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

張強 王沖

摘要：本文通過分析大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計中綠色節(jié)能的重要性，簡單介紹了幾種玻璃幕墻設(shè)計系統(tǒng)與新材料的應(yīng)用，為我國大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：綠色節(jié)能技術(shù)；大型公共建筑；玻璃幕墻設(shè)計.

中圖分類號： S210 文獻標識碼： A

一、大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計中綠色節(jié)能的重要性

隨著我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程加快，持續(xù)增長的能源需求量，對經(jīng)濟社會發(fā)展的壓力越來越大的就是資源與環(huán)境。而節(jié)約能源資源，能源資源的高效利用和循環(huán)利用急需大力促進，要想滿足能源增長，需要開發(fā)利用可再生能源，建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會，促進農(nóng)村經(jīng)濟和社會發(fā)展，有效解決農(nóng)村能源問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

通常情況下，工業(yè)建筑和民用建筑兩大類是建筑依照其使用功能和服務(wù)對象的不同而劃分的。廠房和倉庫是工業(yè)建筑，教育用房、科研用房、文化體育場館、居民住宅、商業(yè)用房、服務(wù)業(yè)用房、辦公用房等多個種類都是民用建筑。住宅除外，公共建筑是其他用于各類公共活動的民用建筑的統(tǒng)稱。由于其室內(nèi)人員、燈光和辦公設(shè)備密度不同規(guī)模的公共建筑，全年的能源消耗總量也不同。根據(jù)建筑節(jié)能的特點，普通公共建筑和大型公共建筑是我國公共建筑的形式。大型公共建筑是指采用集中空調(diào)系統(tǒng)的各類星級酒店、廣播及電視臺、車站機場和體育場館、醫(yī)院門診及住院大樓、博物館、大中型商場、高級寫字樓、政府辦公大樓、影劇院等建筑面積超過2萬平方米的建筑。

根據(jù)建筑物內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)的不同而有所差別的大型公共建筑所消耗的能源，一般以蒸汽、市政熱水、電、天然氣、煤為主。提供舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境滿足人們的生活和工作，需要通過節(jié)能設(shè)備與建筑部件來實現(xiàn)，主要包括空調(diào)系統(tǒng)、照明用電系統(tǒng)、辦公用電設(shè)備、墻體、門窗等部件和電梯。由于大型公共建筑設(shè)備系統(tǒng)復雜、建筑物內(nèi)部環(huán)境、外型多樣等需求高，因此產(chǎn)生了能耗巨大在單位面積中，其單位面積的耗電量是住宅的10-15倍、普通公建的4-6倍，遠大于住宅與普通公建。近年來，我國城市建設(shè)的發(fā)展，經(jīng)濟實力的顯著提高，在我國的建設(shè)量增長迅速的大型公共建筑，所占越來越大的新建建筑總面積比例，其能耗大的問題也越來越突出。普遍較低、能源浪費嚴重、節(jié)能潛力較大是我國大型公共建筑節(jié)能系統(tǒng)現(xiàn)狀。

在大型公共建筑設(shè)計中采用大面積玻璃幕墻的比例很高，但在追求建筑形式的同時，遮陽、隔熱、通風等節(jié)能措施在絕大多數(shù)玻璃幕墻設(shè)計中沒有或只是部分考慮，導致建筑內(nèi)部發(fā)熱量大，無法有效利用室外低溫，造成巨大的能源浪費的空調(diào)制冷機仍連月運轉(zhuǎn)。在普通玻璃幕墻中雖然存在一些問題，但可以通過技術(shù)、材料等手段解決這些問題。在大型公共建筑特別是高樓大廈中玻璃幕墻的應(yīng)用很普遍，除了能夠滿足建筑荷載、強度的要求，另一個重要的原因就是通透性和藝術(shù)性。

二、分析玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用

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

雙層玻璃幕墻有內(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)、外兩層玻璃幕墻之間形成一個相對封閉的空間、通風空間層，空氣從外層的幕墻下部的通風口進入，然后從上面的排風口排出，形成熱量緩沖層，從而對室內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié)。在我國比較寒冷的北方地區(qū)，一般都是對大型公共建筑中的玻璃幕墻進行合理的設(shè)計，在這個過程中內(nèi)、外循環(huán)玻璃幕墻都可以采用，應(yīng)用于冷、熱負荷相當?shù)慕ㄖ?。在大型公共建筑中合理的?yīng)用雙層玻璃幕墻時，和一般的建筑耗能相比，能夠達到50%左右的綠色節(jié)能作用。

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

（三）雙重玻璃幕墻系統(tǒng)合理設(shè)計

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，要分清楚的是內(nèi)外循環(huán)體系對建筑物內(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，保護玻璃夾層內(nèi)的遮陽裝置不受到外來因素的影響和破壞，同時設(shè)置在外層立面的開口還能夠起到調(diào)節(jié)夾層通風的作用，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，這都會使得通風效果不明顯，達不到最終的通風效果。對于那些室內(nèi)發(fā)熱量較大的大型公共建筑如果通風沒有做好，這很不利于溫度高時散熱，會延長空調(diào)開放的時間，增加能耗量。再次，在空氣間層中要適當?shù)募尤胝陉柊偃~。如果在空氣間層沒有加入遮陽百葉，這個時候整體的遮陽效果根本得不到很大的改善，反而會浪費空間。在夾層的中間放置遮陽百葉能夠有效的獲得隔熱和通風的效果。

三、新型材料在玻璃幕墻設(shè)計中的應(yīng)用

（一）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光的鍍膜玻璃，這種玻璃最大的特點就是利用鍍膜透過可見光，而后將起發(fā)熱作用的遠紅外光反射到室內(nèi)，同時玻璃材料所吸收到的光熱又能夠被鍍膜隔離，將熱量隔離，盡可能的減少太陽的熱作用。鍍膜對陽光的輻射率可以達到20%以上甚至達到40%，具有很強的遮陰效果，使得室內(nèi)的溫度得到了平衡，同時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)的負荷，減少設(shè)備的投資成本，最終達到節(jié)約空調(diào)能耗的目的。

（二）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)點就是可見光的高通透，特別是對紅外線的反射率極高，可以保持80%以上的可見光進入到室內(nèi)，同時又能夠?qū)?0%以上的室內(nèi)物體所輻射的長波長時間的保留下來，使得室內(nèi)的通透性變強。在大型公共建筑玻璃幕墻的設(shè)計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又能夠根據(jù)實際的溫度有選擇性的傳輸太陽能量，同時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。

總之，和諧發(fā)展，人工環(huán)境需和自然環(huán)境統(tǒng)一，中國重視功能和造價的玻璃幕墻局勢，急需轉(zhuǎn)換為重視高效功能和節(jié)能環(huán)保的理念，讓人們的生活和工作變得更美。本文就最有發(fā)展力度和實用價值的玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)做了總結(jié)和分析，以供相關(guān)設(shè)計人員借鑒和參考。

參考文獻

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