公共建筑外窗幕墻的節能設計探討

曹春艷

摘要：現代發展中，從建筑門窗和外墻等方面進行節能設計，可以有效提高能源、資源有效利用率，從而提高建筑節能設計水平。本文就公共建筑窗墻比的節能設計、公共建筑外窗氣密性的節能設計、公共建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節能設計和公共建筑雙層換氣幕墻的節能設計四個方面，對公共建筑外窗幕墻的節能設計進行全面分析，以促進公共建筑整體性能不斷提高。

關鍵詞：公共建筑；外窗；幕墻；節能設計

隨著經濟不斷發展，環保和節能成為促進經濟不斷發展的重要戰略，受到社會各界人士的關注。公共建筑外窗幕墻節能設計的提出，很好的滿足了社會發展給公共建筑設計提出的要求，從而成為公共建筑節能設計水平不斷提高的重要途徑。

一、公共建筑窗墻比的節能設計

一般室外的光照、窗戶導熱和空氣流通等通過窗戶進入室內，因此，窗戶的尺寸會直接影響上述情況的效果。在公共建筑外窗幕墻的節能設計中，窗墻比的設計必須從采光率和保溫節能方面進行考慮，保證公共建筑室內的保溫隔熱效果。在實際的節能設計過程中，首先，要測定公共建筑附近的風向，通過模擬風環境的方式，推斷公共建筑室外的風向情況；然后，根據上述相關數據和推斷結果，確定窗戶的尺寸，并根據實際情況，保證室內的照明度和亮度；最后，對窗墻比的設計結果進行審核，以保證公共建筑窗墻比的節能設計滿足實際要求。

二、公共建筑外窗氣密性的節能設計

在公共建筑中，門窗的主要功能包括通風、換氣、防盜等，在溫度較低的區域，室內室外的溫差非常大，在室外起風的情況下造成極大的壓力差，使冷空氣從門縫和外窗縫進入室內，從而形成室溫劇烈波動現象，致使室內的溫度迅速下降。與此同時，溫度較高的區域，人們一般采用空調降溫的方式來驅趕炎熱，在空氣不斷流動的過程中，熱風會從門縫、外窗縫等地方進入室內，使空調的制冷效果變差，從而增加耗電量。因此，公共建筑外窗幕墻的節能設計中，外窗的氣密性在室內外溫差較大情況下發揮著重要制衡作用。

目前，公共建筑外窗氣密性的節能設計主要有兩個方面：一是，采用固定窗型進行節能設計，另一個是，選用密封性較好的材料進行節能設計。一般公共建筑中，外窗的設計采用的是平開窗、推拉窗和固定窗三種，根據具體情況選擇合適的窗型。其中，平開窗的窗扇和窗框之間會采用橡膠密封壓條，在窗戶關閉的情況下，室外的氣流很難進入到室內，但在窗扇和窗框聯接的位置、窗框與墻體聯接的位置，氣流還是可以進入室內；推拉窗通過來回滑動窗框，會產生很大的氣流空間，使空氣形成明顯的氣流，從而造成室內熱量大部分外泄；固定窗的玻璃是直接安裝在門框中的，并且窗框鑲嵌在墻體內部的，窗框和玻璃都使用了膠條或密封膠進行密封，因此，室外空氣很難進入室內，從而發揮著很好的氣密性效果，可以有效達到節約熱能和電能的目的。在密封材料的選擇上，雙層玻璃周邊適用密封膠進行密封，可以很好的發揮隔熱、隔音、降能和防露等作用。與此同時，適用聚氨酯發泡體對門窗的邊框處進行填充，也可以大大提高公共建筑的隔熱性能和保溫性能。另外，適用密封毛條對窗框和窗扇進行密封處理，通過硅化處理后，毛條的外觀可以變得很平整，在使用過程中可以大大提高窗戶的防塵、隔音、防凍、密封和保暖等性能。

三、公共建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節能設計

在公共建筑外窗幕墻的節能設計中，注重外窗和幕墻的整體及隔熱效果、不斷提高維護結構的隔熱保溫性能，是實現建筑節能最有效的方法。一般情況下，公共建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節能設計主要有如下三個方面：

