淺議建筑幕墻施工中的綠色低碳技術

劉田

深圳地鐵置業集團有限公司 廣東 深圳 518000

引言

據不完全統計顯示，在所有的社會能耗中，建筑能耗占比高達1/3，這也就意味著，建筑工程在施工建設過程中能源損耗是不容忽略的，尤其在全面發展綠色低碳技術應用的過程中，建筑工程必然首當其沖，現行規范已將建筑碳排放計算作為強制要求，做好自身綠色低碳技術的探究與應用勢在必行。而且近年來建筑工程建設需求更是與日俱增，建筑能耗也在不斷上漲，面對建設超低能耗、近零能耗建筑的發展需求，建筑物的綠色節能問題成為重點研究對象。尤其其中的門窗和幕墻施工部分，則是綠色低碳技術應用的最佳場景之一。

1 建筑幕墻分類與對比

所謂建筑幕墻，主要是指建筑物中不承受荷載的外圍護部分，尤其在現代建筑物中，幕墻發揮外部裝飾功能，其能源損耗甚至達到了整個建筑能源需求的20%～50%。就當下建筑物的幕墻主要由支撐結構與面板組成，幕墻往往可以發揮一定的裝飾作用，并且具有一定的位移能力。隨著科學技術的不斷發展，建筑物的幕墻逐漸由笨重型走向輕型，整體品種也呈現出豐富多彩的類別，使得建筑物更是在外表上形成了多元的態勢。如常見的石材，陶板，發電玻璃，無機玻璃，金屬板等等，建筑幕墻可選用的板材超過60種，具有極高的安全性能及防水性能[1]。

目前，常見的建筑幕墻主要分有6個類別，分別為構件式建筑幕墻，單元式建筑幕墻，全玻璃幕墻，智能型呼吸式幕墻，光伏幕墻等等。每一種建筑幕墻都有其獨特的應用價值，但均能不同程度實現綠色節能效果，保證整個幕墻的維護性。近年來多種多樣的綠色節能幕墻逐漸在我國建筑工程中得到廣泛應用，并且備受青睞，這種高層建筑常用的輕質墻體，已經成為建筑工程綠色節能的重要方向。綠色低碳的建筑幕墻具有諸多優勢，是傳統幕墻所無法比擬的。首先，傳統幕墻在建設過程中，實際上是與外界環境相割裂的，沒有將二者進行有機融合，更重要的是傳統幕墻沒有將自然通風引入其中。而這種新型幕墻則有所不同，借助于自然生態環境融合的理念，能夠逐漸減少能源的損耗并形成有機整體。其次，相較于傳統幕墻而言，綠色節能幕墻自然能夠實現資源的更優化設計，減少能源損耗以達到綠色節能的目標。

2 建筑幕墻施工中綠色低碳技術的重要價值

隨著我國建筑產業的快速發展，建筑工程數量與日俱增，這也就意味著建筑工程將會消耗大量的能源物質。產業想要實現可持續發展，就必須要逐步將綠色低碳理念貫徹其中，尋求可替代的能源損耗，最大限度促進建筑行業，朝向健康綠色方向發展。而綠色低碳技術則是促進建筑產業實現綠色建設的關鍵所在，選擇綠色低碳技術，讓建筑施工實現能源損耗的最低化，便成為當下建筑產業朝陽發展的重點。而建筑幕墻作為建筑物外層的重要裝飾層，占據了極大的能源損耗比例，想要減少建筑能耗就必須做好幕墻的優化與改進，將綠色低碳技術應用于建筑幕墻的施工，必然可有效降低建筑工程的能源問題。此外，在我國城市化發展速度加快的背景下，公共建筑建設需求必然日漸增長，能源損耗也將成為極大的問題。而借助綠色低碳技術，將有效降低城市化發展過程中建筑行業的損耗問題，切實推動我國公共建筑行業的全面發展，進一步獲得能源支撐，實現可持續前行[2]。

