綠色節能技術在大型公共建筑玻璃幕墻設計中的應用

羅國興

（中建七局建筑裝飾工程有限公司，河南 鄭州 450000）

綠色節能技術在大型公共建筑玻璃幕墻設計中的應用

羅國興

（中建七局建筑裝飾工程有限公司，河南 鄭州 450000）

一般大型的公共建筑玻璃幕墻普遍存在很多的問題，如保溫性能都比較的差、耗費的能源也較多、通風效果也不好、光污染比較嚴重等，為了緩解這些問題就必須對這些大型公共建筑玻璃幕墻進行節能改造。筆者結合自己多年的對玻璃幕墻設計中的綠色節能技術的應用進行了總結和分析，希望能夠為今后的玻璃幕墻節能設計提供可借鑒的經驗。

綠色節能技術；大型公共建筑；玻璃幕墻設計

玻璃幕墻打破了傳統的墻與玻璃的界限，它不僅僅對現代的大型公共建筑設計的理念進行了改造，同時也在一定程度上展現了現代建筑設計的新發展。但是玻璃幕墻的氣密性和保溫隔熱性能不夠從而提高空調和暖氣的能耗量，這個問題現階段在大型公共建設中引起了人們的高度重視。我國在幕墻設計和使用的時間還比較短，現階段我國提高玻璃幕墻綠色節能技術的主要措施還處于消極設防的階段，一般采用的都是鍍膜玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃及隔熱斷橋鋁型材來降低傳輸的熱量系數，消除結構體系的熱量傳輸途徑，降低空氣滲透熱損失，建設開啟窗扇的面積、提高密封度等。在大多數的公共建筑中采用的都是單層的鍍膜玻璃、熱反射玻璃來達到保溫的最佳效果的，在冬季比較寒冷的北方地區一般對大學公共建筑的隔熱要求較高，通常使用的是中空玻璃和隔熱斷橋鋁來進行隔熱，從而降低暖氣的耗能，達到節能的效果。我國對雙重玻璃幕墻和智能玻璃幕墻等現代先進的幕墻技術的應用還比較的落后。如何提高幕墻在大型公共建筑中的綠色節能作用是當前研究的一個重要課題。

1 雙層玻璃幕墻系統的應用及關鍵設計

雙層玻璃幕墻又內、外兩層玻璃幕墻組成，外層的玻璃幕墻一般都是采用隱框、明框或點式玻璃幕墻，而內層的玻璃幕墻一般都是采用明框幕墻或鋁合金門窗。內、外兩層玻璃幕墻兩種之間形成一個相對封閉的空間——通風間層，空氣從外層的幕墻下部的通風口進入，然后從上面的排風口排出，形成熱量緩沖層，從而對室內的溫度進行調節。在我國比較寒冷的北方地區，一般都是對大型公共建筑中的玻璃幕墻進行合理的設計，在這個過程中內、外循環玻璃幕墻都可以采用，應用與冷、熱負荷相當的建筑中。在大型公共建筑中合理的應用雙層玻璃幕墻時，和一般的建筑耗能相比，能夠達到50%左右的綠色節能作用。

1.1 雙重玻璃幕墻系統的合理應用

1.1.1 封閉式的內循環雙重玻璃幕墻系統

這種幕墻一般都是在冬季較為寒冷的北方地區使用，外層的玻璃幕墻呈完全封閉式狀態的，一般都是由斷熱型材料和中空鋼化玻璃組成，而內層一般都是由單片的鋼化玻璃組成或者有可開啟的窗戶。一般情況下這種玻璃幕墻的通風間層厚度在120～200mm之間，通風間層和吊頂部位的暖通系統排風管道相連，從而形成一個空氣循環系統。

1.1.2 敞開式的外循環雙層玻璃幕墻

這種幕墻就是我們通常所說的呼吸聲雙層玻璃幕墻，這種幕墻的外層采用的是單層玻璃與非斷熱型材，內層的幕墻一般采用的是隔熱或者斷熱明的明框幕墻或單元幕墻。在溫度較低的時候關閉通風層中的進排風口，換氣層中的空氣在陽光的照射下溫度升高，從而提高室內的整體溫度，減少采暖能耗。在溫度較高的時候又可以打開換氣層的風口，利用煙囪效應將通風層的容量都排放出去，從而降低室內的溫度，減少空調的使用時間，降低空調的能耗。另外，通過對進排放口的控制以及對內層幕墻結構的合理設計，還可以達到良好的通風效果，提高室內的空氣質量。從上面分析可以看出敞開式的外循環系統不僅僅具有封閉式內循環系統在遮陽隔音等方面的優勢，還具有其自身的特點，達到的最佳的通風效果，保證了大型公共建筑的舒適度，最大限度的滿足了使用者的生理和心理上的要求。

