高層建筑幕墻的節能設計分析

李爭金

摘? ? 要：在國家大力提倡節能環保的背景下，建筑行業作為耗能大戶，在建筑設計和施工中采取節能措施是一種必然。本文以某生態城信息園辦公樓建筑的幕墻工程為例，分析了節能設計在該工程中的應用，旨在進一步提升建筑幕墻設計的節能性能，推動建筑幕墻產業的健康、可持續發展。

關鍵詞：高層建筑;外窗幕墻;節能設計

1? 前言

人們生活品質隨著生活質量的提升也在發生著變化，對待低碳節能問題上也逐漸重視了起來，加上國家的相關法律法規，節能環保依然成為了建筑設計理念的一大部分，在建筑的外窗和幕墻設計中實現環保節能理念。本設計關于某生態城信息園4 棟辦公樓外窗幕墻合理設計，采用藍色玻璃幕墻和太陽能供水系統，整體節能率達到55%，太陽能熱水覆蓋率100%，使用率為55%。整個園區大面積采用玻璃幕墻，建筑形式簡潔完整統一，具有現代感、科技感，改善了建筑室內和室外環境，配合型材采用藍色鋁板，米白色石材作為整體結構外圍設計。預計節能效果相當可觀，體現出現代化建筑理念。

2? 高層建筑窗墻比的節能設計

建筑中窗戶作為陽光進入室內的通道，對照明和采暖效果反面意義重大。因此，建筑物上，關于窗戶的專業和科學設計，直接對室內空氣流通、采暖、照明形成影響。尤其在高層建筑中，服務是面向大眾的，在窗戶玻璃的透光性能和保溫性能上要體現出優勢之處，保證室內外溫度隔絕。在實際的節能設計過程中，首先，要測定高層建筑附近的風向，通過模擬風環境的方式，推斷高層建筑室外的風向情況;然后，根據上述相關數據和推斷結果，確定窗戶的尺寸，并根據實際情況，保證室內的照明度和亮度;最后，對窗墻比的設計結果進行審核，以保證高層建筑窗墻比的節能設計滿足實際要求。

3? 高層建筑外窗氣密性的節能設計

在高層建筑中，門窗的主要功能包括通風、換氣、防盜等，在溫度較低的區域，室內室外的溫差非常大，在室外起風的情況下造成極大的壓力差，使冷空氣從門縫和外窗縫進入室內，從而形成室溫劇烈波動現象，致使室內的溫度迅速下降。與此同時，溫度較高的區域，人們一般采用空調降溫的方式來驅趕炎熱，在空氣不斷流動的過程中，熱風會從門縫、外窗縫等地方進入室內，使空調的制冷效果變差，從而增加耗電量。因此，高層建筑外窗幕墻的節能設計中，外窗的氣密性在室內外溫差較大情況下發揮著重要制衡作用。

目前，高層建筑外窗氣密性的節能設計主要有兩個方面：一是，采用固定窗型進行節能設計，另一個是，選用密封性較好的材料進行節能設計。一般高層建筑中，外窗的設計采用的是平開窗、推拉窗和固定窗三種，根據具體情況選擇合適的窗型。其中，平開窗的窗扇和窗框之間會采用橡膠密封壓條，在窗戶關閉的情況下，室外的氣流很難進入到室內，但在窗扇和窗框聯接的位置、窗框與墻體聯接的位置，氣流還是可以進入室內;推拉窗通過來回滑動窗框，會產生很大的氣流空間，使空氣形成明顯的氣流，從而造成室內熱量大部分外泄;固定窗的玻璃是直接安裝在門框中的，并且窗框鑲嵌在墻體內部的，窗框和玻璃都使用了膠條或密封膠進行密封，因此，室外空氣很難進入室內，從而發揮著很好的氣密性效果，可以有效達到節約熱能和電能的目的。在密封材料的選擇上，雙層玻璃周邊適用密封膠進行密封，可以很好的發揮隔熱、隔音、降能和防露等作用。與此同時，適用聚氨酯發泡體對門窗的邊框處進行填充，也可以大大提高高層建筑的隔熱性能和保溫性能。另外，適用密封毛條對窗框和窗扇進行密封處理，通過硅化處理后，毛條的外觀可以變得很平整，在使用過程中可以大大提高窗戶的防塵、隔音、防凍、密封和保暖等性能。

