公共建筑的幕墻節能設計分析

范靚

摘 ? ?要：公共建筑幕墻通常是懸掛在主體結構上，但是在應用過程中不會承擔建筑物的結構荷載，其自身具有良好的結構體系，利用柔性連接件將支撐力量傳遞到主體結構之上，建筑幕墻和主體之間可以采用可動連接方式，使建筑結構能夠更加的美觀，為了充分發揮其作用，本文概述了幕墻，闡述了建筑幕墻節能設計原則以及公共建筑的幕墻節能技術，對公共建筑的幕墻節能設計要點進行探討分析。

關鍵詞：幕墻;公共建筑;節能設計;原則;節能技術;要點

1 ?引言

隨著社會經濟的發展，對于公共建筑幕墻的要求越來越現代化、多樣化和節能化，作為現代幕墻發展趨勢之一的節能設計已受到日益重視，公共建筑幕墻設計不僅僅要求穩定安全性能，還需要最大限度的降低損耗。基于此，以下公共建筑的幕墻節能設計進行了探討分析。

2 ?幕墻的概述

幕墻工程從宏觀角度而言，凡是建筑材料構成的建筑圍護墻都是幕墻，從微觀角度上來講，幕墻是指現代化高層建筑中的輕金屬材質或者玻璃材質的圍護結構。其組成單元為鑲嵌或懸掛在鋼結構建筑物或鋼筋混凝土框架結構等主體結構外的無數輕金屬或玻璃預制單元，其特點表現為不承受結構主體負荷，質量輕，如同幕，因此得名幕墻。除了上述兩種材質的幕墻，幕墻材質還涉及到石材、不銹鋼、塑料以及玻璃纖維增強復合材料等。

3 ?公共建筑幕墻節能設計原則的分析

公共建筑的幕墻節能設計主要針對建筑物周圍的環境，譬如溫度，氣壓，以及其他方面因素的綜合考慮之下，從建筑物本身的高度，以及室內性能等方面，利用相關的技術對室內環境能進行調節的整體過程。通常而言，其必須遵循以下幾方面的原則：首先是科學性，必須要全面系統的考慮各個方面相關因素的影響，對于其具體的性能以及選材和建造等方面進行確定，如：建筑幕墻的傳熱系數應該按照建筑物所處的地形環境以及地區的氣候等條件進行系統的考量;其次是適用性，必須在國家相關的節能政策以及嚴格的標準框架之下，充分的解決建筑低能耗以及舒適度等方面的問題;最后是經濟性，因為建筑幕墻在建筑整體結構中只是起到圍護作用，因此必須進行充分考量，應該最大的限度的實現節能同經濟的協調有效發展。

4 ?公共建筑的幕墻節能技術分析

當前許多新構造技術在建筑玻璃幕墻設計中得到新的應用，如：雙層玻璃幕墻、利用水幕降溫的玻璃幕墻、可進行雨水收集的玻璃幕墻等。其中雙層玻璃幕墻的應用最為普遍，節能效果也很好，它是利用新的構造技術達到了綠色節能目的。目前進行深入研究的主要是節能玻璃幕墻。應用最為普遍的雙層玻璃幕墻是由內、外兩層玻璃幕墻組成。內層幕墻大多采用鋁合金門窗或明框幕墻來制作，外層幕墻大多采用明框、隱框、點式玻璃幕墻來制作。由于普通玻璃幕墻耗能高、室內空氣質量差，使用雙層玻璃幕墻后能很好解決這些問題。采用這種雙層體系作為圍護結構，能更好的實現自然采光和室內通風的效果，幕墻的隔音、保溫、通風等性能都得到了很大的提高，與傳統的玻璃幕墻相比，雙層玻璃幕墻在采暖時，可以有效的節約能源42%～52%，在制冷時節約能源38%～60%。在結構構造上，雙層玻璃幕墻根據通風層的結構可以分為：封閉式內循環體系和敞開式外循環體系兩種構造類型。封閉式內循環體系常被使用在冬季較為寒冷的地區，由于外層玻璃幕墻外層一般是由斷熱型材與中空鋼化玻璃組成，內層一般由可開啟窗的單片鋼化玻璃組成，因此封閉性能很好，在寒冷的季節可以起到很好的保溫效果。而敞開式外循環體系就是人們常說的呼吸式雙層玻璃幕墻，它作為一種新形式的雙層玻璃幕墻系統已經得到了廣泛應用，其外層是由非斷熱型材組成的單層玻璃幕墻，內層幕墻則是由隔熱或斷熱明的明框幕墻或單元幕墻組成。