1.1.3 呼吸式雙層玻璃幕墻系統的應用

多層次雙層玻璃幕墻的通風間層在水平方向上和多個方面是相連接的，在豎直方向上可以對多個樓層進行覆蓋，有的時候多層次雙層玻璃幕墻間的通風間層沒有水平隔也沒有豎向分割，僅僅是通過外層的幕墻在底層和頂層的通風口形成通風。在寒冷的冬季，將外層的通風口關閉，通過通風間層形成溫室效應來保證室內的溫度，從而減少對暖氣的使用，達到節能的作用；到了夏季，將外層的通風口打開，利用煙窗效應形成自然的通風。這種呼吸式雙層玻璃幕墻系統由于外層玻璃幕墻的開口較少，能夠達到很好的隔音效果，所以適合在外部噪音比較大的大型公共建筑中。

1.2 雙重玻璃幕墻系統合理設計

在適合使用雙重玻璃幕墻的氣候條件和建筑類型的條件下，首先，要分清楚的了解內外循環體系對建筑物內外玻璃的不同性能要求。一般情況下外循環玻璃幕墻的內層玻璃墻一般都是需要采用保溫性能比較好的玻璃幕墻材料，主要的作用就是達到冬季保溫、夏季隔熱的效果。而外層幕墻常常采用的是單層的玻璃幕墻，重要的作用就是防護，保護玻璃夾層內的遮陽裝置不受到外來因素的影響和破壞，同時設置在外層立面的開口還能夠起到調節夾層通風的作用；和外循環體系相比內循環體系用的內層幕墻用的都是一些普通的單層玻璃幕墻，外層幕墻主要是選擇性能較好的幕墻即可。其次，合理的設計空氣間層的寬度。如果空間層的寬度較小，或采用很多的樓層串聯通風，這都會使得通風效果不明顯，達不到最終的通風效果。對于那些室內發熱量較大的大型公共建筑如果通風沒有做好，這很不利于溫度高時散熱，會延長空調開放的時間，增加能耗量。再次，在空氣間層中要適當的加入遮陽百葉。如果在空氣間層沒有加入遮陽百葉，這個時候整體的遮陽效果根本得不到很大的改善，反而會浪費空間。在夾層的中間放置遮陽百葉能夠有效的獲得隔熱和通風的效果。

2 新型材料在玻璃幕墻設計中的應用

2.1 熱反射鍍膜在玻璃幕墻中的應用

熱反射鍍膜玻璃是指具有反射太陽光的鍍膜玻璃，這種玻璃最大的特點就是利用鍍膜透過可見光，而后將起發熱作用的遠紅外光反射到室內，同時玻璃材料所吸收到的光熱有能夠被鍍膜隔離，將熱量隔離，盡可能的減少太陽的熱作用。鍍膜對陽光的輻射率可以達到20%以上甚至達到40%，具有很強的遮陰效果，使得室內的溫度得到了平衡，同時能夠減少炫目和色散，調節室內的光線和舒適度，從而降低室內空調的負荷，減少設備的投資成本，最終達到節約空調能耗的目的。

2.2 低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃

低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃可以稱之為保溫鍍膜玻璃，這種材料的優點就是可見光的高通透，特別是對紅外線的反射率極高，可以保持80%以上的可見光進入到室內，同時又能夠將90%以上的室內物體所輻射的長波長時間的保留下來，使得室內的通透性變強。在大學公共建筑玻璃幕墻的設計中采用低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃大大的降低了能耗的利用率，在寒冷的冬天這種材料能夠有根據實際的溫度有選擇性的傳輸太陽能量，同時將大部分的熱能保存在室內，在采暖的建筑中起到了很好的保溫和節能的作用。這種材質一般都應用在中空玻璃的制造中，不會單片的使用。一般的中空玻璃采用的材質傳熱系數都比較的低，多功能鍍膜玻璃在建設熱量上有很大的優勢。

3 結語

玻璃幕墻是現代大型公共建筑的一種時尚，玻璃幕墻包括窗戶的能耗可以占到建筑總額的一半以上，要想達到低耗能的作用，采用高效節能的玻璃幕墻是一個重要的方面。在建筑設計中對玻璃幕墻進行合理的設計，并且選擇適合的玻璃材質，采用合理的構造，這樣就可以達到節能的效果。雙重玻璃幕墻的節能性能較好并且環保，適合應用在冷、熱負荷相當的大學公共建筑上。雙重玻璃幕墻和其他同類型的建筑耗能相比較，節能效果很明顯。

[1]劉偉杰.玻璃幕墻節能設計[J].門窗，2009.

[2]陳海輝.一種新型幕墻的節能原理及設計經驗[J].重慶建筑大學報，2005.

TU201

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1671-3362（2013）07-0050-01