3 建筑幕墻施工中綠色低碳技術

3.1 光伏幕墻技術

光伏幕墻是建筑幕墻中綠色低碳技術的一種典型應用，顧名思義，光伏幕墻則主要是借助太陽能能源物質來實現能耗降低的目標，利用太陽能可再生能源，進行電能的轉化，同時滿足建筑物的保溫隔熱、隔音效果以及外部裝飾效果等，如圖1所示。光伏幕墻技術的運用是推動現代建筑實現電氣化、智能化的關鍵之一，也是諸多建筑幕墻建設的最佳選擇，根據市場需求預計至2025年，國內市場光伏幕墻市場達1500億。具體來說，幕墻與光伏發電系統同時設計、同時施工和安裝并完美結合，幕墻、采光頂、雨棚、玻璃欄桿、遮陽板等部位均可實現與光伏的融合。建筑物選用光伏幕墻，往往需要借助光伏發電芯片來實現能源的轉化目標，光伏發電芯片包括單晶硅、多晶硅、碲化鎘、鈣鈦礦、銅銦鎵硒等技術路線，現有薄膜光伏發電玻璃量產轉換效率14%～17%不等，色彩、圖案、透光率均能實現定制，滿足光伏幕墻及建筑效果需求。隨著時間的延續，依靠光伏發電收入，光伏幕墻的成本可進行逐步回收，甚至在建筑全壽命周期內，出現零甚至負數，也就是在掙錢，這也是光伏幕墻經濟性的巨大優勢。

圖1 光伏幕墻

當然光伏幕墻技術在前期設計過程中，便需要進行多方面的考量以保證光伏幕墻設計的有效性以及實施的可行性。如，光伏幕墻在運用過程中還需要考慮到電纜的布置位置，應盡量隱藏電纜，這樣才能保證幕墻整個環境較為整潔美觀，同時也會降低危險事件的發生概率；考慮光伏玻璃板塊的可拆裝設計，方便后期破碎后維保工作；綜合考慮光伏匯流及逆變器等設備的放置，既要實現維修更換方便，不占用過多室內空間，又要確保用電安全。總的說來，光伏幕墻技術綜合了光伏技術及幕墻技術的優勢，是典型的綠色低碳技術應用代表[3]。

3.2 生態幕墻技術

除了光伏幕墻技術以外，建筑幕墻施工還可選用生態幕墻技術，這種施工技術與光伏幕墻技術有一定的區別，根據建筑物的使用功能和使用需求，實現改變建筑生態以及建筑色彩的目的，與建筑生態化的發展息息相關，并且需要建筑專業與幕墻專業加強互動，在前期設計環節結合建筑物的使用功能進行調整，因此將生態幕墻稱之為生態建筑的重要組成部分，可改變建筑物原有的生態性能[4]。一般說來，可以將生態幕墻作為不同生態外圍護結構的組成部分，以達到建筑物能源損耗降低的目的。此外，生態幕墻技術在施工過程中應用到高新技術同時，還能將生物氣候緩沖層作為一項重要成果。與常規綠色低碳技術相比，生態幕墻更注重對生態環境的影響，充分考慮人們對生態環境的諸多需求，利用自然通風天然采光，力求能夠借助這一技術來營造健康舒適的生活環境，工作空間等等。尤其在面對我國自然環境可持續發展的目標之中，生態幕墻技術成了發展的重要趨勢，也將顯著提升建筑產業，綠色節能的社會效益，經濟效益，生態效益，值得施工單位深入探討與應用。

