綠色節(jié)能技術(shù)在大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

羅國(guó)興

（中建七局建筑裝飾工程有限公司，河南 鄭州 450000）

綠色節(jié)能技術(shù)在大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

羅國(guó)興

（中建七局建筑裝飾工程有限公司，河南 鄭州 450000）

一般大型的公共建筑玻璃幕墻普遍存在很多的問(wèn)題，如保溫性能都比較的差、耗費(fèi)的能源也較多、通風(fēng)效果也不好、光污染比較嚴(yán)重等，為了緩解這些問(wèn)題就必須對(duì)這些大型公共建筑玻璃幕墻進(jìn)行節(jié)能改造。筆者結(jié)合自己多年的對(duì)玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和分析，希望能夠?yàn)榻窈蟮牟Ａ粔?jié)能設(shè)計(jì)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

綠色節(jié)能技術(shù)；大型公共建筑；玻璃幕墻設(shè)計(jì)

玻璃幕墻打破了傳統(tǒng)的墻與玻璃的界限，它不僅僅對(duì)現(xiàn)代的大型公共建筑設(shè)計(jì)的理念進(jìn)行了改造，同時(shí)也在一定程度上展現(xiàn)了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的新發(fā)展。但是玻璃幕墻的氣密性和保溫隔熱性能不夠從而提高空調(diào)和暖氣的能耗量，這個(gè)問(wèn)題現(xiàn)階段在大型公共建設(shè)中引起了人們的高度重視。我國(guó)在幕墻設(shè)計(jì)和使用的時(shí)間還比較短，現(xiàn)階段我國(guó)提高玻璃幕墻綠色節(jié)能技術(shù)的主要措施還處于消極設(shè)防的階段，一般采用的都是鍍膜玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃及隔熱斷橋鋁型材來(lái)降低傳輸?shù)臒崃肯禂?shù)，消除結(jié)構(gòu)體系的熱量傳輸途徑，降低空氣滲透熱損失，建設(shè)開(kāi)啟窗扇的面積、提高密封度等。在大多數(shù)的公共建筑中采用的都是單層的鍍膜玻璃、熱反射玻璃來(lái)達(dá)到保溫的最佳效果的，在冬季比較寒冷的北方地區(qū)一般對(duì)大學(xué)公共建筑的隔熱要求較高，通常使用的是中空玻璃和隔熱斷橋鋁來(lái)進(jìn)行隔熱，從而降低暖氣的耗能，達(dá)到節(jié)能的效果。我國(guó)對(duì)雙重玻璃幕墻和智能玻璃幕墻等現(xiàn)代先進(jìn)的幕墻技術(shù)的應(yīng)用還比較的落后。如何提高幕墻在大型公共建筑中的綠色節(jié)能作用是當(dāng)前研究的一個(gè)重要課題。

1 雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用及關(guān)鍵設(shè)計(jì)

雙層玻璃幕墻又內(nèi)、外兩層玻璃幕墻組成，外層的玻璃幕墻一般都是采用隱框、明框或點(diǎn)式玻璃幕墻，而內(nèi)層的玻璃幕墻一般都是采用明框幕墻或鋁合金門窗。內(nèi)、外兩層玻璃幕墻兩種之間形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間——通風(fēng)間層，空氣從外層的幕墻下部的通風(fēng)口進(jìn)入，然后從上面的排風(fēng)口排出，形成熱量緩沖層，從而對(duì)室內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在我國(guó)比較寒冷的北方地區(qū)，一般都是對(duì)大型公共建筑中的玻璃幕墻進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中內(nèi)、外循環(huán)玻璃幕墻都可以采用，應(yīng)用與冷、熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)慕ㄖ小Ｔ诖笮凸步ㄖ泻侠淼膽?yīng)用雙層玻璃幕墻時(shí)，和一般的建筑耗能相比，能夠達(dá)到50%左右的綠色節(jié)能作用。

1.1 雙重玻璃幕墻系統(tǒng)的合理應(yīng)用

1.1.1 封閉式的內(nèi)循環(huán)雙重玻璃幕墻系統(tǒng)

