低碳節能型建筑幕墻設計及發展趨勢的研究

宋海龍 張笑 林東風 許丹

摘 要：隨著科學技術的迅速發展和生產水平的不斷提高，大量的低碳節能技術被應用在現代建筑幕墻技術中，促進了現代建筑幕墻技術的發展，使低碳節能建筑幕墻技術，在建筑中得到了日益廣泛的應用。

關鍵詞：建筑幕墻設計 節能技術 應用

隨著我國的小康社會的建設，建筑事業的發展也越來越迅速，因此帶來的問題就是能源的消耗也就越來越大。現在的建房中幾乎每家每戶都有空調、電冰箱、熱水器等等大量消耗能源的家具，其中空調的取暖消耗的能源最大。目前我國有很多地方的建筑都沒有采用節能建筑，采用節能建筑的地方是少的可憐。其余無論從建筑圍護結構還是采暖空調系統來衡量，都是屬于高耗能建筑。單位面積采暖所耗能源相當于緯度相近的發達國家的2-3倍。據統計我國的新建的建筑當中所謂的節能建筑還沒有超過1億平方米，我國建筑的能源耗費已經超過了我國總能源耗費的27%，也就是說相當于三成的能源耗費在了建筑事業上。我國一直在強調要實現可持續的發展，那么在實現可持續發展前，我們要知道建筑的節能在很大的程度上幫助我國基本實現可持續發展，因此建筑節能在我國勢在必行。

1幕墻節能體系

雙層幕墻是一種特殊的幕墻系統，與傳統建筑幕墻有本質區別，其由外層幕墻，內層幕墻、遮陽系統和通風裝置組成，內外層幕墻之間形成空氣緩沖區；其設計理念是體現節能、環保。它除了具有傳統幕墻的全部功能以外，在防塵通風、保溫隔熱、合理采光、隔聲降噪、防止結露和安全性六個方面更具顯著特點。光電幕墻的基本單元為光電板，光電板是由若干個光電電池進行串、并聯組合而成的電池陣列，將電池陣列放入兩層玻璃中（上層為透明玻璃，下層顏色任意）用鑄膜樹脂熱固而成，在光電板背面接線盒和導線，這樣就可以將太陽能轉化為電能為人們所使用。

2建筑幕墻結構設計

結構設計是幕墻設計中的一個重要方面。幕墻是建筑物的外圍護結構，主要承受自身的重力荷載，以及作用在其上的風荷載、地震作用和溫度作用。

2.1幕墻的支承結構

支承結構是建筑幕墻重要的組成部分，它能把幕墻表面承受的風荷載、溫度差作用、自身重量和地震荷載傳給主體結構。因此，支承結構必須有足夠的強度和剛度。它相對于主體結構有特殊的獨立性，又是整體建筑不可分離的一部分。 支承結構既要與主體結構有可靠的連接，又不承擔主體結構因產生位移或變形對幕墻產生的附和作用。由于幕墻是可以拆換的維護結構，所以其結構設計使用年限不宜低于25年。在幕墻支承結構設計中，立柱的上、下柱連接算是最普通的結構設計了。JGJ102-2003.6.3.3中關于上、下柱連接閉口型材可采用長度不小于250mm的芯柱連接。此項要求主要是對鋁型材而言，如果立柱是鋼龍骨，上下柱連接也可以用鋼板連接，前提是上、下柱位移一致就可以了。如果幕墻立柱是雙跨梁結構模型，長短跨之比不應小于1/10，目前有些審圖中心的審查員把長短跨比控制在0.15，如果層間結構梁高度不足，則跨距比很難達到0.15的比例，這個問題后期可以與審查人員溝通解決。

2.2幕墻后錨固處理

幕墻后錨固處理主要體現在錨栓形式上的選用，目前較普遍的錨栓選擇上主要有化學錨栓與金屬膨脹錨栓。兩種錨栓目前尚不能說哪種好哪種不好，只能說它們承載原理有些區別。化學錨栓因無膨脹應力的錨固可以實現較小的邊間距， 其錨固原理主要是化學粘結力及鎖鍵力來承受外界荷載；膨脹錨栓主要是通過膨脹片與混凝土間的摩擦力或對混凝土的壓力，產生承載能力來承受外界拉力荷載。不論哪種錨栓，其承載力設計值不應大于其極限承載力的50%，且不宜在與化學錨栓接觸的連接件上進行焊接操作。

2.3幕墻用預埋件設計

預埋件是用于固定幕墻支承結構的主要受力構件，因此預埋件的質量尤其重要。預埋件由錨板和錨筋組成。常用的幕墻預埋件有平板形和槽形兩種。預埋件的錨板宜采用Q235B的鋼材，表面作熱浸鍍鋅防腐處理，鋅膜厚度應大于40um。錨筋應采用I級或Ⅱ級鋼筋，目前普遍采用的是Ⅱ熱軋螺紋鋼筋，錨筋不得采用冷加工鋼筋。在預埋件加工時，錨板與錨筋是采用塞焊還是T形焊并沒有強制性規定，本人認為焊接方式最好采用坡口塞焊，這樣質量才比較可靠。不過，當錨筋直徑大于20mm時，JGJ102-2003規范要求宜采用穿孔塞焊。

3節能型建筑物外墻圍護設計

節能型建筑物的外墻圍護設計對于我國的建筑行業能夠完成國家所規定的節能減排的目標，對我國經濟能夠平穩，持續發展有很重要的作用。節能型建筑幕墻設計的原則主要有：科學性，綜合的考慮幕墻的款式與窗墻的面積比等構造；經濟性，建筑幕墻只是建筑節能的一部分，要實現經濟與節能同步；適用性，根據項目的環境等因素，按照相關規定的要求及國家的有關政策，正確處理好低能耗及舒適的關系。

節能型建筑幕墻工作復雜而艱巨，它涉及的面非常的廣，因此對于節能型建筑幕墻在我國的普及還是很有難度的。無疑，節能型建筑必定要付出比一般的建筑更多的精力與更高的價格。所以，一般的企業比起節能型建筑來說，更愿意選擇的當然是一般的建筑，雖然我們可以看到國家已經相應的出臺了一些基本的要求和對策，但是，這些對策的力度遠遠不能解決這希望問題。國家可以出臺一些更為嚴密，精細的新建筑要求，再加上一定的鼓勵政策，先公后私，這樣，節能型建筑將必然會得到極大的推廣與支持。我們必須有計劃，有系統的推廣節能型建筑的建造。相對于居民住宅等較為難改造的建筑來說，我們可以先考慮商場等公共建筑。當然，在這個推廣過程中，關于節能型建筑的相關法律也要跟上，例如節能產品的技術標準，產品標準等等。其次，法律的執行也要相應的加大力度。最后，為了更好的在全國范圍內推廣節能建筑，配套的節能產品，節能材料等，尤其是最為關鍵的節能技術都要得到國家的大力肯定與支持?？偠灾澞苄徒ㄖ粔υO計需要幕墻設計師與室內設計師及暖通工程師的相互協商，在節能上達到統一的標準。做好節能型建筑幕墻工作需要我國的各級政府及相關的部門進行緊密的合作，那么我國的節能就能很快的實現。

4結束語

只有實行全面的建筑節能計劃，能源的節約與合理利用才能從根本上得到解決，另一方面，我國由于經濟快速發展而帶來的環境與能源問題才能得到緩解，我國的經濟才能得到可持續發展，這樣，我國的科學發展觀才能更有力的貫徹在企業行動中，國民幸福程度才能提高。

參考文獻：

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[2]劉堯.節能型建筑玻璃幕墻施工法的研究及應用[J].2012（10）