高層建筑幕墻工程中節能技術的應用

宋家

摘要：節能是擺在世界經濟發展面前的重要問題，如何更好地利用資源、節約資源、保護環境也是建筑設計人員需要考慮的地方。幕墻作為一項新技術，其節能效果離不開設計人員的幕墻設計。科學的測量標準，完善的評估手段、新型的節能技術和方，促使著幕墻功能不斷完善。

關鍵詞：節能技術 高層建筑 幕墻

隨著新世紀的到來，幕墻的發展應以人為本，人們在工作條件舒適方面的要求變得越來越重要。在采光要求上，計算機的應用提出了怎樣在保證自然光照的條件下避免陽光直接進入室內的問題。在采暖方面，封閉的、全空調的辦公室條件越來越多的受到使用者的批評。無論從心理學，還是從不同使用者特殊要求的角度，自然通風的可能性及對自然開放式的條件，已為人們所普遍歡迎。另外，隨著環境意識的不斷加強，光污染和節能的重要已成為人們廣泛的共識，建筑師在建筑美學、建筑物理、辦公室條件、環境保護及運行成本方面的問題，成為現代幕墻設計的新課題，也是在一定程度上成為衡量建筑業水平的一個視窗。

1.幕墻節能工程的技術要點

為了保證幕墻的氣密性符合設計規定的等級要求，幕墻的密封條是確保密封性能的關鍵材料。密封條的品種、規格很多，應進行認真比較選擇。應選用與開啟扇尺寸相匹配的五金件，并應按現行玻璃幕墻技術規范要求，開啟角度不宜大于300，開啟距離不宜大于300mm。這不僅對幕墻氣密性能有利，還能防止人員和開啟扇墜落。幕墻節能工程使用保溫材料的安裝應注意三點：一是保證保溫材料的厚度不小于設計值；二是要保證安裝牢固。對于非透明幕墻來說，保溫材料的安裝質量直接影響到節能效果，如果保溫材料的厚度不夠或安裝不牢，有可能達不到設計要求的傳熱系數指標限值，而不能通過驗收；三是保溫材料在安裝過程中采取防潮、防水措施。檢查保溫材料的厚度，可以采取針插法或剖開法；保溫材料安裝的牢固程度，一般可用手扳檢查。由于對陽光的遮擋是按照太陽的高度和方位角來設計的，所以應嚴格按照設計位置安裝。遮陽設施大多突出建筑，應具有一定的抗風能力，所以規范要求對其安裝的牢固程度，應全數檢查。幕墻的隔氣層是為了避免非透明幕墻部位內部結露而使保溫材料發生性狀改變。因為冬季比較容易結露，所以一般隔氣層應設置在保溫材料靠近室內一側。非透明幕墻還有許多需要穿透隔氣層的部件（如連接件等）。對這些穿透隔氣層的節點，應采取密封措施，以保證隔氣層的完整。

2.單層玻璃幕墻的節能技術

2.1選擇合理的玻璃幕墻材料

由于玻璃表面換熱性強，熱透射率高所產生的室內溫度過高，除了減少玻璃幕墻的使用面積外，還可以選擇合理的玻璃幕墻材料。太陽輻射的特點是：可見光波長短，熱量小；紅外線波長長，熱量大。所以玻璃材料應盡量讓短波可見光透射而讓長波輻射熱反射出去，這樣在減少夏季空調負荷的同時又不至于降低采光效率。如采用鍍膜玻璃、LOW—E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃等玻璃處理技術以減少太陽透過玻璃的直接輻射。其中kw—E玻璃，可直接反射遠紅外熱輻射（反射率可達80%-95%），阻擋玻璃吸熱升溫后以輻射形式從膜面向外散熱；也可獲得最高80%以上的可見光透過率，同普通玻璃差不多。

2.2玻璃幕墻的遮陽節能技術

玻璃幕墻可以通過選擇合理的玻璃材質來影響太陽光的輻射，但是裝設遮陽板、遮陽百葉等外遮陽遠比改變玻璃材質的效果大。在玻璃幕墻上設置遮陽系統。可以最大限度減少陽光的直接照射，從而避免室內過熱。是炎熱地區建筑防熱的主要措施之一。遮陽具有防止太陽輻射、避免產生眩光、改善室內環境氣候等功能，同時也對室內的采光、通風帶來不同層次的影響。但是，如果在玻璃幕墻外做遮陽，則改變了設計的初衷。使建筑失去了光潔的立面效果，而且室外的遮陽構件長期風吹雨打易損壞，保養和維護十分困難：因此大多數傳統玻璃幕墻不得不采用室內遮陽。目前室內遮陽使用最普遍的就是窗簾，而遮陽效果如何取決于窗簾朝陽面材料的性質。對于一般的布料而言，熱量的吸收反而使室內溫度上升，從而增加了夏季空調的能耗，因此，采用新型材料就顯的尤為重要。新型的納米材料不僅對紫外線輻射具有很強的反射作用，而且還有特殊的選擇和吸收性能，可將紫外線能量轉換成熱能或其他無害低能形式予以釋放或消耗。

3.雙層玻璃幕墻的節能技術

3.1雙層玻璃幕墻節能原理

雙層玻璃幕墻在夏季利用“煙囪效應”，通過自然通風換氣，降低室內溫度：在冬季能產生溫室效應，提高保溫效果，降低取暖能耗。雙層玻璃幕墻在夏季的陽光照射下，幕墻通道中的空氣被加熱，使空氣自下而上地流動，從而帶走通道中的熱空氣。達到降低房間溫度的作用。同時，可以放下半透明卷簾，通過卷簾反射后除去大部分太陽輻射，降低房間溫度，減少降溫負荷，起到節約能源的目的。在冬季。雙層玻璃幕墻可關閉外層幕墻的通風口，這樣幕墻內部的空氣在陽光照射下溫度升高，減少室內和室外的溫度差。也減少了室內溫度向外界傳遞，起到房間保溫功效，降低房間取暖費用。

3.2在雙層玻璃幕墻間充不同的氣體

在雙層玻璃窗中充空氣和氬氣，節能效果可大大提高。可采用潔凈空氣雙層玻璃窗、潔凈氧氣雙層玻璃窗、潔凈高得熱系數的空氣雙層low-E（e2=0.1）玻璃窗、潔凈高得熱系數的氬氣雙層low-E（e2=O.1）、潔凈低得熱系數的空氣雙層low-E（e2=O.04）、潔凈低得熱系數的氬氣雙層low-E（e2=O.04）等技術。對青銅色空氣雙層玻璃窗、青銅色氬氣雙層玻璃窗進行的比較研究表明：在采暖季節。為了降低采暖能耗。應盡可能選用導熱系數小的填充介質或low—E的放射系數低的邊框：在制冷季節窗戶系統的導熱系數是主要影響因素：在過渡季節。應首選具有low-E、且放射系數低的窗戶系統。

4.結束語：隨著玻璃幕墻在越來越多的建筑上所采用，其規模和總量也越來越大，作為外圍護結構的玻璃幕墻，其本身的隔熱保溫性能對建筑物的能耗影響頗為顯著。節能技術在幕墻的應用向多維度方向發展。除了基本幕墻材料的保溫隔熱性能的不斷提高和發展，在幕墻的構造體系如向帶有復合功能的雙層構造體系維度發展，在滿足功能性的拓展基礎上，節能性能同步提高。另外，與幕墻系統整合的遮陽系統、電動開啟通風及智能控制系統的加入，使得幕墻節能技術向著科技使人舒適的目標縱深發展。