淺談節能型建筑幕墻設計

于金鳳

摘要：采用節能型建筑幕墻可以有效降低建筑的能量損耗，本文介紹了節能型建筑幕墻的含義，分析如何選擇合適的節能材料，和進行科學地結構設計。

關鍵詞：節能;建筑幕墻技術;發展方向

目前，我國建筑耗能大的問題包括：建筑住房面積不斷增加，大部分住戶擁有電冰箱、空調和熱水器等消耗能源較大的家電;而且，我國絕大多數建筑沒有采用節能技術，都是屬于高耗能建筑。為了實現可持續發展戰略，降低我國的能源消耗，建筑行業應當大力推廣和興建節能建筑，為建設中國特色的社會主義打下良好基礎。

一、節能型建筑幕墻概述

（一）節能型建筑幕墻的含義

建筑節能是指節約使用供暖、制冷和照明，調節合適的室內溫度、濕度以降低建筑消耗的能源，同時，還有使用太陽能、地熱等可再生能源的技術工程。節能型建筑幕墻是指其保溫隔熱性能和氣密性性能都達到建筑節能設計要求的建筑幕墻。此外，因為我國南北氣候差異較大，所以節能型建筑幕墻也有對應的環境指標。目前，我國公共建筑的能源消耗大部分是空調制冷和采暖系統產生的，而且，空調暖氣大約一半的熱量在外圍護結構中消耗。

（二）建筑節能的重要意義

隨著地球化石能源的枯竭，世界各國都越來越重視節能減排和發展綠色經濟。我國是能源消耗大國，其中有很多一部分能源消耗在建筑中。一方面，我國建筑面積不斷增長，但是采用節能技術的房屋建筑卻很少，無法滿足我國可持續發展的要求;另一方面，國民生活水平在不斷提高，家用電器消耗大量的能源，很少使用太陽能和地熱能源等可再生的清潔能源。我國面臨著嚴峻的能源危機，所以推廣節能型建筑對我國經濟和社會的健康發展具有重要的意義。

二、節能型建筑幕墻

（一）節能型建筑幕墻的設計原則

節能型建筑的設計是一個復雜工程，需要綜合考慮建筑外界環境、室內條件和熱交換過程等，不能簡單的使用單一指標解決問題。因此，對于節能型建筑幕墻的設計，需要遵循以下幾個原則：

1、科學性。應當綜合考慮各因素，合理設計幕墻型式、選擇合適的材料等，并符合國家相關設計規范;

2、適用性。根據建筑周圍的環境制定節能方案，平衡好高舒適度和低建筑耗能的關系;

3、經濟性。建筑幕墻的節能設計只是建筑節能的一個方面，為了達到建筑節能的目的，需要全盤考慮，使建筑擁有較高的經濟價值。

二）節能材料的選擇

節能型建筑幕墻采用的材料應符合節能要求，目前使用最廣泛的有節能玻璃和鋁合金型材兩種。

第一，建筑面積很大一部分被玻璃占用，所以做好玻璃的節能是建筑幕墻節能的關鍵。建筑公司在選擇節能玻璃時，需要考慮所處環境氣候和日照時間長短等因素，根據不同的條件選擇不同的玻璃。

第二，鋁合金型材是建筑幕墻的支撐骨架，同時也具有一定的節能作用。由于普通鋁合金型材的熱傳導率太大，很容易造成熱量的流散，所以，節能型建筑幕墻需要具有隔熱作用的新型鋁合金材料。隔熱斷橋鋁合金材料使用塑料進行間隔，可以有效阻隔熱量傳遞，節能效果非常好。

