對建筑玻璃幕墻節能措施的探討

摘要：本文通過了建筑玻璃的種類，簡單介紹了玻璃幕墻對節能的影響，并提出建筑玻璃幕墻的幾種節能措施。

關鍵詞:玻璃幕墻；節能；措施

1 節能型玻璃幕墻的設計原則

1、科學性:需綜合、全面權衡各因素，充分考慮其功能、性能等諸多方面，合理選型(幕墻的型式和窗墻面積比)、選材和構造。幕墻的傳熱系數由建筑物的外形和所處地區的氣候條件、型材的傳熱系數和玻璃的傳熱系數等綜合確定。

2、適用性:結合環境因素與項目的具體情況，參照標準規定與地方要求，認真落實國家有關節能政策，同時要處理好建筑低能耗與高舒適度的關系。

3、經濟性:建筑玻璃幕墻只是建筑圍護結構的一部分，只是建筑節能的一個方面，節能的考慮需全盤考慮，只有達到節能與經濟的統一才能體現節能的作用與價值。

4、進行幕墻熱工設計時，必須對其復雜的傳熱過程和傳熱方式進行分析和研究。

2 建筑節能玻璃的種類

目前，國內外推廣使用的節能玻璃主要有吸熱玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃、光電玻璃等。

吸熱玻璃。吸熱玻璃是一種能夠吸收太陽輻射的平板玻璃，包括本體著色和表面鍍膜兩類：本體著色吸熱玻璃是在無色透明平板玻璃中加入特殊著色劑，采用浮法、垂直引上法、平拉法等工藝生產；表面鍍膜吸熱玻璃是在玻璃表面噴鍍吸熱的氧化物薄膜形成的吸熱玻璃。吸熱玻璃能把太陽能吸收轉化為熱能，然后通過導熱、對流和輻射的形式把熱能散發出去，從而減少了進入室內的太陽能，降低了空調制冷費用。

鍍膜玻璃。鍍膜玻璃通常是在玻璃表面鍍上一層金屬薄膜，改變玻璃的投射系數和反射系數，它可以與中空玻璃、真空玻璃結合起來使用。近年來發展起來的鍍膜低輻射玻璃，對380—780mm的可見光具有較高的透射率，可以保證室內的能見度，同時對紅外光具有較高的反射率，達到保溫節能的效果。

中空玻璃。中空玻璃中間充灌氪、氬或者空氣，其中導熱系數很低，具有良好的保溫性能。然而，我國目前中空玻璃的使用普及率不足百分之一。中空玻璃是實現玻璃幕墻節能的重要途徑。

真空玻璃。真空玻璃玻璃材料從單片玻璃、中空玻璃，發展到真空玻璃已是第三代產品。真空玻璃當中是普通空氣或氬，其隔音性能、透光折減系數均優于中空玻璃。

光電玻璃。光電玻璃是在兩層玻璃內設太陽能光電模塊、金屬導線、聚乙烯經塑料(EVA)膠片，并配合外部充電、蓄電系統形成太陽能發電系統。光電玻璃透光率較差，一般設于屋面、南向墻面等陽光充足部位。

3 玻璃幕墻對建筑節能的影響

窗、透明幕墻對建筑能耗高低的影響主要有兩個方面:一是窗和透明幕墻的熱工性能影響到冬季采暖、夏季空調室內外溫差傳熱;另外就是窗和幕墻的透明材料受太陽輻射而造成的建筑室內的得熱。對于夏熱冬暖地區來說，夏季，通過窗口玻璃幕墻進入室內的太陽輻射成為空調降溫的負荷，因此，減少進入室內的太陽輻射以及減小窗或透明幕墻的溫差傳熱都是降低空調能耗的途徑。

公共建筑的窗墻比越大，太陽輻射對建筑能耗的影響較大，為了節約能源，應對窗口和透明幕墻采取外遮陽措施，尤其在南方城市更為重視遮陽。大量的調查和測試表明，太陽輻射通過窗進入室內的熱量是造成夏季室內過熱的主要原因。日本、美國、歐洲以及香港等國家和地區都把提高窗的熱工性能和陽光控制作為夏季防熱以及建筑節能的重點，窗外普遍安裝有遮陽措施。夏季屋頂水平面太陽輻射強度最大，屋頂的透明面積越大，相應建筑的能耗也越大，因此對屋頂透明部分的面積和熱工性能應予以嚴格的控制。

