建筑幕墻設計中節能技術的應用

梁宏琨

（廣東中明建筑裝飾實業有限公司，廣東 中山 528400）

想要實現建筑幕墻的節能目標，主要是從材料選擇和節能體系構建兩個角度著手，通過采用新的節能技術可達到節能環保、經濟實用的目標，最終為可持續發展奠定基礎。我國在建筑幕墻的發展上已有10多年的歷史，幕墻的廣泛應用給城市建筑增添了不少光彩，但在給予人們美的享受的同時也會帶來資源浪費、光污染等環境問題，所以真正實現建筑幕墻的節能目標還有一段很長的路要走，只有不斷應用新的技術和材料，才能逐漸緩解幕墻外觀美觀和節能環保之間的矛盾，才能有利于建筑行業的整體發展。

1 建筑幕墻節能設計的原則和目標

關于建筑幕墻的節能設計，首先必須在設計施工前對周圍的環境進行系統的分析，包括光照、溫度、氣候等，也包括建筑的朝向、高度、建筑的功能、每一個室內的功能等，然后選擇合適的節能技術和施工技術進行設計與施工。重點關注的是各種可能會影響建筑幕墻節能環保目標實現的因素，處理好采光與遮陽、水密性和傳熱等的關系，通過建立多個狀態指標來進行處理。總的來說，在進行建筑幕墻的節能設計時，必須對當地氣候進行具體分析，然后嚴格按照標準規定，根據幕墻功能與性能等合理選擇幕墻的形式、幕墻的材料和構造等。最后要注意的是，建筑幕墻不可以脫離原來項目結構，也就是說，幕墻作為建筑項目整體的一部分，在進行幕墻的節能設計時幕墻的設計人員必須和建筑的暖通工程設計人員進行充分的溝通與協調，解決專業之間的矛盾問題才能提高建筑幕墻節能設計的質量。

建筑幕墻節能設計時必須遵循以下原則：（1）科學性原則。在建筑幕墻節能設計中必須根據建筑的實際合理考慮各種影響因素，在此基礎上來進行合理的選型、材料選擇和構造選擇，既要保證建筑的基本使用功能和性能，又要符合節能環保的目標。（2）適用性原則。因為不同地區建筑風格不同、自然氣候條件不同，對于建筑幕墻的節能設計也有著不同的要求，所以必須根據國家政策和地方對節能設計的要求，再根據建筑實際條件和項目實際情況進行合理設計，必須保證建筑的基本功能、使用舒適度和美觀性，在此基礎上來達到節能的目的。（3）系統性原則。建筑幕墻節能設計時必須考慮整個建筑的設計。作為建筑工程的重要組成部分，雖然建筑幕墻的設計質量會影響整個工程的設計，但是也要保證其他各部位的節能才能實現整體建筑的節能，達到建筑節能和經濟效益的統一。

2 建筑幕墻節能設計

2.1 選擇節能型材料

（1）節能型玻璃。幕墻節能型材料包括節能型玻璃和鋁合金斷熱型材料兩種。因為玻璃在建筑幕墻中應用比例非常大，其參與的熱交換面積也較大，因此對于建筑幕墻節能設計目標的實現非常重要。在選擇合適的節能型玻璃時，必須根據玻璃具體的位置選擇最佳的玻璃材料，比如對于朝向是南且日照時間較長的玻璃，應該能起到阻擋一部分太陽輻射進入室內的作用，從而可減小空調負荷。所以應該選擇吸熱型的玻璃和熱反射的玻璃，或者由吸熱玻璃與熱反射玻璃組成的中空玻璃。對于在嚴寒地區和背光的玻璃，則應該選擇能夠控制熱傳導的玻璃，比如低輻射的玻璃和中空玻璃等。一般而言，節能型玻璃有如下幾種類型：①陽光控制鍍膜玻璃。這一類玻璃指的是在普通玻璃的表面鍍上一層金屬化合物膜，該化合物的膜色可以讓玻璃呈現豐富多彩的色澤，除了外觀更加美觀，更關鍵的是該類玻璃能夠有效控制一定波長的太陽光進入室內而影響暖通空調的負荷。此外，這類玻璃具有較好的透射率和反射率，還能很好地吸收紫外線，具有一定的透視性，在室內可看到室外的景物，透視性和自然采光良好，但在室外又無法看見室內的情況。②低輻射玻璃。該類玻璃對可見光的透過率較高，同時還能阻擋紅外線進入，發揮隔熱節能和自然采光的良好作用，不僅可減少室內冬天熱量的流失，而且在夏天可以阻隔室外物體受到太陽光輻射后產生二次輻射，既實現了節能的目標，又實現了經濟環保的目標。③中空玻璃。該類玻璃由兩片及其以上玻璃組成，用密封膠使組合玻璃間的空間和外界隔絕開來，使其具有良好的隔音隔熱效果，而且該類玻璃還有一個明顯的優勢是重量較輕，負載較小，幾乎不會對整體建筑負荷產生太大影響。④夾層玻璃。該類玻璃至少由兩片及以上玻璃構成，是一種韌性較好的復合型玻璃材料，一般分為中間層和外表層兩層，其中中間層是透明性的有機材料。制作該類玻璃時對工藝要求很高，可根據實際要求合理選擇工藝技術，但必須保證該類玻璃具有較好的抗震抗沖擊能力，在受到沖擊時能夠有一定抵擋外界撞擊穿透的能力，同時還必須保證一定的可見度。⑤真空玻璃。這類節能型玻璃由支撐物將兩片及以上的玻璃分開，并在周圍進行密封使其內部產生真空層。也就是抽走中空玻璃中的空氣，消除對流和傳導傳熱來達到隔熱的目的。這類玻璃的空腔狹窄，兩層玻璃之間用均勻分布的支柱分隔開來，相比于其他類型的隔熱玻璃，真空玻璃的制作工藝更為復雜，且因為中間存在分隔作用的支柱，所以也會在一定程度上影響它的外觀美觀性。