（一）使用新型環保節能外窗

目前使用最多的新型環保節能外窗是動態式外窗，通過在外墻窗戶洞口安裝內外兩層窗戶的方式，可以使內層和外層窗戶的距離保持在1厘米左右，從而達到隔熱保溫、隔音等效果。在溫度較高的時候，可以使用保溫窗簾，穩定較低的時候，可以使用隔熱窗簾，通過外層窗具備保暖性能，及時吸收太陽光在冬天進行取暖，可以有效降低電能耗量，從而減少公共建筑的采暖費用。

（二）適當降低外窗傳熱系數

在公共建筑外墻幕墻的節能設計中，使用較高性能的節能門窗，是住宅建筑節能設計中的第一個要求，同時提高維護結構的傳熱系數，可以更好的起到隔熱保溫效果。近年來，PVC型的門窗材料，可以很好的降低外窗的傳熱系數，安裝非常方便和快捷，在公共建筑節能設計中得到了廣泛應用，使外窗的抗腐蝕性和抗老化性得到大大提高。另外，在外窗設置一定的遮陽裝置，可以有效減少輻射量，使冷靜期和外部熱量被阻絕在外，從而減少電能耗量，起到很好的保溫隔熱效果。

（三）玻璃幕墻盡量避開正南和正北方向

在公共建筑外窗幕墻的節能設計中，對玻璃幕墻的朝向進行合理確定，也是一種重要的設計方法。通過盡量避開正南方向和正北方向，玻璃幕墻的隔熱保溫性能可以得到大提高。另外，注重自然能源的有效利用，也可以達到節能目的，如使用太陽能加熱水，可以有效減少電能的耗量。

四、公共建筑雙層換氣幕墻的節能設計

在很多大型的寫字樓中，玻璃幕墻是主要的建筑材料，不能很好的進行通風換氣，使得空調的耗能量不斷增加。在公共建筑外窗幕墻的節能設計中，雙層換氣幕墻是現代發展中的新型環保節能幕墻，在對光環境、風環境和熱工環境等進行全面考慮后，需要根據相關設計標準進行設計，可以使整體的保溫、隔熱、通風和遮陽等功能得到提高，對于保證公共建筑的外觀美觀度起到重要作用。一般情況下，雙層換氣幕墻主要包括內外兩道幕墻，內幕墻的設計一般采用全封閉模式，在室內吊頂內暖通系統的抽風管和熱通道是相通的，同時內幕墻中設置有通風口，可以使室內的空氣順暢的進入熱通道，在空氣流動循環作用下，確保內幕墻和外幕墻的溫度基本一致，以達到保溫隔熱的整體效果。在外幕墻中設置有進風和排風裝置，同時與熱通道相連接，當溫度過高時，可以打開熱通道上部和下部的進風和排風裝置，使熱量被帶走；當溫度較低時，陽光輻射產生的熱量，可以使內幕墻的溫度逐漸升高，從而起到保暖的效果，達到減少電能耗量的目的。

本人設計的常熟市服裝城文化廣場服裝展示中心幕墻工程，就是采用的雙層玻璃幕墻，通過熱對流調整室內溫度，改善室內環境。外層幕墻為夾具式玻璃幕墻，采用15mm鋼化玻璃；內側幕墻玻璃采用6Low-E+12A+6mm中空鋼化玻璃，型材采用鋁合金斷橋隔熱型材。內外兩層幕墻之間熱通道的距離為500mm。根據使用后觀測，節能效果非常明顯。根據有關資料表明：雙層幕墻與傳統的單層玻璃幕墻的能源消耗相比，采暖時可節約能源42%～52%，制冷時可節約能源38%～60%。由此可見，雙層幕墻具有非常優異的節能性能。

結束語

綜上所述，在高科技技術不斷發展的現代社會，城市建設規模不斷增大，公共建筑外窗幕墻節能設計策略的提出和實施，是社會不斷發展的必須趨勢，可以有效減少能源、資源消耗量，使公共建筑的整體保溫隔熱性能得到提高，對于促進我國經濟可持續發展發揮著重要作用。

參考文獻：

[1]徐浩，何磊磊.建筑外圍護結構綜合節能技術[J].門窗，2010，（12）：27-29.

[2]余元波，譚洪衛，莊智等.新型建筑光伏幕墻和外窗自然通風設計[J].建筑節能，2014，（10）：28-31.

[3]焦安娟.探討建筑玻璃幕墻和窗的節能設計[J].科學與財富，2014，（7）：347-347.