這種幕墻一般都是在冬季較為寒冷的北方地區(qū)使用，外層的玻璃幕墻呈完全封閉式狀態(tài)的，一般都是由斷熱型材料和中空鋼化玻璃組成，而內(nèi)層一般都是由單片的鋼化玻璃組成或者有可開(kāi)啟的窗戶。一般情況下這種玻璃幕墻的通風(fēng)間層厚度在120～200mm之間，通風(fēng)間層和吊頂部位的暖通系統(tǒng)排風(fēng)管道相連，從而形成一個(gè)空氣循環(huán)系統(tǒng)。

1.1.2 敞開(kāi)式的外循環(huán)雙層玻璃幕墻

這種幕墻就是我們通常所說(shuō)的呼吸聲雙層玻璃幕墻，這種幕墻的外層采用的是單層玻璃與非斷熱型材，內(nèi)層的幕墻一般采用的是隔熱或者斷熱明的明框幕墻或單元幕墻。在溫度較低的時(shí)候關(guān)閉通風(fēng)層中的進(jìn)排風(fēng)口，換氣層中的空氣在陽(yáng)光的照射下溫度升高，從而提高室內(nèi)的整體溫度，減少采暖能耗。在溫度較高的時(shí)候又可以打開(kāi)換氣層的風(fēng)口，利用煙囪效應(yīng)將通風(fēng)層的容量都排放出去，從而降低室內(nèi)的溫度，減少空調(diào)的使用時(shí)間，降低空調(diào)的能耗。另外，通過(guò)對(duì)進(jìn)排放口的控制以及對(duì)內(nèi)層幕墻結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，還可以達(dá)到良好的通風(fēng)效果，提高室內(nèi)的空氣質(zhì)量。從上面分析可以看出敞開(kāi)式的外循環(huán)系統(tǒng)不僅僅具有封閉式內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)在遮陽(yáng)隔音等方面的優(yōu)勢(shì)，還具有其自身的特點(diǎn)，達(dá)到的最佳的通風(fēng)效果，保證了大型公共建筑的舒適度，最大限度的滿足了使用者的生理和心理上的要求。

1.1.3 呼吸式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用

多層次雙層玻璃幕墻的通風(fēng)間層在水平方向上和多個(gè)方面是相連接的，在豎直方向上可以對(duì)多個(gè)樓層進(jìn)行覆蓋，有的時(shí)候多層次雙層玻璃幕墻間的通風(fēng)間層沒(méi)有水平隔也沒(méi)有豎向分割，僅僅是通過(guò)外層的幕墻在底層和頂層的通風(fēng)口形成通風(fēng)。在寒冷的冬季，將外層的通風(fēng)口關(guān)閉，通過(guò)通風(fēng)間層形成溫室效應(yīng)來(lái)保證室內(nèi)的溫度，從而減少對(duì)暖氣的使用，達(dá)到節(jié)能的作用；到了夏季，將外層的通風(fēng)口打開(kāi)，利用煙窗效應(yīng)形成自然的通風(fēng)。這種呼吸式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)由于外層玻璃幕墻的開(kāi)口較少，能夠達(dá)到很好的隔音效果，所以適合在外部噪音比較大的大型公共建筑中。

1.2 雙重玻璃幕墻系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)

在適合使用雙重玻璃幕墻的氣候條件和建筑類型的條件下，首先，要分清楚的了解內(nèi)外循環(huán)體系對(duì)建筑物內(nèi)外玻璃的不同性能要求。一般情況下外循環(huán)玻璃幕墻的內(nèi)層玻璃墻一般都是需要采用保溫性能比較好的玻璃幕墻材料，主要的作用就是達(dá)到冬季保溫、夏季隔熱的效果。而外層幕墻常常采用的是單層的玻璃幕墻，重要的作用就是防護(hù)，保護(hù)玻璃夾層內(nèi)的遮陽(yáng)裝置不受到外來(lái)因素的影響和破壞，同時(shí)設(shè)置在外層立面的開(kāi)口還能夠起到調(diào)節(jié)夾層通風(fēng)的作用；和外循環(huán)體系相比內(nèi)循環(huán)體系用的內(nèi)層幕墻用的都是一些普通的單層玻璃幕墻，外層幕墻主要是選擇性能較好的幕墻即可。其次，合理的設(shè)計(jì)空氣間層的寬度。如果空間層的寬度較小，或采用很多的樓層串聯(lián)通風(fēng)，這都會(huì)使得通風(fēng)效果不明顯，達(dá)不到最終的通風(fēng)效果。對(duì)于那些室內(nèi)發(fā)熱量較大的大型公共建筑如果通風(fēng)沒(méi)有做好，這很不利于溫度高時(shí)散熱，會(huì)延長(zhǎng)空調(diào)開(kāi)放的時(shí)間，增加能耗量。再次，在空氣間層中要適當(dāng)?shù)募尤胝陉?yáng)百葉。如果在空氣間層沒(méi)有加入遮陽(yáng)百葉，這個(gè)時(shí)候整體的遮陽(yáng)效果根本得不到很大的改善，反而會(huì)浪費(fèi)空間。在夾層的中間放置遮陽(yáng)百葉能夠有效的獲得隔熱和通風(fēng)的效果。

