淺談現(xiàn)代玻璃幕墻和建筑節(jié)能思索

1、淺談現(xiàn)代玻璃幕墻和建筑節(jié)能思索【摘 要】玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑較多采用的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)， 是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，是傳統(tǒng)墻 體失熱損失的5-6倍。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑節(jié)能是 中國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，建設(shè)單位和設(shè)計單位 的節(jié)能環(huán)保意識也不斷提高，對玻璃幕墻的節(jié)能要求也不斷 的提髙。下面本文對現(xiàn)代玻璃幕墻與建筑節(jié)能進(jìn)行了探討。【關(guān)鍵詞】玻璃幕墻；建筑節(jié)能；采暖一、前言由支承結(jié)構(gòu)體系與面板組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)有一定 位移能力的、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或 裝飾性結(jié)構(gòu)稱為建筑幕墻。而面板材料是玻璃的建筑幕墻就 是玻璃幕墻。玻璃幕墻不僅實現(xiàn)了建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體

2、與 門窗的合二為一，而且把建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能與裝飾功 能巧妙地融為一體，使建筑更具現(xiàn)代感和裝飾藝術(shù)性。玻璃 幕墻的這種良好特性，使它一經(jīng)問世就得到人們的重視和青 睞。我國從上世紀(jì)80年代初開始引入玻璃幕墻，經(jīng)過20多 年的發(fā)展，玻璃幕墻在全國各地的建筑，特別是在一些地區(qū) 的標(biāo)志性公共建筑中已經(jīng)使用的相當(dāng)多了。香港的中環(huán)廣 場，上海的金茂大廈、錦江大廈，北京的西單國際大廈等都 采用了大面積的玻璃幕墻。而大面積玻璃幕墻在提供良好采 光的同時卻又帶來了采暖與制冷能耗高的隱患，這是建筑能 耗的一個薄弱環(huán)節(jié)。因此，研究玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計對建筑 節(jié)能工作的開展有重要意義。二、現(xiàn)代玻璃幕墻設(shè)計中的建筑節(jié)

3、能1、選擇節(jié)能的玻璃組件玻璃幕墻和窗戶的能耗約占建筑總能耗的50%,要達(dá)到 超低能耗的目的，玻璃幕墻和窗戶采用高性能的節(jié)能玻璃是 一個重要的方面。玻璃材料的透光系數(shù)、太陽直射透射率、 相對得熱以及傳熱系數(shù)等指標(biāo)，對建筑的室內(nèi)熱環(huán)境和采暖 空調(diào)能耗影響很大。因此，在建筑設(shè)計上如何利用玻璃材料, 做到減少能耗，是建筑師急待注意的問題。目前常用的窗用 玻璃有浮法玻璃、中空玻璃、熱反射膜玻璃、低輻射玻璃、 鋼化玻璃、夾層玻璃等。其中浮法玻璃的保溫隔熱性能最差, 鋼化玻璃只改善了玻璃的強(qiáng)度，其保溫隔熱性能與浮法玻璃 一樣。中空玻璃隨兩片玻璃板間的間隙大小不同而保溫隔熱 性能也不同，間隙越大，保溫隔熱性能

4、越好。中空玻璃的標(biāo) 準(zhǔn)間隙有6mm、9mm、12mm、16mm、20mm等。目前國內(nèi)最常 用的中空玻璃間隙為6mm或9mmo中空玻璃按使用的玻璃品 種和間隙內(nèi)的氣體又可分為普通中空玻璃、低輻射中空玻 璃、充惰性氣體中空玻璃、充惰性氣體輻射中空玻璃。其中 充惰性氣體輻射中空玻璃的保溫隔熱性能最好。另外，隨著 現(xiàn)代科技水平的迅速提高和應(yīng)用技術(shù)的日新月異，各種功能 獨特的玻璃紛紛問世。目前國內(nèi)采用的幾種節(jié)能玻璃材料主 要有鍍膜玻璃、中空玻璃、帶薄膜型熱反射材料玻璃和中空 玻璃?？傊ǔ?，炎熱地區(qū)和夏熱冬暖地區(qū)宜選擇吸熱玻 璃和熱反射玻璃；過渡地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)宜選擇帶熱反射 玻璃的中空玻璃；寒冷地

5、區(qū)宜選擇低輻射玻璃。在有條件的 地方，盡量使用低輻射中空玻璃，它綜合性能最好，對周圍 環(huán)境基本無光污染，不眩目刺眼。2、玻璃幕墻斷熱型材的應(yīng)用通常玻璃幕墻所用材料基本上包括骨架、玻璃和封條材 料。按材料的組成及構(gòu)造形式分有四種：型鋼骨架、鋁合金 型材骨架、不露骨架結(jié)構(gòu)及無骨架玻璃幕墻。其中不露骨架 結(jié)構(gòu)及無骨架玻璃幕墻均無金屬框架，其幕墻的導(dǎo)熱系數(shù)均 有玻璃本身和封條材料的性能來決定，封條材料的材料大多 為密封膠和密封條。型鋼骨架及鋁合金型材骨架玻璃幕墻因 采用金屬框架，容易形成冷橋和熱橋，因此，金屬框架材料 的選定對于玻璃幕墻的節(jié)能具有非常重要的意義。目前釆用 的新型斷熱金屬框名稱很多，但大

