新型節能玻璃幕墻施工新技術應用探討

【摘 要】傳統玻璃幕墻存在能耗大、光污染等缺點，其應用受到限制，大力推廣應用新型節能幕墻，如雙層呼吸式幕墻、智能幕墻，光電幕墻是時代發展的潮流。

【關鍵詞】節能；雙層呼吸式幕墻；智能幕墻；光電幕墻

一、玻璃幕墻的發展概況及存在的問題

玻璃幕墻是當代的一種新型墻體，它賦予建筑的最大特點是將建筑美學、建筑功能、建筑節能和建筑結構等因素有機地統一起來，建筑物從不同角度呈現出不同的色調，隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏偉華麗的玻璃幕墻建筑，如紐約世界貿易中心、芝加哥石油大廈、西爾斯大廈都采用了玻璃幕墻。

玻璃幕墻大約于上世紀80年代傳入我國，在深圳、廣州、北京、上海等大中城市得到大量應用，據了解，目前我國已經建成的各式建筑幕墻工程已有6000多萬平方米，從北京到經濟特區，從上海等東部沿海大中城市到西部新興城市，隨處可見新型建筑幕墻裝點著秀麗的城市大街。建筑幕墻已經成為現代建筑文化、建筑個性化、建筑藝術、建筑新科學的重要標志。

建筑幕墻產品在我國經過20多年的發展壯大取得了長遠的進步，技術得到了發展，形成了具有中國特色的產品結構體系。

但我們應該清醒的認識到玻璃幕墻也存在著一些局限性，例如光污染、能耗較大，易被污染等問題。光污染容易造成交通事故，影響周邊居民的正常生活，影響行人視力。能耗較大造成大量能源消耗。玻璃幕墻很容易被污染，尤其在大氣含塵量較多、空氣污染嚴重、干旱少雨的北方地區，玻璃幕墻更易蒙塵納垢。

研究解決光污染，注重節能環保以及新技術的開發和應用，應該是我國今后幕墻玻璃的發展大方向。

二、玻璃幕墻施工新技術

根據原單層幕墻的缺點，經過廣大科技人員的努力，已開發出新型節能、無光污染、隔音效果好的幕墻，如雙層呼吸式幕墻，智能幕墻、光電幕墻等。淘汰落后的技術和產品，提高各類幕墻工程的質量水平，是幕墻工程施工的發展新潮流。

（一）雙層呼吸式幕墻

呼吸式幕墻，它由內、外兩道幕墻組成，內外幕墻之間形成一個相對封閉的空間，空氣可以從下部進風口進入，又從上部排風口離開這一空間，這一空間經常處于空氣流動狀態，熱量在這一空間流動。

1、呼吸式幕墻的原理與分類

呼吸式幕墻由內外兩層玻璃幕墻組成，與傳統幕墻相比，它的最大特點是由內外兩層幕墻之間形成一個通風換氣層，由于此換氣層中空氣的流通或循環的作用，使內層幕墻的溫度接近室內溫度，減少溫差因而它比傳統的幕墻采暖時節約能源42%-52%；制冷時節約能源38%-60%。另外由于雙層幕墻的使用，整個幕墻的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墻根據通風層的結構的不同可分為“封閉式內循環體系”和“敞開式外循環體系”兩種。

1）封閉式內循環體系呼吸式幕墻

封閉式內循環體系呼吸式幕墻，一般在冬季較為寒冷的地區使用，其外層原則上是完全封閉的，一般由斷熱型村中空玻璃組成外層玻璃幕墻，其內層一般為單層玻璃組成的玻璃幕墻式可開啟窗，以便對外層幕墻進行清洗。兩層幕墻之間的通風換氣層一般為100-200mm。通風換氣層與吊頂部位設置的暖通系統抽風管相連，形成自下而上的強制性空氣循環，室內空氣通過內層玻璃下部的通風口進入換氣層，使內側幕墻玻璃溫度達到式接近室內溫度，從而形成優越的溫度條件，達到節能效果。在通道內設置可調控的百葉窗式垂簾，可有效地調節日照遮陽，為室內創造更加舒適的環境。其節能效果較傳統單層幕墻相比達50%以上。