2 新型材料在玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 熱反射鍍膜在玻璃幕墻中的應(yīng)用

熱反射鍍膜玻璃是指具有反射太陽(yáng)光的鍍膜玻璃，這種玻璃最大的特點(diǎn)就是利用鍍膜透過(guò)可見(jiàn)光，而后將起發(fā)熱作用的遠(yuǎn)紅外光反射到室內(nèi)，同時(shí)玻璃材料所吸收到的光熱有能夠被鍍膜隔離，將熱量隔離，盡可能的減少太陽(yáng)的熱作用。鍍膜對(duì)陽(yáng)光的輻射率可以達(dá)到20%以上甚至達(dá)到40%，具有很強(qiáng)的遮陰效果，使得室內(nèi)的溫度得到了平衡，同時(shí)能夠減少炫目和色散，調(diào)節(jié)室內(nèi)的光線和舒適度，從而降低室內(nèi)空調(diào)的負(fù)荷，減少設(shè)備的投資成本，最終達(dá)到節(jié)約空調(diào)能耗的目的。

2.2 低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃

低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃可以稱之為保溫鍍膜玻璃，這種材料的優(yōu)點(diǎn)就是可見(jiàn)光的高通透，特別是對(duì)紅外線的反射率極高，可以保持80%以上的可見(jiàn)光進(jìn)入到室內(nèi)，同時(shí)又能夠?qū)?0%以上的室內(nèi)物體所輻射的長(zhǎng)波長(zhǎng)時(shí)間的保留下來(lái)，使得室內(nèi)的通透性變強(qiáng)。在大學(xué)公共建筑玻璃幕墻的設(shè)計(jì)中采用低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃大大的降低了能耗的利用率，在寒冷的冬天這種材料能夠有根據(jù)實(shí)際的溫度有選擇性的傳輸太陽(yáng)能量，同時(shí)將大部分的熱能保存在室內(nèi)，在采暖的建筑中起到了很好的保溫和節(jié)能的作用。這種材質(zhì)一般都應(yīng)用在中空玻璃的制造中，不會(huì)單片的使用。一般的中空玻璃采用的材質(zhì)傳熱系數(shù)都比較的低，多功能鍍膜玻璃在建設(shè)熱量上有很大的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

玻璃幕墻是現(xiàn)代大型公共建筑的一種時(shí)尚，玻璃幕墻包括窗戶的能耗可以占到建筑總額的一半以上，要想達(dá)到低耗能的作用，采用高效節(jié)能的玻璃幕墻是一個(gè)重要的方面。在建筑設(shè)計(jì)中對(duì)玻璃幕墻進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并且選擇適合的玻璃材質(zhì)，采用合理的構(gòu)造，這樣就可以達(dá)到節(jié)能的效果。雙重玻璃幕墻的節(jié)能性能較好并且環(huán)保，適合應(yīng)用在冷、熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)拇髮W(xué)公共建筑上。雙重玻璃幕墻和其他同類型的建筑耗能相比較，節(jié)能效果很明顯。

[1]劉偉杰.玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)[J].門窗，2009.

[2]陳海輝.一種新型幕墻的節(jié)能原理及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)[J].重慶建筑大學(xué)報(bào)，2005.

TU201

A

1671-3362（2013）07-0050-01