試析夏熱冬暖地區(qū)建筑玻璃幕墻節(jié)能

何鴻菲

摘 要：隨著我國社會體制的不斷完善，人們的節(jié)能環(huán)保意識正在逐漸增強(qiáng)，反映在建筑領(lǐng)域，許多新技術(shù)和新材料得到了廣泛的應(yīng)用，建筑除了基本保護(hù)功能之外，還具備了一定的調(diào)節(jié)功能。由于我國不同地區(qū)的氣候條件差異較大，因此對建筑性能和構(gòu)造的要求也有所不同。本文簡要分析了玻璃目前對建筑節(jié)能的影響，在此基礎(chǔ)上對玻璃幕墻建筑的節(jié)能措施進(jìn)行了探究，希望能夠?yàn)槲覈G色建筑幕墻技術(shù)的發(fā)展提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：玻璃幕墻；節(jié)能；影響；節(jié)能

1 前言

可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在我國的深入推行使得建筑等高污染高能耗等行業(yè)受到了越來越多的關(guān)注，從而推動了建筑行業(yè)技術(shù)和材料的發(fā)展。玻璃幕墻引起美觀、通透的藝術(shù)效果在現(xiàn)代建筑建造中得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，玻璃幕墻在建筑節(jié)能中也發(fā)揮著不可忽視的作用，尤其是在夏熱冬暖地區(qū)，玻璃幕墻在夏季隔熱和地方太陽能輻射等方面有著十分優(yōu)異的效果。對夏熱冬暖地區(qū)建筑玻璃幕墻節(jié)能措施進(jìn)行研究具有一定的實(shí)踐意義。

2 區(qū)域氣候特點(diǎn)與建筑節(jié)能

我國夏熱冬暖地區(qū)主要包括海南、臺灣、廣東以及福建等部分地區(qū)，其氣候特點(diǎn)表現(xiàn)為春季氣候潮濕、氣溫不高。因此為了降低建筑內(nèi)部的濕度，通常需要將門窗緊閉，并采取一定的除濕措施。而在夏季，不僅氣溫加高，同時(shí)還經(jīng)常出現(xiàn)雷暴臺風(fēng)等天氣。秋季氣候最佳，通風(fēng)情況良好。冬季氣溫普遍不低，不需要采暖措施。通過上述內(nèi)容可知，夏熱冬暖地區(qū)的建筑必須滿足夏季防熱、通風(fēng)、防雨、抗風(fēng)等要求，但冬季卻不必考慮保溫問題。因此在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該盡量選擇開敞式設(shè)計(jì)，充分利用自然的通風(fēng)。同時(shí)做好遮陽、防雨、防雷以及防潮等方面的設(shè)計(jì)。在能耗方面，主要需要考慮的是抵抗炎熱所需的消耗。建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑節(jié)能體系的重要組成部分，而玻璃幕墻則是現(xiàn)代建筑中常見的外圍護(hù)形式，因此建筑玻璃幕墻性能的高低一定程度上影響著建筑的節(jié)能性能。在夏熱冬暖地區(qū)，建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用是隔熱，因此在結(jié)構(gòu)上和其它地區(qū)存在較大的差異。由于太陽輻射是建筑空調(diào)能耗的主要負(fù)荷之一，而建筑幕墻是太陽輻射進(jìn)行室內(nèi)的主要途徑，因此對建筑玻璃幕墻采取節(jié)能措施十分必要。

3 建筑玻璃幕墻的節(jié)能措施

3.1 玻璃幕墻材料的選擇

建筑中玻璃幕墻的使用面積較大時(shí)，應(yīng)該從綜合考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件和窗墻比兩項(xiàng)因素進(jìn)行玻璃種類的選擇，保障幕墻的傳熱系數(shù)和玻璃的遮陽系數(shù)符合相關(guān)要求。近些年來，隨著玻璃幕墻的廣泛使用，一大批新型玻璃產(chǎn)品在市場中涌現(xiàn)出來，如鍍膜玻璃、中空玻璃等，這些高性能玻璃的出現(xiàn)為建筑玻璃幕墻技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 適當(dāng)考慮窗的通風(fēng)換氣和散熱

在夏熱冬暖地區(qū)，建筑的外維護(hù)結(jié)構(gòu)必須具備白天隔熱、夜間散熱快等特性。尤其是在辦公樓、學(xué)校、商業(yè)建筑等間歇使用空調(diào)的建筑中，由于夜晚需要關(guān)閉門窗，因此對窗戶的隔熱密性要求不算太高。同時(shí)，當(dāng)前階段我國大部分建筑都不絕壁機(jī)械換氣設(shè)備，只能通過具備調(diào)節(jié)換氣以及對外開啟的窗戶等自然通風(fēng)手段對室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)我國《旅館空調(diào)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，我國四級旅游旅館空調(diào)房間的空調(diào)設(shè)施可以不設(shè)置新風(fēng)供給系統(tǒng)，但必須設(shè)置開啟的外窗等自然通風(fēng)設(shè)施。而在夏熱冬暖地區(qū)，建筑外窗的窗墻面積比和外窗的可開扇比例都要設(shè)置的相對大一些，這樣可以有效的增強(qiáng)自然通風(fēng)和夜間散熱的效果。