4 玻璃幕墻的節能措施

1、型材選擇

在普通玻璃幕墻中，鋁合金框架是玻璃幕墻的熱橋，它的導熱能力是玻璃的上百倍。冷橋是一種獨特的熱橋，未經斷熱處理的結構或構件將熱量導走的速度比周圍的區域都快，因此它的溫度較低，這種類型的熱橋，俗稱為“冷橋”。在冬季未經斷熱處理的鋁型材就是冷橋，室內水蒸氣在冷橋的同側表面形成冷凝水，冷凝水的存在會增加構造處理的難度及在幕墻周邊的室內裝飾面提供發霉的條件。型材的選擇方面，因隱框、點式玻璃幕墻的框架隱藏于玻璃之后，所有金屬型材對整個隱框、點式玻璃幕墻的傳熱系數影響較小;如果選擇明框玻璃幕墻，金屬框架型材應當選擇斷熱型材。斷熱型材是在內外兩種高導熱性的金屬框料之間設置低導熱性的隔離物，從而形成有效地斷熱面，減少框體熱量散失。斷熱型材除具有較好的熱工性能外，還具有較好的隔聲、防風、水密性能。

2、開窗加強自然通風

近來有些建筑為了追求外窗的視覺效果和建筑立面的設計風格，外窗的開啟率有逐漸下降的趨勢，有的甚至使外窗完全封閉，導致房間自然通風不足，不利于室內空氣流通和散熱，不利于節能。例如在我國南方地區通過實測調查與計算機模擬:當室外干球溫度不高于28℃，相對濕度80%以下，室外風速在1.5m/s左右時，如果外窗的可開啟面積不小于所在房間地面面積的8%，室內大部分區域基本能達到熱舒適水平;而當室內通風不暢或關閉外窗，室內干球溫度26℃，相對濕度80%左右時，室內人員仍然感到有些悶熱。人們曾對夏熱冬暖地區典型城市的氣象數據進行分析，從5月到10月，室外平均溫度不高于28℃的天數占每月總天數，有的地區高達60%～70%，最熱月也能達到10%左右，對應時間段的室外風速大多能達到1.5m/s左右。所以做好自然通風氣流組織設計，保證一定的外窗可開啟面積，可以減少房間空調設備的運行時間，節約能源，提高舒適性。

3、安裝遮陽系統

遮陽是一種有效的隔熱措施，也是目前采用最廣泛的一種節能措施。一棟設計不良的全為玻璃幕墻的建筑全年空調耗電量，可能是一般混凝土外墻大樓的四倍。所以玻璃幕墻的節能比其它建筑節能更為重要，而遮陽技術在玻璃幕墻節能措施中又占有重要位置。

（1）遮陽對室內溫度的影響

遮陽能夠延緩室內溫度峰值的時間，房間溫度波幅值較小，這樣有助于室內溫度場均勻。

（2）遮陽對建筑外觀的影響

由于人們近年來希望建筑更附加通透明亮，建筑立面更加美觀，建筑形態更為豐富，所以大量的使用玻璃幕墻或增大窗墻比面積。人們通常認為加上遮陽系統會影響建筑立面的美觀及室內的光線，實際上，遮陽系統可以在玻璃墻體上形成光影效果，體現出現代建筑藝術美學效果。目前，在歐洲建筑中，以把遮陽系統作為一種活躍的立面因素，形成雙立面形式。

（3）遮陽形式對建筑節能的影響

由于夏季不同朝向墻面輻射日變化很復雜，不同朝向墻面日輻射強度和峰值出現的時間不同，因此，不同的遮陽方式直接影響到建筑能耗的大小。遮陽系統從位置上來分可分為“外部遮陽”和“內部遮陽”。從遮陽形式上來分，一般為四種:水平遮陽、垂直遮陽、綜合式遮陽和擋板式。水平式遮陽主要適用于南向的幕墻建筑物，垂直式遮陽主要適用于東北，北和西北向附近的玻璃幕墻建筑。綜合式遮陽主要適用于東南或西南向的玻璃幕墻建筑。擋板式遮陽主要適用于東西向的玻璃幕墻建筑。

5 結束語

我國玻璃幕墻設計將由重功能、限造價的現狀逐步轉變為強調功能、節約能源的要求，達到人工環境和自然環境關系的協調統一，為人們創造出更加豐富多彩的工作和生活環境。伴隨著人類社會的發展，建筑設計理念的不斷提升，現代建筑在資源利用、能源節約、環境保護等方面提出了新的要求。在玻璃幕墻設計過程中，根據實際情況，合理選擇設計方案，使幕墻的節能效果得到最大的提升。