4? 高層建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節能設計

在高層建筑外窗幕墻的節能設計中，注重外窗和幕墻的整體及隔熱效果、不斷提高維護結構的隔熱保溫性能，是實現建筑節能最有效的方法。一般情況下，高層建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節能設計主要有如下三個方面。

4.1? 使用新型環保節能外窗

目前使用最多的新型環保節能外窗是動態式外窗，通過在外墻窗戶洞口安裝內外兩層窗戶的方式，可以使內層和外層窗戶的距離保持在1 厘米左右，從而達到隔熱保溫、隔音等效果。在溫度較高的時候，可以使用保溫窗簾，穩定較低的時候，可以使用隔熱窗簾，通過外層窗具備保暖性能，及時吸收太陽光在冬天進行取暖，可以有效降低電能耗量，從而減少高層建筑的采暖費用。

4.2? 適當降低外窗傳熱系數

在高層建筑外墻幕墻的節能設計中，使用較高性能的節能門窗，是住宅建筑節能設計中的第一個要求，同時提高維護結構的傳熱系數，可以更好的起到隔熱保溫效果。近年來，PVC 型的門窗材料，可以很好的降低外窗的傳熱系數，安裝非常方便和快捷，在高層建筑節能設計中得到了廣泛應用，使外窗的抗腐蝕性和抗老化性得到大大提高。另外，在外窗設置一定的遮陽裝置，可以有效減少輻射量，使冷靜期和外部熱量被阻絕在外，從而減少電能耗量，起到很好的保溫隔熱效果。

4.3? 玻璃幕墻設計和熱水系統

本建筑中采用的就是藍色玻璃幕墻，且進行了精心設計，在朝向上避大面積幕墻避開了正南和正北向，這樣使得幕墻的隔熱保溫性能得到保障的加強。的性能在4 棟樓中主要以辦公服務為主，總建筑面積60926.96m2 ， 這樣龐大的建筑物中，設計出合理的節能體系，對整個系統節約開支，提高資源利用率意義重大。此外，注意對新能源的開發利用，如在熱水系統中，主要為廚房辦公供水服務，采用的是充分利用太陽能的方式，用太陽能代替電能，集中式太陽能集熱器為全玻璃真空管集熱器，太陽能保證率為0.5，太陽能集熱器集中放置在屋頂，采用閉式間接加熱方式加熱，集熱板所產生的熱量經換熱作為熱水系統，這樣大量節省了電能，后期應用中節約了成本。

5? 高層建筑雙層換氣幕墻的節能設計

在很多大型的寫字樓中，玻璃幕墻是主要的建筑材料，不能很好的進行通風換氣，使得空調的耗能量不斷增加。在高層建筑外窗幕墻的節能設計中，雙層換氣幕墻是現代發展中的新型環保節能幕墻，在對光環境、風環境和熱工環境等進行全面考慮后，需要根據相關設計標準進行設計，可以使整體的保溫、隔熱、通風和遮陽等功能得到提高，對于保證高層建筑的外觀美觀度起到重要作用。一般情況下，雙層換氣幕墻主要包括內外兩道幕墻，內幕墻的設計一般采用全封閉模式，在室內吊頂內暖通系統的抽風管和熱通道是相通的，同時內幕墻中設置有通風口，可以使室內的空氣順暢的進入熱通道，在空氣流動循環作用下，確保內幕墻和外幕墻的溫度基本一致，以達到保溫隔熱的整體效果。在外幕墻中設置有進風和排風裝置，同時與熱通道相連接，當溫度過高時，可以打開熱通道上部和下部的進風和排風裝置，使熱量被帶走;當溫度較低時，陽光輻射產生的熱量，可以使內幕墻的溫度逐漸升高，從而起到保暖的效果，達到減少電能耗量的目的。

6? 結束語

總而言之，新能源，新技術不斷加入建筑行業領域。城市化建設腳步逐漸加快，規模不斷壯大，在高層建筑外窗幕墻上應用節能理念，順應國家和人民生活質量發展趨勢，提高了高層建筑中整體保溫隔熱性能，有效節約能源，實現了對可再生能源的廣泛利用，為國家在未來國際可持續發展競爭中占得有利位置。

參考文獻：

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