（三）建筑幕墻的結構設計

建筑幕墻的結構對整個幕墻的安全起到至關重要的作用，不僅要能夠承受住自身載重，還應當抵抗風載荷和地震作用等。

1、幕墻的支承結構

建筑幕墻的支承結構要有足夠的強度和剛度以承受自身載荷和風載荷等作用，將這些載荷傳遞給建筑主體，保證建筑的安全。支承結構不僅要與主體結構有可靠的連接，同時還要避免因主體結構變形而對幕墻產生破壞。因此，支承結構具有一定的獨立性。建筑幕墻支承結構在使用過程中應該滿足至少二十五年的壽命。對于幕墻支承結構的設計，應當符合國家相關標準和規范，上、下柱連接可以采用長度不小于250mm的閉口型材芯柱連接。如果幕墻立柱采用雙跨梁結構，長短跨之比應當小于十分之一。

2、幕墻后錨固處理

對于幕墻后錨固處理主要集中在錨栓形式的選擇上，包括兩種錨栓：一是化學錨栓;二是金屬膨脹錨栓。化學錨栓不會產生膨脹應力，所以可以采用小邊間距，依靠化學粘結力即可承受外界載荷;金屬膨脹錨栓是利用金屬膨脹產生摩擦力或者對混凝土的壓力，抵抗外界拉力的變化。無論采用上述何種錨栓，在設計過程中都應當將承載力設計值按照大于極限承載力百分之五十進行取值。

3、幕墻用預埋件設計

預埋件主要作用是固定幕墻的支承結構，承受一定的載荷，對整個幕墻的安全起到保護作用。預埋件的結構包括錨板和錨筋，可以采用平板形式或者槽形。錨板和錨筋的材料應當合理選擇，并對這些材料進行相應的熱處理和冷加工等，以達到足夠的強度要求。錨板和錨筋可以采用坡口塞焊進行加工，能夠達到可靠的質量要求。

三、節能型建筑幕墻的發展方向

目前，我國建筑幕墻節能設計與國外同行相比還有一定差距，需要國內建筑公司努力開發新工藝，向國際先進水平靠攏。未來節能型建筑幕墻的發展方向主要表現在以下幾方面：

（一）超高層建筑的節能幕墻技術

國內各大城市的高層建筑記錄在不斷刷新，大量超高層建筑的建設將促使高層幕墻節能技術的發展。比如，高層建筑受風力的影響較大，所以建筑幕墻應當具有一定的抗風能力，保證建筑的氣密性，提高高層建筑的舒適度。對于高層建筑幕墻防火性能研究、抗震性能研究等研究都在不斷開展中，隨著理論的突破必將促使施工工藝的創新。

（二）節能環保幕墻將被大量使用

近年來，財政部等部門頒布相關指導性文件，鼓勵建筑行業將新型能源應用到建筑中，并給予了財政補助。具體內容是大力發展太陽能技術，推進太陽能在光電建筑中的應用，這為建筑公司利用光電幕墻促使企業壯大帶來了發展機遇。未來建筑幕墻圍護結構將多采用太陽能屋頂和光伏幕墻技術，這不僅促使我國節能型建筑幕墻的發展，還促使太陽能和光伏企業迅速發展。

（三）建筑遮陽系統

節能型建筑具有環保和綠色等特點，特別是生態建筑將更多高新技術應用于房屋建筑的建設中。建筑遮陽系統可以阻隔太陽熱輻射，避免其對室內溫度的影響，可以有效阻隔熱量的損耗。

（四）智能化幕墻系統

智能化幕墻系統是一個復雜的系統，它集合了眾多學科，比如建筑、力學、機械、熱工、電子和生態等，具有智能化的特點。這種建筑幕墻可以根據周圍環境的變化自動調節幕墻結構、材料屬性等參數，以適應環境的要求，并且最大程度的滿足居住者的生產需要，達到節能的效果。

四、結語 ：

節能型建筑幕墻是發展的大勢所趨，在全球能源危機的背景之下，采用節能材料和進行科學合理的結構設計是滿足建筑節能環保要求的重要途徑。建筑公司應當抓住發展的機遇，加大新材料和新技術的使用力度，建設更多節能型建筑幕墻，為我國節能減排工作做出貢獻。

參考文獻：

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[2] 李健. 建筑幕墻設計理論及其發展趨勢[J]. 建筑與裝飾. 2017（04）.