新型玻璃幕墻在建筑節能中的應用

孫曉亞

（牡丹江市安裝工程有限公司，黑龍江 牡丹江 157022）

1 傳統玻璃幕墻的弊端

隨著玻璃幕墻大量的應用和時間的推移，許多在“玻璃大廈”里辦公和居住的人們發現，盡管玻璃使建筑物看上去輕盈亮麗、簡潔明快，但是玻璃幕墻的許多缺點也日益凸現。

1.1 耗能問題

自上世紀70年代能源危機后，世界各國越來越重視節能工作。同樣，能源問題目前也正困擾著中國的經濟建設和發展，建設節約型社會已經成為全社會關注的焦點。據統計，目前北京、上海等大城市的建筑能耗已占全市總能耗的1/4，居于能耗的首位，其中公共建筑能耗又占建筑總能耗的大部分，玻璃幕墻夏季的吸熱和冬季的散熱，在給建筑物帶來美觀亮麗的同時也大量的消耗著能源。

1.2 光污染

光污染危害來源的主要對象仍是城市高層建筑的玻璃幕墻，一幢幢矗立在馬路兩側的玻璃幕墻，就像一面面巨大的鏡子，其產生的光反射，極易誘發意外交通事故。而如果人們長期受到玻璃幕墻的“白光污染”，人會深感精神壓抑，心情煩躁，除視力因長時間遭反射光刺激而下降外，還會誘發某些疾病。在國內和國外，隨著玻璃幕墻在各大城市建設中大行其道，各地近年來接到市民對光污染的投訴也直線上升。

1.3 安全隱患

據有關專家介紹，目前市面上很多用于黏結玻璃幕墻結構膠水會隨著時間推移老化，甚至失效。一般而言，廠家對硅膠、結構膠承諾的保質期為10年。即便按照現行技術規范，玻璃幕墻的設計年限也不超過25年。

玻璃幕墻如果年久失修，會產生許多安全隱患，成為“空中定時炸彈”。

隨著2005年7月1日《公共建筑節能設計標準》的實施，玻璃幕墻的耗能、安全隱患等問題使其處于一種尷尬的境界，玻璃幕墻將被叫停甚至遭封殺的消息不絕于耳。

2 新型玻璃幕墻的誕生與發展

那么玻璃幕墻的美觀與節能是不是“魚和熊掌不可兼得”呢？事實上，隨著科學技術進步，一些隔熱性能好、反光系數低的玻璃都相繼問世，采用由這些玻璃組成的中空玻璃則比較好地解決了保溫隔熱的問題，使解決玻璃幕墻耗能的問題成為可能。

中空玻璃的隔熱性能好，是因為其內部的空氣層處于一個封閉的空間，氣體不產生對流，且空氣的導熱系數僅是玻璃的1/27。在北方，中空玻璃一般是盡量減少對太陽短波輻射的阻擋，使得更多的太陽輻射進入室內。而在南方，中空玻璃首先是吸收或反射太陽短波輻射，再利用中空玻璃的空氣層有效隔絕溫差傳熱和長波輻射，從而使大量的太陽輻射不能進入室內。所以，中空玻璃和有保溫隔熱功能的單片玻璃配合組成的中空玻璃等，都是有較好節能效果的。

隨著第四代節能新型玻璃幕墻的面世，幕墻的隔熱性能、生態環保功能和節省能源消耗等方面都有很大的突破。這個時代的幕墻特點是采用了高新技術，提高了幕墻的使用功能和舒適度，向綠色環保化、智能生態化方向發展。

2.1 光電幕墻

光電幕墻是一種集發電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一體的太陽能光電玻璃幕墻，它充分體現了建筑的智能化與人性化特點。進入90年代后，隨著常規發電成本的上升和人們對環境保護的日益重視，一些國家紛紛實施、推廣太陽能屋頂計劃，并提出了“建筑物產生能源”的新概念，由此推動了光電技術的大規模開發與應用。美國、日本、德國、意大利、印度等許多國家都已建有太陽能屋頂或外墻的建筑。

光電模板簡稱為PV，是多個太陽能光電池經加固處理，鑲嵌在特殊的透明度極高的低鐵玻璃中，彼此之間經過其背面的導線相連，從而構成了一個整體的光電模板。這是一種完善的技術，它的優點是可在氣候惡劣的情況下照常工作，具備抵御外界環境侵擾的能力，或在臭氧，或在酸雨，或在零下50 攝氏度至90 攝氏度的環境中，光電模板仍可使用幾十年，而且是極為美觀的造型材料。