5 ?公共建筑的幕墻節能設計要點分析

5.1 ?選用節能型材料

玻璃是幕墻和門窗中難以取代的重要材料，并且玻璃本身具有反射性、透射等特點，因此對于光線反射、折射以及聚光的運用要對室內光線分布均勻，這樣可以防止陽光的直接照射，在一定程度上減少熱輻射。并且選取節能玻璃的時候要參考建筑幕墻的所在區域，譬如陽光照射處的向陽玻璃應該選取一些吸熱性能較好的玻璃，那么玻璃同熱交換的面積就會更大，可以在一定程度上阻止局部的太陽光線進入室內，減少熱度。而對于背陽面應該選擇一些低輻射的中空玻璃，其可以高效的控制熱傳導，節省能源消耗。具體來說，可分為中空玻璃、熱反射鍍膜玻璃和低輻射玻璃等。首先，中空玻璃主要是由兩片以及多片玻璃周圍使用鋁合金型材框密封，周邊使用密封膠進行密封，讓玻璃層相互之間構成形成有干燥空氣的玻璃，增加其節能原理。其次是熱反射鍍膜玻璃，其最主要的在于可以反射熱輻射，如果明確了反射的投射率，便可以發揮到極致，還有就是低輻射玻璃，其最主要的作用是防止室內輻射從室內泄出，讓太陽能輻射進入到室內，進而確保室內的溫度，最終節約暖氣費用的成本。這種玻璃可見光透過率非常高，其反射光的顏色很淡，一般情況下不易看出，所以在一些緯度較高的地區經常使用。

5.2 ?幕墻保溫節能設計

公共建筑幕墻設計應根據建筑的保溫性能要求，應用節能技術進行建筑設計。目前公共建筑幕墻具有良好保溫性能的幕墻不僅需要選擇合適的面材，如雙層中空玻璃、兩層真空玻璃、三層中空玻璃、低輻射中空玻璃面板等，還要考慮玻璃鋼、鋁合金、鋼材、木材、保溫隔熱棉等基材的運用。考慮建筑門窗框架結構，將保溫和隔聲功能進行合理的組合設計，實現不同的公共建筑幕墻保溫隔聲效果。建筑基于不同的保溫需求，在公共建筑幕墻中選擇不同保溫效果的設計，既滿足建筑物保溫隔聲的需求，還能有效降低建筑物的耗能使用。

5.3 ?采光通風節能設計

公共建筑幕墻設計應滿足客戶的釆光通風性能要求，應用節能技術進行設計。主要有：呼吸式幕墻（雙層幕墻）、玻璃門窗、采光天窗等形式。基于公共建筑幕墻采光通風性能要求，設計師在公共建筑幕墻設計中很難把握采光通風性能的設計，甚至還需要面臨一系列的設計難題。例如設計師在公共建筑幕墻采光調整設計中，對光線的強弱規律雖然能較好把握， 卻較難把握光線的強弱程度。即使幕墻設計應用先進的采光調整技術，可能會取得較好的釆光效果，但是先進技術應用的背后，必將使得項目承擔的成本費用比較高。因此，在滿足公共建筑幕墻采光通風性能的前提下，降低、節約建筑投入成本顯得尤為關鍵。

5.4 ?幕墻遮陽節能設計

遮陽簾型幕墻、天幕遮陽型幕墻以及遮陽百葉型幕墻，是當今最常見的節能型遮陽幕墻。設計師在公共建筑幕墻遮陽設計中，可以依據建筑風格、建筑形式，設計具有差異化的幕墻遮陽效果，以滿足建筑的各種遮陽需求。設計師在公共建筑幕墻遮陽設計中，不僅要結合建筑所在的具體地理位置，考慮太陽直射角度不同引起的遮陽效果設計細節差異，還要考慮太陽直射強弱規律，建筑內部光線的強弱變化，同時還要根據光線強弱的變化程度對建筑內部溫度進行調整。基于幕墻的框架，必須滿足建筑保溫和隔熱性能的要求，應用節能技術設計公共建筑幕墻便顯得尤為重要。

6 ?結束語

綜上所述，科學合理的公共建筑幕墻建設，不僅能夠保證建筑整體的美觀，還能最大程度的保證公共建筑的節能要求。因此在公共建筑幕墻建設過程中，必須對其進行有效的節能設計，從而保障公共建筑幕墻建設的有效性。

參考文獻：

[1] 楊衛亮.節能理念在現代幕墻設計中的應用[J].卷宗，2017.

[2] 何艷華.節能理念在現代幕墻設計中的應用[J].中國科技博覽，2018.

[3] 申國賽，唐露霞.關于公共建筑幕墻節能設計的要點分析[J].工程技術，2016.