6、多數(shù)都是在內(nèi)外兩種高導(dǎo) 熱性的金屬框料之間插入低導(dǎo)熱性的隔離物，形成有效斷熱 層，阻斷通過門窗框或窗扇型材散失熱量的途徑，統(tǒng)稱為斷 熱型材。斷熱型材結(jié)構(gòu)合理、結(jié)合牢固、強(qiáng)度高、剛性好、 熱阻大，而且具有優(yōu)良的隔聲節(jié)能性能、抗風(fēng)性能和氣密水 密性能。斷熱型材早期多用于平開窗，后來逐漸用于有框玻 璃幕墻。隨著的社會發(fā)展，人們生活水平的提高，居住環(huán)境 也趨于高檔化，環(huán)保性，新型隔熱保溫型材這一新概念產(chǎn)品 也由國外傳到國內(nèi)。各個從事鋁型材生產(chǎn)的企業(yè)紛紛引進(jìn)國 外隔熱斷橋穿條設(shè)備，國內(nèi)從事鋁加工設(shè)備的企業(yè)，也開發(fā) 出隔熱斷橋穿條設(shè)備。新型斷熱鋁型材通過穿條斷橋連接， 可以將氧化銀白料與彩色噴涂料，砂面料

7、與著色料相連接， 增加型材的裝飾感。3、玻璃幕墻遮陽的設(shè)計由于玻璃幕墻由玻璃和金屬結(jié)構(gòu)組成，而玻璃表面換熱 性強(qiáng)，熱透射率高，故對室內(nèi)熱條件有極大的影響，在夏季, 陽光透過玻璃射入室內(nèi)，是造成室內(nèi)過熱的主要原因。特別 在南方炎熱地區(qū)，如果人體再受到陽光的直接照射，將會感 到炎熱難受。在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽系統(tǒng)，可以最大限度減 少陽光的直接照射，從而避免室內(nèi)過熱，是炎熱地區(qū)建筑防 熱的主要措施之一。根據(jù)地區(qū)的氣候特點和房間的使用要 求，可以把遮陽作為永久性的或臨時性的。永久性的就是在 玻璃幕墻內(nèi)外設(shè)置各種形式的遮陽板和遮陽簾，臨時性的就 是在玻璃的內(nèi)外設(shè)置輕便的布簾，竹簾，軟百頁，帆布蓬等。 在永

8、久性的遮陽設(shè)施中，按其構(gòu)件能否活動，又可分為固定 式和活動式兩種?；顒邮降恼陉柨梢曇荒曛屑竟?jié)的變換，一 天的時間變化和天空的陰晴情況，任意調(diào)節(jié)遮陽板的角度； 在寒冷的季節(jié)，可以避免遮擋陽光，爭取日照。這種遮陽設(shè) 施的靈活性大，使用合理，因此近年在國外的建筑中應(yīng)用較 廣。就我國所處地理緯度來說，各種遮陽板基本形式適應(yīng)及 朝向范圍如下：(1)水平式遮陽在玻璃前采用伸出重疊的平 板這種形式的遮陽，能有效地遮擋太陽高度角較大的，從玻 璃幕墻上方投射下來的陽光。故它適用于南向的玻璃幕墻建 筑物。(2)垂直式遮陽設(shè)于玻璃前之凸出板的垂直式遮陽， 能有效地遮擋角度較小的，從玻璃窗側(cè)斜射進(jìn)來的陽光。但 對于角

9、度較大的，從玻璃窗上面射下來的陽光，或接近日出、 日沒時平射的陽光，它不起遮擋作用。故垂直式的遮陽主要 適用于東北、北和西北向附近的玻璃幕墻建筑。(3)綜合式 遮陽。綜合式遮陽能有效地遮擋高度角中等的，從玻璃窗前 射下來的陽光。遮陽效果比較均勻，故它適用于東南或西南 向的玻璃幕墻建筑。(4)擋板式遮陽這種形式的遮陽，能有 效地遮擋高度角較小的，正射窗口的陽光。故它主要用于東 西向的玻璃幕墻建筑。由于遮陽系統(tǒng)對室內(nèi)采光、通風(fēng)及冬 季日照等亦帶來不同層次的影響。目前出現(xiàn)一種遮陽采光系 統(tǒng)，其采用遮陽板和導(dǎo)光板組合的遮采光系統(tǒng)，形式一般為 在建筑玻璃幕墻或窗上部裝設(shè)一水平遮陽設(shè)施，其功用除了 可直接

10、阻礙太陽的直射光熱外，更可間接利用遮陽板設(shè)計將 太陽光反射至天花板，再經(jīng)天花板將自然光導(dǎo)入室內(nèi)較深 處。三、結(jié)語總之，玻璃幕墻實現(xiàn)了建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體與門窗的 合二為一，使建筑更具現(xiàn)代感和裝飾藝術(shù)性。但又帶來了采 暖與制冷能耗高的隱患，不利于建筑節(jié)能。因此，需要加強(qiáng) 建筑幕墻的額節(jié)能設(shè)計。由于我國幅員廣闊，南北方、東西 部地理氣候環(huán)境差異很大，不同的環(huán)境條件下對建筑玻璃幕 墻的節(jié)能要求也不盡相同。北方地區(qū)的節(jié)能幕墻對于南方地 區(qū)來講并不一定能達(dá)到節(jié)能的基本要求。因此，建筑幕墻節(jié) 能設(shè)計就是，在對建筑周邊的自然環(huán)境，如光線、溫度、風(fēng) 壓、氣候狀況等充分分析和了解的基礎(chǔ)上，針對建筑本身的 朝向、高度、室內(nèi)功能等特點，通過有效地系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品 對室內(nèi)環(huán)境起到適應(yīng)和調(diào)整的過程。這個過程需要綜合多種 因素考慮，需要處理多種關(guān)系，如隔熱和得熱、采光和遮陽、 通風(fēng)和熱交換的關(guān)系，氣密性、水密性和傳熱