淺談建筑幕墻設計中節能技術的應用

浦俊

江蘇建設控股集團有限公司 江蘇 常州 213000

建筑幕墻是現代建筑科學、新型建筑材料和現代建筑施工技術的共同產物。幕墻作為建筑物的“衣服”不但彰顯城市的形象，還體現建筑形態的美感。建筑幕墻大量的使用也產生了環境污染，資源浪費等問題。為此，以研究開發節能型建筑幕墻為導向，利用可再生資源，減少能源消耗，從根本上促進資源的合理利用，加快推進建筑節能與綠色建筑的發展。

1 建筑幕墻節能設計的原則

當今社會綠色環保、節能美觀、經濟實用的理念已經貫穿了整個建筑業。建筑幕墻作為建筑物的“衣服”在建筑節能中有著舉足輕重的重要性。建筑幕墻節能設計應按以下原則進行：①規范性，所有設計都應以滿足國家規范和行業標準為基礎，在滿足結構和使用安全的前提下進行。②科學性，了解建筑物所在地區的氣候、環境等因素；掌握建筑物的特點及主要功能，綜合各方面的因素科學的選擇幕墻的種類及形式。③經濟性，通過結構計算，優化幕墻結構設計，選用新材料、新技術來保證經濟與節能的統一[1]。

2 節能材料在建筑幕墻設計中的運用

（1）節能型玻璃。玻璃幕墻有著輕質的結構、優越的抗震能力、通透的視覺感、設計的靈動性等特點，被廣泛地運用于建筑外立面。通過玻璃來阻隔熱量的交換，減少陽光的直射，降低室內的噪音是玻璃幕墻節能設計重點。低輻射中空玻璃的使用是目前玻璃幕墻節能設計的主流。低輻射玻璃又被稱為LOW-E玻璃，是在玻璃表面鍍上多層金屬膜，通過對可見光高透性及對中遠紅外線高反射的特性，即起到了隔熱效果又保證了良好的透光性。隨著金屬鍍膜層的增加，雙銀、三銀玻璃的節能效果更加優越。中空玻璃有著良好的隔音效果，中空層充入惰性氣體也能有效地減少室內外熱量的交換，保溫節能。

（2）節能型復合材料。石材幕墻、鋁板幕墻在外裝飾設計中也比較常見。礦產的過度開挖、材料的冶煉、板材的加工，不僅損耗著不可再生資源還對環境造成了污染。蜂窩石材、蜂窩鋁板的出現在一定程度上減輕了此類幕墻的弊端。運用獨特的蜂窩結構，在保證材料強度、穩定性、安全性的前提下減少面層材料的厚度，不僅保留了石材，鋁板材質的自身特點，還減輕了板材的重量，提高了材料的使用率，節約能源。

（3）新型幕墻材料。陶板、瓷板、木纖維板、纖維水泥板等新型材料逐漸被運用于建筑幕墻中，其材質性能符合建筑幕墻的各項技術指標，結構輕質、施工方便、低放射性、高使用率等特點更符合現代建筑幕墻的節能要求。新型材料的運用不僅節能還使建筑外立面趨于多元化，體現建筑物的時代文化氣息[2]。

3 節能技術在建筑幕墻設計中的運用

（1）單元式幕墻系統。單元式幕墻是由許多獨立的單元件組合而成，每個單元組件內部所有板塊安裝、板塊間接縫密封均在加工廠內加工組裝完成，工地整體吊裝。由于所有的單元組件加工、制作、組裝、打膠等都在工廠內完成，保證了幕墻的整體質量，提高了幕墻的密封性和保溫性。單元式幕墻大部分的加工由工廠完成，不僅縮短了現場施工周期，還節約了現場材料堆放的場地面積，減少了人力、財力、物力的投入，降低了安全事故發生的概率。

（2）雙層呼吸式幕墻系統。雙層呼吸式幕墻有著獨特的雙層幕墻結構，空氣在通道內流動，導致熱能在通道的流動和傳遞，從而達到保溫隔熱和節能的效果。兩層幕墻之間形成的通風換氣層，通過空氣的流通和循環作用，使內層幕墻的溫度接近室內溫度，減少溫差，節約了制冷、采暖設備的使用率。換氣層還能向室內輸送新鮮空氣，優化室內空氣質量。雙層呼吸式幕墻具有保溫隔熱、通風防塵、隔聲降噪、合理采光的特點，它的設計充分體現了環保與節能的理念。

（3）光電幕墻系統。光電幕墻是將太陽電池粘貼在玻璃上，鑲嵌于兩片玻璃之間，應用光電池、光電板技術，把太陽光轉化為電能。太陽能在幕墻玻璃表面即被吸收轉化，阻隔了太陽直射產生的熱量向室內的傳遞，有效降低了室內溫度，減少制冷設備的使用率，節約能耗。光電幕墻是利用太陽能轉化為電能供人們使用，太陽能的轉換無須消耗其他資源，沒有有害氣體的產生，沒有噪音的污染。太陽能光電板不僅可以置于玻璃中空層中，不占用室內空間，而且還可以代替玻璃直接作為幕墻的面板材料，裝飾不同風格特點的建筑。利用太陽能與建筑幕墻相結合，為建筑供電、供熱、供冷、照明是建筑幕墻的節能設計的重要發展方向。

（4）智能遮陽系統。目前遮陽系統形式主要有遮陽板、遮陽百葉、遮陽格柵、遮陽卷簾等。遮陽是除材料自身節能性能外幕墻節能設計的第二重要因素。外遮陽的使用阻擋了太陽光的直射，同時阻隔了太陽熱量向室內的傳遞，降低室內溫度，節約能耗。通過調節遮陽的角度，達到人們不同時間段對遮光與采光的需求。外遮陽不僅阻止了陽光直射和紫外線進入室內，防止產生眩光照射，而且有效地保證了室內的良好采光環境。光伏遮陽系統能根據太陽光自動跟蹤系統，隨著太陽的位置，隨時調整遮陽的角度，增加太陽能的吸收，通過其所遮擋的太陽光來產生電能供給電動裝置，形成一個 “自給自足”的循環系統，是遮陽節能設計的新方向[3]。

4 結束語

快速的城市化建設帶動了建筑行業的發展，資源過度的消耗和浪費、環境的污染問題日趨凸顯。建筑幕墻的節能設計理念應追求設計功能的主動性和積極性，變被動設防為主動利用能源。以利用可再生資源為主，減少不可再生資源損耗為輔，研發新型綠色節能材料，優化幕墻結構設計，創新綠色節能技術， 節約能源，保護環境，推進綠色建筑的進一步發展。