2）敞開式外循環體系呼吸式幕墻

敞開式外循環體系呼吸式幕墻與“封閉式呼吸式幕墻”相反，其外層是單層玻璃與非斷熱型村組成的玻璃幕墻，內層是由中空玻璃與斷熱型村組成的幕墻。內外兩層幕墻形成的通風換氣層的兩端裝有進風和排氣裝置，通道內也可設置百頁等遮陽裝置。冬季時，關閉通風層兩羰的進、排風口，換氣層中的空氣在陽光的照射下溫度升高，形成一個溫室，有效地提高了內層玻璃的溫度，減少建筑物的采暖費用。夏季時，打開換氣層的進、排風口，在陽光的照射下換氣層空氣溫度升高自然上浮，形成自下而上的空氣流，由于煙囪效應帶走通道內的熱量，降低內層玻璃表面的溫度，減少制冷費用。另外，通過對進、排風口的控制以及對內層幕墻結構的設計，達到由通風層向室內輸新鮮空氣的目的，從而優化建筑物通風質量。

可見“敞開式外循環體系呼吸式幕墻”不僅具有“封閉內循環式體系”呼吸式幕墻在遮陽、隔音等方面的優點，在舒適節能方面更為突出，提供了高層、超高層建筑自然通風的可能，從而最大限度地滿足了使用者生理與心理上的要求。

（二）呼吸式幕墻的發展-智能幕墻

智能幕墻是呼吸式幕墻的延伸，是將呼吸式幕墻與電子計算機系統結合在一起發展起來的，是智能化建筑的基礎上將建筑配套技術（暖、熱、光、電）的適度控制，在幕墻材料、太陽能的有效利用方面進行力改進，通過計算機網絡進行有效的調節室內空氣、溫度和光線，從而節省了建筑物使用過程的能源，降低了生產和建筑物使用過程的費用。它包括以下幾個部分：呼吸式幕墻、通風系統、遮陽系統、空調系統、環境監測系統、智能化控制系統等。

智能幕墻的關鍵在智能控制系統，這種智能化控制系統是一套較為復雜的系統工程，是從功能要求到控制模式、從信息采集到執行指令傳動機構的全過程控制系統。它涉及氣侯、溫度、濕度、空氣新鮮度、照度的測量，采暖、通風空調遮陽等機構運行狀態信息采集及控制，電力系統的配置及控制，樓宇計算機控制等多方面因素。

（三）光電幕墻

光電幕墻，即用特殊的樹脂將太陽電池粘貼在玻璃上，鑲嵌于兩片片玻璃之間，通過電池可將光能轉化成電能，這就是-太陽能光電幕墻。它是用光電池、光電板技術，把太陽光能轉化為電能，它關鍵的技術是太陽能光電池技術。太陽能光電池是利用太陽光的光子能量，使得被照射的電解液或者半導體材料的電子移動，從而產主電壓，這稱為光電效應。

太陽能光電幕墻集合了光伏發電技術和幕墻技術，是一種高科技工產品，集發電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一身的新型建材，特別是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缽，也無噪聲，是一種凈能源，與環境有很好的相容性。但因價格比較昂貴，光電幕墻現多用于標志性的屋頂和外墻。充分體現了建筑的智能化與人性化特點，代表著國際上建筑光伏一體化技術的最新發展方向。

工作原理

設計光電幕墻需考慮電池、模板、導線和變壓器各個因素，各電池組成模板，各模板組成小分格，并通過導線連接，所有導線又組成一個PV變壓器。一個PV變壓器是一個封閉的幕墻部分，每套光電設備可由一個或多個變壓器組成。每套光電設備都先產生直流電，再由直流電轉變成交流電，并由電網傳輸，逆整流器再將230V-400V的電壓轉變成頻率通常為50HZ的電能。

晶體電池通過導線相互連通，并被接在大表面的模板上，這些電池被嵌入堅硬的樹脂玻璃中，導線可接在模板背面或玻璃邊