節能理念在現代幕墻設計中的應用探析

周 全

（香江興利房地產開發有限公司，北京 100020）

1 引言

隨著全球經濟的發展，能源危機逐漸顯現出來，能源問題成為全球經濟發展的重要影響因素，對我國經濟發展也產生了重要的影響。從全球能源消耗的情況來看，建筑能耗占有非常大的比重，約占全球能耗總量的25%～45%。因此，建筑節能勢在必行。

為進一步提高建筑建造和使用過程中的節能效果，2013年，由北京市質監局、北京市規劃委聯合發布的地方標準DB11/891-2012《居住建筑節能設計標準》正式實施。在國內首次提出了建筑節能設計75%的要求，比國內相關國標與行標要高，與發達國家的水平相當。該標準從多個方面，如外窗外墻、空調能耗、管網設計、電氣能源設計等方面進行了新的規定，對建筑節能進行了有益嘗試。

2 節能理念在現代幕墻設計中的應用探析

隨著社會經濟的發展，建筑設計的水平也不斷提高，各種現代理念對現代幕墻設計也產生了重要的影響。傳統幕墻設計只注重穩定、安全性能，無法滿足現代建筑發展的需求。因此，在建筑幕墻設計中，應結合節能理念，不僅能減少投資費用，還能增強建筑的美觀性。近日，住建部印發了《夏熱冬冷地區既有居住建筑節能改造技術導則》（試行），對該區域的建筑節能改造工程設計、施工、驗收、評估進行了相關規定。在導則中，對建筑圍護結構的用能設備、系統和熱工性能進行檢測和評估，確定分項節能和綜合節能改造方案。根據《居住建筑節能設計標準》的規定，在圍護結構設計上，其傳導系數限值應為：外窗1.5～2.0，外墻0.35～0.45。

為了實現建筑節能設計75%的要求，可以采取以下方法：

2.1 采用雙層幕墻

在現代幕墻設計中，雙層幕墻逐漸成為節能的重要方法。雙層幕墻指的是在一個單層幕墻上，增加了一個雙層幕墻，在這兩個幕墻中間會形成一個空間，在空間上下斷處安裝進風設施和排風設施，從而形成了熱通道，因而也可稱之為熱通道幕墻。通過夾層設計，雙層幕墻的保溫性能大大提高，還兼具遮陽構建，因而不僅能夠遮陽，還保護了建筑物的美觀。在雙層幕墻的發展基礎上，雙層通風幕墻也逐步發展起來，可以分為敞開式外循環和封閉式內循環的雙層通風幕墻。前者在外層的幕墻內，安裝了進風口及出風口，節能的效果非常好；后者在內層幕墻內，安裝了進風口及出風口，以電機來強制抽風，空氣的流通完全依靠內循環來完成，節能的效果比前者稍遜一籌。圖1是雙層幕墻節點圖。

2.2 保溫隔熱材料的選擇

（1）增加隔熱型材的采用，降低型材的k值，措施為：增加隔熱條的長度，隔熱條之間的空隙注入隔熱材料，在熱工分析的等溫線上增加膠條，增多封閉腔體，減少氣體流通傳熱，提高氣密水密性等。在設計中，應考慮到老化、潮濕等對材料性能的不利影響。保溫隔熱材料在幕墻節點處緊密拼接。

圖1 雙層幕墻節點圖

（2）玻璃一般采用中空單層Low-E玻璃、雙銀Low-E，三銀Low-E等配置，Low-E玻璃由于鍍覆的膜很薄，它對短波輻射是基木透明的，使紫外線和可見光基本通過，而對長波紅外線輻射是不透明的。在冬季，能保持室內熱能，使其難以向外散發，在夏季，將室外高溫散發出的大量熱輻射反射回去，使其難以進入室內，做到“冬暖夏涼”。近年來，在中空玻璃領域，暖邊技術也不斷發展起來，熱量在通過玻璃板的方式一般為輻射和導熱，中空玻璃的隔熱能力主要是因為空氣層。在空氣層中，填充惰性氣體能夠有效降低玻璃的熱阻。同時，三層玻璃雙中空配置，能夠實現自然對流，在氣溫較高時，窗戶溫度低于室內溫度。緊挨窗戶的氣體迅速冷卻，溫度下降。在氣溫較低時，玻璃溫熱能減少自然對流，從而形成較大程度的熱舒適，能有效降低K值。

