保障生产作业的效果。

4.2.2 石材和穿孔铝板玻璃幕墙系统

现代化建筑设计，既需要关注到功能性，也要注重美观性。在门窗幕墙设计实践中，积极推广使用石材和穿孔铝板玻璃幕墙系统，可满足这一需求。使用穿孔板通过定制的设计与制作，方便快捷安装，能够和建筑物的设计匹配。穿孔或者图案的特殊设计以及各类定制的形状，穿孔铝板能够更好地反映建筑师的特殊想法与概念。

实际应用中穿孔铝板固定在从建筑主体结构延伸出来的框架上，并且和主体结构分离成为独立的幕墙系统，不仅不会增加建筑物的重量，使用此幕墙系统能够提供良好的隔热与隔音的建筑物。因为穿孔铝板分体式固定、维护与更换相对方便，从应用效果分析做到了虚实结合，且自然朴素，可展现建筑的气质与立面体色，同时结合景观设计增强整体的魅力[1]。

4.2.3 新型建材

从节能环保的角度分析，门窗幕墙节能为重点内容。近年来，节能环保型门窗和幕墙的使用不断增加，同时市场上也涌现出很多新型环保节能产品，例如铝合金节能门窗和玻璃钢节能门窗等。很多生产企业都在积极改良断桥隔热铝合金门窗，经过门窗的节能设计，利用高性能隔热材料，利用节能玻璃达到节能环保的目的。

目前，建筑正朝着绿色化和高质量发展。幕墙和门窗作为建筑外部的组成部分，占据着重要地位。为满足市场的需求，生产企业积极推广使用铝木复合和铝包木等，助力建筑现代化发展[2]。其中，Low−E中空玻璃的应用比较广泛。传统中空玻璃材料具有较为突出的保温隔热性能，能够提高门窗节能水平，但随着绿色节能标准的不断提高，传统中空玻璃无法达到节能设计要求，进而出现了Low−E中空玻璃材料，凭借自身的低传热系数和低辐射性能，赢得了市场的喜爱。以往的建筑门窗多设计为单层玻璃，不仅不会阻挡太阳辐射与远红外线，而且冬季运行时还会产生很大的热量损失。实现门窗的节能，首先需要实现门窗玻璃节能，积极推广使用双层玻璃，同时增强门窗玻璃材料的保温隔热性能，达到减少能源消耗的目的，改善建筑室内的热环境质量，并且提高建筑节能水平。

除了此类材料外，新型塑料门窗也具有应用价值。新型塑料门窗具有良好的保温、隔热、隔音、防潮等性能，适用于我国广阔的冬冷夏热地域[3]。实际应用中需结合工程的特点，合理对比分析和选择，保证门窗幕墙材料的应用质量达到要求，创造更多的效益和价值。

4.3 做好技术应用环节的质量控制

若想发挥门窗幕墙技术的应用价值，要注重材料制作和安装环节的质量控制，保障技术的应用效果[4]。从实践的角度分析，采取工厂加工的办法，做好全面严格控制，保障门窗幕墙材料的制作质量达到预期，为工程建设工作的开展提供支持，保障建造的效益目标实现。

在开展门窗幕墙安装作业前，必须要认真梳理门窗幕墙技术的应用要点和方法，落实技术交底制度，交代给施工作业人员，使其可以有效把握，高质量推进建筑门窗幕墙绿色施工作业的开展，发挥技术的应用价值和优势，提升建筑的绿色节能环保水平，促进建筑行业持续化发展。

实践中围绕现场安装作业，督促工作人员按照门窗幕墙施工技术要求，实施严格的细节把控措施，保证建造的效益目标实现。对使用的材料，必须进行精细化管理，促使管理目标的实现，创造更多的效益与价值。通过全过程的质量控制，保障门窗幕墙绿色节能技术的应用效益和效果[5]。

5 结束语

综上所述，建筑门窗幕墙绿色节能技术的合理运用，对保障绿色节能效益目标的实现，可起到积极的作用。从实现门窗幕墙绿色节能目标的角度分析，必须结合建筑所在区域的环境和其他条件，做好全面的分析，提出有效的绿色节能技术方案，指导建筑绿色节能施工作业开展，发挥技术的应用价值。未来，随着建筑门窗幕墙绿色节能技术水平的不断提高，建筑节能环保水平也会不断提高，助力双碳目标的实现。