3.3 遮陽形式對建筑節(jié)能的影響

在夏季，不同朝向墻面日輻射變化情況較為復(fù)雜，且墻面日輻射輕度和峰值出現(xiàn)的時(shí)段也存在一定的差異，因此遮陽方式的選擇很大程度上影響著建筑能耗的大小。一般情況下，根據(jù)位置的差別可以將建筑遮陽系統(tǒng)分成“外部遮陽”和“內(nèi)部遮陽”兩種。而遮陽形式大致上可以分成四種，分別是水平遮陽、垂直遮陽、綜合式遮陽和擋板式。不同的遮陽形式適用的地區(qū)也不同，如水平遮陽比較適用于南向的幕墻建筑物，而垂直式遮陽則適用于我國東北地區(qū)。

3.4 采用隔熱節(jié)能玻璃

在通過建筑外窗的所有熱量中，玻璃得熱站占據(jù)著很大的比例，窗縫隙空氣滲透傳熱次之，窗框所傳的熱量又次之。因此，在選擇建筑幕墻玻璃時(shí)，最好應(yīng)該選擇同時(shí)具備隔熱和隔聲性能的玻璃，提高窗戶的光學(xué)、聲學(xué)以及熱學(xué)性能。

3.4.1 熱反射鍍膜玻璃

熱反射鍍膜玻璃也可以叫做陽光控制鍍膜玻璃，可以在透過可見光的同時(shí)阻隔40%-80%的太陽能輻射熱，不僅具備單向透視性，還可以減少眩光和色散，使外觀顯現(xiàn)出不同的色彩，具有較好的裝飾效果。但是，單片熱反射鍍膜玻璃僅僅降低了玻璃的遮陽系數(shù)，不會對傳熱系數(shù)和隔聲效果產(chǎn)生影響，且可見光透過率出現(xiàn)了小幅度的下降。

3.4.2 中空玻璃

中空玻璃主要是由兩片玻璃構(gòu)成，玻璃之間是一道空間間層，其中充斥著大量的干燥氣體和惰性氣體。一般情況下，普通透明中空玻璃的傳熱系數(shù)是單層玻璃的一半，具有良好的保溫性能和隔聲性能。此外，其遮陽系數(shù)的降低不明顯，因此對建筑幕墻太陽輻射熱的隔熱反射性能改善效果不大。

2.4.3熱反射中空玻璃

熱發(fā)射中空玻璃是將熱反射鍍膜玻璃和普通透明玻璃組成形成的中空玻璃，這種玻璃同時(shí)具備熱反射鍍膜玻璃和中空玻璃的優(yōu)點(diǎn)，在傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)兩個(gè)方面都出現(xiàn)了一定的降低，同時(shí)還具備隔聲、保溫等多項(xiàng)性能。

3.4.4 低輻射鍍膜中空玻璃

低輻射鍍膜中空玻璃是一種含有超薄銀層的真空鍍膜玻璃，只能中空后使用。這種玻璃的表面輻射率和遠(yuǎn)紅外線反射率較高，可以將太陽光中大部分的紅外線熱輻射反射出去，有效阻止室外汽車、道路以及建筑物發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線熱輻射進(jìn)入室內(nèi)。如果使用遮陽系數(shù)較低的Low-E玻璃制作這種中空玻璃，可以有效的提升其遮陽和阻隔溫差熱傳導(dǎo)的效果，能夠在冬季起到保持室內(nèi)熱量的作用。當(dāng)前階段，Low-E中空玻璃是世界上最理想的窗玻璃材料。

3.5 確保窗的負(fù)壓氣密性

當(dāng)前階段，我國在對建筑外窗進(jìn)行氣密性能分級和檢測時(shí)，通常是在室外壓力大于室內(nèi)壓力10Pa的情況下，對空氣滲透量進(jìn)行測量和評定，即“正氣壓氣密性”。而針對空調(diào)通風(fēng)制冷房間，則需要檢驗(yàn)“負(fù)壓氣密性”，即保持室內(nèi)壓力高于室外壓力。在這樣的情況下，我國比較常見的外開式平開窗和一些外側(cè)單向密封的推拉窗型就可能無法滿足“負(fù)壓氣密性”的要求。我國正在修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)GB7107《建筑外窗空氣滲透性能分級和檢測方法》已經(jīng)增加了“檢測負(fù)壓差下空氣滲透率”的內(nèi)容。因此，采用雙向密封的推拉窗型或是內(nèi)開式平開窗型，在防止夏季空調(diào)房間空氣滲透能量損失方面可以發(fā)揮出更好的效果。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國環(huán)保形勢的不斷嚴(yán)峻，我國政府和社會群眾對建筑節(jié)能環(huán)保的重視程度持續(xù)加強(qiáng)，將玻璃幕墻應(yīng)用到建筑節(jié)能中可以胡別動為主動，通過科學(xué)有效的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。目前，很多新型的建筑幕墻結(jié)構(gòu)和幕墻玻璃技術(shù)已經(jīng)在市場上涌現(xiàn)出來，為低污染、低耗能綠色建筑玻璃幕墻的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉紅娟.廣西夏熱冬暖地區(qū)既有公共建筑節(jié)能改造策略研究[D].廣西大學(xué)，2016.

[2] 陳偉歡，丁昌銀，何炳泉.夏熱冬暖地區(qū)窄腔外呼吸雙層玻璃幕墻關(guān)鍵技術(shù)[J].施工技術(shù)，2015（9）：9～12.

[3] 陳勇明.夏熱冬暖地區(qū)建筑外遮陽與建筑一體化設(shè)計(jì)研究[D].重慶大學(xué)，2014.

[4] 林冠宏，林映杏.夏熱冬暖地區(qū)既有玻璃幕墻建筑加貼節(jié)能膜的影響分析[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（8）：13～14.