（3）金屬板、石材幕墻后有建筑墻體，k值容易實現0.35～0.45。降低k值的一般措施是增加保溫層厚度。

2.3 幕墻遮陽系統設計

增加玻璃的遮陽系數sc的控制。不同的窗墻比不同的遮陽系數，選用遮陽系數低的玻璃。在幕墻這樣設計中，可以采取以下方法：水平遮陽、垂直遮陽、格柵式遮陽、擋板式遮陽四種。

（1）水平遮陽是常見的遮陽方式，能夠遮擋住從窗戶上方、高度角大的方向投射來的陽光。水平遮陽一般分布在南向或接近南向窗口的地方才能形成理想陰影區。同時，水平遮陽設計中，在位置和寬度上應遮擋住夏季的陽光，也要讓冬天的陽光進入到室內。

（2）在垂直遮陽設計中，由于太陽方向角對遮陽效果有很大的影響，因此，垂直遮陽在高度角較低時的遮陽效果較好，但對于窗口正上方的陽光，或者是日出日落時候的陽光，垂直遮陽的效果并不理想。從這里可以得知，垂直遮陽的方法只適用于西北、東北地區，最南面建筑不適用。

（3）格柵式遮陽是水平遮陽、垂直遮陽的結合，能夠包括兩種遮陽方式的有點，能夠對各個朝向、高度角的陽光都能進行有效阻隔，且進入室內的光線也比較均勻，非常實用與西南向、東南向范圍內方位遮陽。

（4）擋板式遮陽能夠阻擋高度角小的陽光，主要適用于陽光比較強烈的地區或是東西向窗口。其弱點是與通風阻擋和對視線非常嚴重，一般不能用于固定式建筑構件，對一些方便拆卸和可活動建筑構件的遮陽效果較好。

2.4 幕墻密封系統設計

按干式密封和濕式密封兩種展開。

（1）干式密封主要采用膠條，應用在單元式幕墻、小單元式幕墻上。主要成分是三元乙丙，一般30%左右，隨氣候條件變化而調整其含量、配方。1m2幕墻所用的密封膠不多，一支300mL膠能夠滿足膠縫0.8cm。通常計算膠用量，就應先求出總膠縫長度，乘以寬度就等于平方數，最后計算出膠的用量。現場施工設計也不需要太精準的計算用量，只要滿足現場施工需要，控制進場膠量即可。

（2）濕式密封主要采用硅酮耐候密封膠，組角膠、帶膠打釘，主要應用在框架式幕墻及單元式幕墻的工廠加工組裝階段。硅酮耐候膠具有耐污染、耐紫外線照射、耐候性、耐水性等特征，主要是用于幕墻材料之間，通過密封嵌縫來保證材料道德氣密性。硅酮耐候膠在高溫時不流淌，在低溫時的彈性也比較好，因此是一種性能較好的密封材料。

2.5 精細生產施工

在幕墻設計和施工過程中，應重視施工質量，主要著眼點放在玻璃的質量控制、組裝的質量控制、安裝的質量控制三個方面，減少縫隙，貫徹設計意圖，確保實際k值相比理論k值不打折。在玻璃的質量控制方面，應選擇質量合格的玻璃材料，在主體結構、預埋件施工、隱框架結構施工方面應特別注意。在組裝的質量控制方面，應檢查各組成構件的質量，清除焊接接頭的顆粒和灰塵。在安裝的質量控制方面，其步驟如下：基層處理→校核施工放線→檢查骨架安裝的質量→調整幕墻骨架的方向→密封。

3 結語

隨著現代建筑的發展，人們對建筑物的性能要求越來越高。為了緩解能源危機，建筑節能勢在必行。在現代幕墻設計中，節能理念的應用，能大大減少建筑行業的能源消耗，還能促進現代建筑的健康發展。但也應認識到，幕墻設計中節能理念的應用應從安全性、經濟性、適用性、科學性出發，選擇合適的節能材料、節能材料，以合適的節能構造方法，采取必要的節能輔助措施，才能取得較好的節能效果。

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