探析建筑幕墻設計中節能技術應用

陳鵬

深圳市三鑫幕墻工程有限公司 廣東深圳 518054

摘要：隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提贏，對建筑幕墻的質量使用功能和裝飾效果要求會更高，研究開發新型節能幕墻是今后的主攻方向。當前要以政策為指導，以市場為導向，以技術為依托，協調發展、完善多層多品種節能幕墻，滿足當前建筑市場的需要。同時要有超前的意識，吸收國外先進技術，研究開發適合我國未來建筑市場所需的新型節能幕墻。幕墻設計作為建筑設計的重要環節，不僅對建筑物的整體美觀有重要影響，對建筑節能也有重要的作用。本文分析了建筑幕墻設計中節能技術應用，以促進我國建筑節能的發展。

關鍵詞：建筑幕墻設計；節能技術

一、建筑幕墻的建筑設計

幕墻也被我們稱之為懸吊掛墻，主要是指建筑主體結構外側位置懸掛的輕質圍墻，一般是由板材及金屬結構構成，具有一定位移的能力，屬于不承擔主體結構荷載的一種外圍護結構。我們生活中常見的幕墻多是由面板及其后面的支承結構構成。這類墻體具備質量輕、保溫、防火、防水、隔音、隔熱等要求，因此，近年來各國也在不斷地對其進行研究，節能就是研究的一個重要領域，而且目前在這方面已經出現了比較大的突破，為低碳節能環保的經濟趨勢注入了新的活力。

具體來說，幕墻節能具有以下要求：能夠降低溫差傳熱的熱負荷損失；能夠提升幕墻氣密性；能夠降低太陽輻射；而幕墻的節能方法則主要包括：玻璃節能法、鋁合金斷熱型材節能法、雙層結構體系節能法以及遮陽體系節能法等。

（一）建筑幕墻的選型

建筑幕墻的選型是建筑設計的內容。建筑設計師不僅要考慮立面的新穎、美觀，而且要根據建筑的功能，造價及所具備的施工技術條件進行造型設計。當前用得比較普遍的是框架式建筑幕墻及單元、半單元式建筑幕墻，其形式又分為明框幕墻、半隱幕墻、全隱幕墻。

（二）建筑幕墻的性能要求

對幕墻性能的要求，在很大程度上就決定了幕墻的質量。在選擇幕墻風壓變形性能和幕墻雨水滲漏性能等級時，必須考慮建筑物的抗震等級；選擇幕墻的保溫性能等級須考慮當地氣溫高低；幕墻的空氣滲透性能等級要考慮建筑物自身的特點，如建筑造價，功能要求，重要性等等。

（三）建筑幕墻設計的安全要求

幕墻設計必須符合防火規范的要求，特別注意當原建筑設計中無窗下墻時，樓層應設實體墻，窗間墻與幕墻應填充不燃材料，幕墻節點中填充材料也應選用巖棉等不燃材料。幕墻設計還應滿足防雷要求，形成幕墻自下而上的防雷體系，并與主體結構防雷體系可靠連接，其中：①第一類防雷建筑，避雷網網格尺寸<5m×5m（<6m×4m）；第二類防雷建筑，避雷網網格尺寸<10m×10m（<12m×8m）；第三類防雷建筑，避雷網網格尺寸<20m×20m（<24m×16m）。②避雷片與鋁型材用螺釘進行連接，使幕墻自身防雷體系與主體結構的防雷體系通過焊接方式可靠連接形成閉合回路。③避雷片應表面鍍錫，其與鋁型材連接需在空氣干燥情況下，將鋁型材去氧化膜快速堅固，然后在避雷片與鋁型材接縫四周刷絕緣漆，避雷鋼筋應表面鍍鋅。為確保安全，幕墻設計時還應采取防止玻璃破碎墜落，如玻璃屋頂應采用夾絲、夾片玻璃或設安全網，出入口設雨罩。

二、節能理念在現代幕墻設計中的應用探析

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 雙層幕墻節點圖

（一）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。

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。

（二）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