光電幕墻體現了智能化特點，太陽能電池發電不會排放二氧化碳或產生對溫室效應有害的氣體，也無噪音污染，并可用來發電，由此可見，光電幕墻是一種凈能源，與環境有很好的相容性。同時太陽能光電技術集成到幕墻中不僅不占有建筑面積，而且太陽能光電板晶瑩優美的外觀，具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現代科技色彩。

2.2 生態幕墻

生態幕墻是隨著建筑生態化的發展而發展的，根據使用功能或使用要求，能夠改變生態和色彩的建筑幕墻稱之為生態幕墻，生態幕墻是生態建筑的一種，是生態外圍護結構的建筑。它是以“可持續發展”為戰略，以使用的高新技術為先導，以生物氣候緩沖層為重點，節約資源，減少污染，是健康舒適的生態建筑外圍護結構。

生態建筑與生態幕墻在三維空間中，引入了時間概念，在功能及美學上具有獨特的意義，可以稱其為“四維建筑”，即靜與動，封閉與開放，收斂與張開，空間與時間，使建筑和幕墻更具有鮮明的音樂韻律。改變了傳統建筑和幕墻終身不變的形態和色彩，拓寬了建筑和幕墻的新視野和新技術，對現代建筑和幕墻的實踐和理論是一種補充和拓展，有著獨立的價值和意義。

由此可見，玻璃幕墻的發展是隨著科學的進步，綜合技術的開發利用，特別是新技術、新工藝、新材料的發展而精華的，所以光電幕墻和生態幕墻都是科學技術的綜合體現。

3 目前新型幕墻材料的應用

早在二十世紀三十年代就有人提出光電玻璃幕墻的理論并進行了實踐，到二十世紀80年代首先在德國得到較為廣泛的應用，在1991年慕尼黑最大的建筑行業展覽會上，德國旭格公司首先展出了光電幕墻，這是將光能應用于建筑裝飾業的開始，自此，光電幕墻這一產品的應用引起了專業人士的關注。目前世界上最大的太陽能屋頂光電系統安裝在新慕尼黑貿易展覽中心。

隨著節能和環保的需要，我國正在逐漸接受這種光電幕墻。為了滿足國內市場需求，已經有多家企業通過與海外企業合資、合作，引進、生產這種光電幕墻產品。在研發具有自主知識產權的光電幕墻產品方面，國內業界緊緊追蹤國際先進技術，于2002年開發出具有自主知識產權的光電幕墻產品。

而生態玻璃幕墻在德國研發和使用較早，技術成熟得到廣泛的發展，典型工程如德國柏林得比斯大廈、法蘭克福銀行大廈以及美國紐約42 大街的新攝影棚、英國建筑研究所辦公樓、荷蘭戴爾夫特大學圖書館等都屬這類幕墻。

4 未來玻璃幕墻的發展方向

隨著光電幕墻和生態幕墻越來越多的應用到各個高層智能建筑上，智能玻璃幕墻系統的概念已經逐漸深入人心，所謂智能建筑（Intelligent Building System）是一個包括建筑結構、空調、環境監測和智能控制的綜合體，將計算機技術、控制技術、通訊技術和圖形顯示技術應用于建筑物之中，它包含了幕墻結構系統，通風空調系統、陽光調節系統、環境監測系統和計算機控制系統，通過這些系統的協調工作，包括信息采集和反饋、指令傳動和控制、運行狀態的監控、電力系統的配置，乃至樓宇自動化的應用等多方面因素的結合，由計算機網絡系統對建筑物進行管理、調節，從而使建筑“智能化”。

從以上的分析中可以看出，智能玻璃幕墻是新結構幕墻，新理念幕墻，它是和“環保幕墻”、“生態建筑”等概念聯系在一起的，智能玻璃幕墻是智能建筑的重要要組成部分。隨著科學技術的發展，光電技術、計算機技術、建筑技術等為智能幕墻的實施提供了強有力的支持，智能幕墻作為智能建筑的一部分，它的產生和發展是歷史、社會、經濟發展的必然，也是人類進步的象征，但是要想真正達到智能化建筑、綠色建筑、生態建筑，以現有的科技和經濟力量，還需要付出更多的努力。

合理資源利用、節約能源、綠色環保等正成為建筑業發展的主流，相信，玻璃幕墻的設計、建造和使用一定會越來越合理、完善，智能型玻璃幕墻技術也會以其鮮明的科技色彩裝飾人們的美好精彩生活。

[1]孫文遷，齊雅欣，商云霞等.幕墻中空玻璃外片玻璃墜落原因分析[J].新型建筑材料，2008-09.

[2]肖中嶺.幕墻的生態策略——雙層皮生態玻璃幕墻類型分析[J].門窗，2007-01-20.