建筑玻璃幕墻的綠色節能設計探討

何大壯

摘要：隨著我國經濟快速發展，社會不斷進步，建筑上應用的普通玻璃幕墻的熱工性能差、能耗大、通風不暢等問題逐漸暴露出來，業內不斷開展建筑玻璃幕墻的綠色節能設計探討和研究，通過選擇性能優越的密封材料、完善新型節能遮陽構件節點和安裝工藝、基于太陽能光電幕墻結構設計等舉措，提出了很多全新綠色節能建筑玻璃幕墻的設計思路。通過對比實驗證明，新的思路設計出的玻璃幕墻與普通玻璃幕墻相比較，導熱系數更低，能耗更小，充分滿足綠色節能建筑理念等要求，為建筑工程整體綠色發展提供創新思路。

關鍵詞：建筑;玻璃幕墻;綠色節能;設計

引言

隨著科學技術的飛速發展，節能環保概念得到了人們的青睞，在建筑工程中使用玻璃幕墻節能技術，不僅有助于改善室內的保溫、遮陽和舒適度等要求，而且能有效降低能源損耗。在對節能環保技術的研究中，還需要具備良好的創新意識，對施工流程進行優化，這樣才能充分發揮玻璃幕墻節能技術的優勢和作用，符合建筑工程可持續發展戰略，加大對生態環境的保護力度，有效提高工程的經濟效益和環保效益，推動建筑的可持續穩定發展，造福子孫后代。

1玻璃幕墻綠色節能設計的使用原則

在實際施工階段，需要嚴格遵循施工技術原則，根據不同區域、具體環境情況等特點，做好節能保溫設計工作。如果建筑工程位于寒冷地區，需要遵循保溫設計相關原則;如果位于炎熱地區，需要遵循隔熱設計相關原則。由于目前尚未明確規范統一的施工標準，所以在實際施工階段，需要為門窗、外墻制定標準化原則，可以參考借鑒國內外的相關標準。以澳洲工程為例，近兩年很多新招標的工程節能要求已經從NCC2016升級到了NCC2019（詳見Section J），ESD報告中對于U值和SHGC的要求都有大幅提高，目前的解決方案是增加斷熱護邊和膠條，以及調整窗墻比來提高整體U值。另外，需要對熱傳遞節點及過程進行熱工分析和計算，保證其精準性。幕墻傳熱體系需要結合建筑外形及當地自然環境等因素進行全面分析與探討。

2建筑玻璃幕墻的綠色節能設計探討

2.1太陽光變角度照明技術

該項技術能夠完全替代傳統的遮陽裝置，通過幕墻遮陽上的光線反射裝置將室外的太陽光反射至室內吊頂板上，然后通過吊頂板再反射至工作區及生活區，為人們的日常工作、生活提供照明。相較于傳統模式下通過“光柱”形式直接進入室內的太陽光，該光照條件的柔和性和均勻性更好，能夠有效減少直接射入的陽光形成的眩光，使日光在房間內及建筑物中的分布情況得到明顯改善，能夠深入至各個邊角位置，有助于降低照明費用成本。

2.2安裝避雷件、防火保溫層

在對避雷件進行安裝的過程當中，施工建筑人員需要注意幾個關鍵點。首先主體結構中所存在的避雷系統與預埋件一樣要做好連接，在幕墻的立面位置需要設置均壓環樓層的立柱，并且連接過程當中的電阻需要小于4ω。安裝保溫防火層的操作過程中，要注意一個關鍵點：材料在選用的時候需要使用到防火巖棉以及防火襯板，整個主體結構和縫隙中要填滿能夠防火的材料，保證沒有任何的孔隙，與此同時還需要對材料包扎鋁箔，這樣才可以使保溫層和材料不會有受潮的影響。

2.3光電幕墻技術

光電幕墻可以同時保證美觀性、隔熱、發電、隔聲等多種功效，既能夠滿足人們對幕墻的使用需求，又具有智能性。結合光電幕墻技術的應用經驗，可以將其作為太陽能光電池技術。建筑幕墻設計階段，尤其是光電幕墻的設計，要加強抗震性、抗壓性、抗風性，以保證建筑幕墻及建筑物安全。另外，設計階段針對幕墻外觀的美觀性、水密性、氣密性、隔聲性與保溫性等，也要結合實際設計要求予以強化。幕墻龍骨內有大量空腔，將墻面、幕墻設計與太陽能光電技術充分融合，有利于組建功能型幕墻。

2.4采光與保溫系統的合理設計

建筑幕墻不但要保證其室內照明效果，還要保證建筑師的立面效果。建筑過程中絕大部分建筑都需要使用玻璃，與層間非透明玻璃相比，透明玻璃的保溫性不佳。因此，空調消耗及相關采暖設施的投入和透明玻璃面積為正相關關系。然而金屬、石材、GRC等非透明幕墻，又無法滿足視覺通透、天然照明等功能需求。所以，在幕墻設計階段，需要保證照明及保溫的一致性，選擇合理的材料組合，對窗面與墻面的比值進行合理調整，以保證建筑物的整體傳熱系數最優。

2.5新型節能遮陽構件安裝工藝

完成對建筑玻璃幕墻綠色節能材料的選擇后，針對部分面積相對較大的玻璃幕墻，還需要對其自動調節設施進行設計，針對遮陽調節的自動化控制，在設計時，需引入新型節能遮陽構件，并對遮陽構件的安裝工藝進行優化創新。可以用作建筑玻璃幕墻的遮陽構件材料種類豐富，考慮到各個材料的物理特性、力學特征以及熱工性能，選用高性能隔熱和熱反射玻璃材料制備的玻璃遮陽板作為玻璃幕墻遮陽構件，并在后續完成安裝后引入光電和光熱轉換技術。針對建筑自然通風問題，可利用雙層玻璃幕墻結構解決遮陽和通風的問題。同時在遮陽構件當中引入電機帶動齒輪機構和傳動桿機構，使遮陽板能夠跟隨太陽光的角度完成自動轉動，從而調節進入到室內的陽光，維持室內始終保持良好的光照條件和溫度條件。除了選用實體鋁型材以外，還可采用穿孔鋁板和反射玻璃材料作為遮陽構件。根據不同建筑物的性質和設計風格以及不同地區的日照規律對遮陽設施進行科學選擇。在對遮陽構件安裝時，可引入簾幕結構，在不需要遮陽構件時可將其完全隱藏在玻璃幕墻的卷簾框架當中，通過卷簾框架又能夠很好地修飾玻璃幕墻。利用遮陽構件具有的自動平衡功能，還能實現玻璃幕墻的大面積整齊聯動效果。

結語

綜上所述，隨著科技的飛速發展，幕墻節能材料及系統逐漸趨于完善，玻璃幕墻的節能效果得到了顯著提升。為了實現未來建筑行業向著“更節能”的方向發展，本文對現如今建筑市場內應用最為廣泛的玻璃幕墻設計展開研究，對現有的建筑玻璃幕墻進行綠色節能設計，希望通過本文的討論，可以為今后的建筑行業綠色發展提供借鑒，我會在今后的研究中不斷完善節能方面的知識，也希望行業內與相關領域研究學者，對我的研究給予批評和指導。

參考文獻

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