（2）鋁合金斷熱型材。鋁合金斷熱型材既有基礎的支撐龍骨的作用。該材料和普通鋁型材相比，突出的優勢是其節能性能較好，比如隔熱斷橋新的鋁合金型材采用了較低導熱系數的塑料進行隔斷，在連續的隔熱區采用隔熱條使鋁合金結構分為兩部分，隔熱條的導熱系數比鋁合金導熱系數小，但是其力學性能卻和鋁合金一樣，可有效避免因熱脹冷縮引起的鋁型材和隔熱條脫落的情況，同時還能承受外界的各種壓力，節能抗壓的效果良好。

2.2 節能技術在建筑幕墻設計中的應用

（1）光電幕墻技術。光電幕墻是一種新型的綠色節能幕墻，既有裝飾的效果，又具有發電、隔熱隔音的效果，突出了智能化和人性化的特征。其關鍵技術是太陽能光電池技術，在進行光電幕墻結構設計時還必須使其具有抗震、抗風、抗壓等建筑安全方面的要求，同時要注意外觀的美觀、氣密性、水密性、隔音保溫等作用。可將幕墻骨料內的空腔充分利用起來，通過簡潔的墻面、太陽能光電技術和幕墻技術的結合構筑新型的功能型幕墻。

（2）節能百葉技術。節能百葉技術在建筑幕墻節能設計中應用最為廣泛，可調節太陽光照射對室內空調負荷的影響。但是百葉的節能效果和其他建筑幕墻節能技術相比還不是很突出，且該技術的應用會影響幕墻的外觀效果。

（3）雙層幕墻技術。雙層幕墻包括外層和內層兩層幕墻，同時通過裝置的應用來達到隔熱保溫、通風散熱的目的。在現代建筑幕墻設計中，雙層幕墻技術的應用，可通過封閉性和敞開式的結構來構建一個可緩沖空氣的空間，能更加靈活地調節室內溫度。

（4）生態幕墻技術。生態幕墻是在科學技術飛快進步的形勢下發展起來的，且已經被廣泛應用到了幕墻設計中，是一種非常人性化的設計，完全將人們的生活需求融合到了設計中，為人們營造一個更為舒適和安全健康的環境。通過生態技術的應用，設置生物氣候緩沖層來降低對環境的污染，同時也達到了資源節約的目的。

（5）雙層通風幕墻技術。雙層通風幕墻由兩層幕墻構成，外層是單層玻璃和非斷熱型材構成的幕墻，內層則是隔熱或斷熱的明框幕墻，內外層之間有一個相對封閉的空間，即熱通道。熱通道內的空氣一直處在流動狀態，和內層幕墻外表面進行持續的熱交換。在冬天關閉通風層的進排風口，可使換氣層空氣在陽光照射下而不斷升高溫度，可提高內層玻璃的溫度，降低建筑物能耗；在夏天則打開換氣層風口帶走通風間層內熱量，從而可降低內層玻璃外表面的溫度，達到降耗的作用。

（6）遮陽系統。設計合理的遮陽系統是為了能夠遮擋一部分太陽光進入室內，尤其對于朝陽的房間來說，遮陽系統的設置對于節能環保目標的實現非常關鍵，如果太陽光直射進入室內不但會影響空調系統的負荷，增加空調能耗，而且還會影響室內的舒適度。而設置遮陽系統以后可以在保證合適的采光條件的基礎上減少室內空調設備的能源消耗。在幕墻節能設計中，設計人員應該將遮陽系統合理地融入進來，常見系統包括垂直遮陽、水平遮陽、綜合遮陽以及擋板遮陽等幾種形式，在進行設計時必須根據實際的建筑工程情況以及建筑的功能、類型等，既要發揮好遮陽系統的作用，又不能影響整個建筑結構和功能。所以在實際設計時可以參考幕墻熱工計算的規定計算出各參數，可為節能幕墻的遮陽系統設計提供可靠依據。

（7）太陽光變向照明技術。太陽能是一種可再生的清潔能源，在節能環保領域利用太陽能來代替其他能源，不僅可實現節約能耗的目標，而且因為太陽能是清潔能源，可降低對環境的污染。在建筑幕墻節能設計領域，利用太陽光變向照明技術，可取代傳統遮陽技術里的幕墻反射作用使太陽光線反射到天花板上，再經過天花板反射傳遞到室內功能區，不僅可提供良好的照明條件，而且因為使用了更加均勻柔和的照射方式，可避免太陽直射對人體和室內設施的影響，使室內的光線更加均勻，可分布到各個邊角區域，從而可減少電能的消耗，降低電費。

3 結束語

綜上所述，節能技術在建筑幕墻設計中的應用，不但可達到節能環保的設計目標，而且也推動著幕墻設計朝著智能化、人性化的方向發展，能更好地改善人們的生活環境。因此，為實現節能環保可持續發展的目標，必須積極利用新型的節能技術，合理選擇節能型材料和節能型技術，提高建筑幕墻的節能型，促進建筑行業的發展。