3.3 雙層玻璃幕墻技術

雙層玻璃幕墻技術是又一種高效的綠色低碳技術之一，在建筑幕墻的應用中能夠借助雙層結構，組合而成幕墻，最終實現遮陽，進風，出風等一系列效果。雙層玻璃幕墻與生態幕墻有一定的類似之處，也是現代科學技術的重要產物。而且這種幕墻技術早在一個世紀之前就已經有歐洲國家開始應用，組建該項綠色節能幕墻技術的深厚底蘊。相較于其他技術而言，該項技術能夠進一步加強建筑室內部的通風質量，改善空氣水平，發揮自然風的積極影響，并減少了自身能源損耗問題。此外，幕墻中間還存放著遮陽裝置，這一裝置既可以實現一定的美觀，裝飾效果，還能在發生氣候變化的過程中自身進行調節，結合進出風口的順序來實現自然風的循環，最終還能達到降低建筑內部溫度的目的。另外，雙層玻璃幕墻還是雙層幕墻的積極價值，將太陽輻射和溫度影響而導致的空氣熱量隨空氣流動而排出，有效降低機械用電設備工作量，避免能源損耗。而且雙層節能幕墻還能逐步發揮煙囪效應，將室內污濁的空氣全部排出室外，也能減少室外灰塵的滲入，不僅可以有效發揮節能效應，在綠色低碳方面也尤為突出[5]。

3.4 節能百葉及遮陽技術

建筑幕墻施工建設中節能百葉技術及遮陽技術，也是綠色節能的重要技術類型之一。首先節能百葉技術主要是指在建筑幕墻外部增加百葉，并且借助百葉自身的可調節性來實現室內照明的調節效果，這種技術不僅可以增強建筑物幕墻的美觀度，同時還能在一定程度上削弱太陽光照對室內溫度的影響，從而達到調節室內溫度的目的。其次，遮陽技術則是現代建筑幕墻施工中極其重要的一項技術類型，借助該項技術可以發揮遮陽系統的保溫與隔熱效能，對建筑物整體的能源損耗影響極大。一般說來，建筑幕墻遮陽技術的運用，往往要考慮到具體的材料和結構，選擇合適的建筑幕墻，能最大限度降低太陽光照的影響，同時也能實現調節室內溫度的目的，這便是遮陽技術的重要價值所在。而分析當下我國城市內部的建筑建設情況，用到了非常多的遮陽技術，如垂直式遮陽，水平式遮陽以及擋板遮陽等等。其中窗戶的中空玻璃內置百葉，可以讓建筑實現遮陽、遮光、隱私的精準調節，以及智能化、光感化調節，同時具有隔音、隔熱、保潔免維護的優點。嚴格說來，百葉節能技術也是一種遮陽技術的延伸，無論何種遮陽技術，都必須結合具體的施工建設要求及建設標準合理進行篩選，同時也要考量外部的環境因素，做出最佳選擇。

4 建筑幕墻施工中綠色低碳技術應用要點

在上述幕墻施工技術中，想要最大限度達到綠色節能效果，必須做到節能材料的有效篩選，并優先選擇通過綠色建材產品認證的材料。市場發展多元且動態化，越來越多的新型節能材料出現在人們的視野之中，而施工單位則應從中選取性價比最高的施工材料類型，如常見的隔熱玻璃便是建筑幕墻設計應用中的典型材料，主要以氣凝膠隔熱玻璃為主，內部95%為空氣，這種節能材料能在一定程度上達到隔離熱量的作用，從而實現室內溫度的調節。除此以外，還可以選擇隔熱鋁合金型材料，作為建筑幕墻施工中綠色低碳技術的基本原料，這種節能材料可以實現導體熱傳遞的主角，從而達到調節室內溫度的目標。除了這些典型的節能材料以外，在建筑設計和施工中也在不斷增加多元節能材料供施工單位選擇，如三銀玻璃是節能建設的又一突破點，這種幕墻玻璃，具有較強的美觀效果，而且也能實現這樣目標。最后也要結合建筑功能選擇合適的幕墻型材，無論是明框型材還是全玻璃幕墻等等，均要結合整個建筑工程的建設需求以及當地的環境條件，氣候特點等綜合進行考量，最終選擇合適的幕墻型材。

5 結束語

綜上所述，在我國建筑產業不斷發展的過程中，綠色節能低碳必然是時代發展的趨勢，必須要著重探尋建筑幕墻的綠色施工及應用，提高居住建筑、公共建筑的熱工性能。同時，也要逐步將現代科學技術植入建筑工程之中，以最大限度降低能源損耗，加強建筑工程的美觀效果，推動建筑行業實現更高質量的發展。