綠色節能技術在建筑門窗幕墻設計中的應用分析

李公平

摘 要：對未來門窗幕墻的發展方向，綠色節能是企業家們所提出的關鍵詞之一。隨著綠色、節能、環保等的發展，如何運用好綠色節能技術就得到了建筑行業的關注。文章主要闡述了建筑門窗幕墻設計當中所遇到的困惑，同時根據其存在的問題，分析了綠色節能技術在門窗幕墻設計過程中的應用。

關鍵詞：門窗幕墻的設計；綠色節能技術；建筑；運用

1 建筑節能綠色門窗及建筑幕墻

1.1 建筑綠色環保型門窗

建筑綠色環保型門窗的含義是：指符合建筑物地區內建筑節能設計規范標準范疇內的門窗產品，它的確定及判斷不單是借助它的加工材料類型進行判斷，最關鍵的是通過它的節能效果及技術性能所決定。我國對于建筑門窗綠色節能使用性能的控制指標主要包含：門窗空氣的滲透系數及門窗傳熱系數的K值兩個方面。一般情況下，這兩個層面技術指標的要求合格了之后才能把它稱為節能型門窗。

1.2 建筑幕墻

從20世紀80年代建筑幕墻在我國出現之后，在發展的近三十年來得到了人們的青睞，無論是東部沿海地區的大城市，還是在西部的偏遠山村小鎮，都具備玻璃幕墻的建筑物。尤其是那些繁華城市中的超高層建筑物，玻璃幕墻占有極大的優勢。不管是北京國貿大廈、上海金貿大廈，還是在北京首都機場的T3航站樓及深圳的王大廈，看見的基本都是玻璃幕墻的建筑物。

2 建筑行業門窗幕墻的設計過程中存在的問題分析

國家頒發并實施綠色節能的條例后，建筑行業中的綠色節能門窗幕墻取得了迅速的發展。目前，中國門窗幕墻的生產加工及使用已經位于世界前列。但隨著門窗幕墻綠色節能技術的不斷提升，進步過程中所存在的技術性問題也愈來愈突出。

首先，雖然我國已是世界上生產加工及使用門窗幕墻居于前列的國家，但比較缺乏節能理念的知識，很多建筑行業對節能型的門窗幕墻認識不到位。由于建筑部門對門窗幕墻中綠色節能技術的應用缺乏了解，以至于幕墻的設計所歸屬部門不清晰。我國的節能型門窗幕墻有的是通過建筑部門進行設計，有的是門窗幕墻企業所設計的，因此模糊了綠色環保型的門窗幕墻的設計定義，追求標準也不同，沒有確切的權限歸屬。其次，建筑幕墻設計過多地依賴于建筑施工，阻礙了門窗設計的發展。在市場的競爭中，門窗幕墻設計通常價格低廉、美觀且大方、采光好，因此讓門窗幕墻的設計缺乏了競爭動力，對它的前景及進步帶來了不利影響。最后，隨著我國建筑行業的迅速發展，人們對其要求也在不斷提升。除了注重美觀、經濟及適用之外的可持續發展、安全、綠色節能的新要求，也對門窗幕墻設計也有了更深層次的要求。

3 建筑門窗幕墻的綠色節能措施

3.1 優化門窗設計

選擇適宜的窗墻比。住房中門窗的能量散失是相對比較弱的地方。因為門窗的傳熱系數一般是建筑物外墻的5倍左右，所以，建筑物的耗能隨著窗墻比的提升而提升，但這不利于建筑整體的節能。

3.2 設計優化窗型

窗型樣式的設計會直接關系到建筑外形的美觀及門窗成本，建筑物窗型的設計過程中，大體上要遵循多玻璃、少框架，大固定、小開啟的原則。門窗在開啟時肯定會多少存在縫隙，此縫隙通常是空氣及雨水滲漏的道路，導致建筑的物耗能更多。目前，市場上大部分采取金屬窗，此窗導熱系數較高，可減少門窗的傳熱性能。西方國家在建筑過程中常見的設計風格是“小開啟、大固定”，它不但想到了窗戶的通透及采光，也滿足了減少能耗的要求。

3.3 增強門窗氣密性

加強門窗的氣密性是減少門窗耗能的重點，按照運用密封性能較好或所設置密封條的新型門窗材料來實現。通常，門窗框及墻當中的縫隙一般會采用擁有彈性、比較松軟的材料或彈性較好的密閉型材料，也可用密封膏等形式進行密封。

3.4 增強門窗保溫的性能

現代的建筑物中，會采用大面積的玻璃門窗及幕墻，這樣可提高采光效果，也使建筑更美觀。但這樣的建筑物不適合較寒冷的地區，因為大面積的玻璃門窗和幕墻會產生“熱橋”現象，使能耗增多。目前，門窗框和幕墻大多采用金屬材料，但是玻璃和金屬材料有較強的導熱系數，若室內外的溫度差別大，要求在門窗框架格內和幕墻增加保溫性能較好的絕緣材料，減少耗能，以防結露及掛霜情況的發生。

3.5 先進技術產品的沿用

玻璃的傳熱系數就是玻璃三個地方的傳熱系數的加權平均值，玻璃包括中央面積、邊緣面積及邊緣密封三個部分。若經濟條件允許，盡可能采用先進技術，降低整個玻璃的傳熱系數，達到加強門窗綠色節能作用的要求。減少傳熱系數的方法有：熱反射玻璃、真空玻璃、低輻射玻璃、暖邊技術、填充惰性氣體等。

4 幕墻設計中綠色節能技術和現代建筑門窗的運用

4.1 采光通風設計和門窗幕墻保溫系統對自然的通風和采光的影響

對于門窗幕墻產品的設計，近幾十年的迅速改善，斷熱技術的不斷改進，許多金屬性的門窗幕墻性能已接近木窗，甚至一些墻體材料與門窗幕墻的導熱系數相似，采暖及保溫的困擾已基本得以解決。如今，采光通風及幕墻保溫有關的產品隨之增多，利弊相存，這就要求設計師們更科學、精準的計算和分析。無論是保溫性或采光通透性，一樣會比單層幕墻系統提高很多。通過兩層幕墻構成形成雙層玻璃幕墻，外層的幕墻一般采用隱框、點式玻璃幕墻及明框，內層的幕墻一般用明框幕墻和具有鋁合金的門窗。兩層幕墻當中形成了相對封閉的通風間層，空氣從外層幕墻下端的進風口處進入，由上端的排風口處排出，形成一個熱量的緩沖層，從而對室內溫度進行調節。雙層的玻璃幕墻結構如圖1所示。

圖1 雙層的玻璃幕墻結構

4.2 遮陽系統的設計在門窗幕墻中的運用

常見的遮陽方法有格柵式遮陽（綜合式）、垂直式遮陽、百葉式遮陽、擋板式的遮陽、水平式遮陽等。遮陽方法不少，特定建筑項目的差異，有特定的用途、朝向及地理位置也不同，沒有哪種遮陽技術是可以廣泛適用的。因此，要了解每種遮陽方式，能有助于我們在設計過程中進行合理遮陽方法的選擇。對于豎向的結構玻璃幕墻，無論從一整天太陽的輻射量看，還是通過房間里的日照面積來分析，遮陽要求最大為東西向，接著是西南與東南，其次是西北及東北，最后為南向，最小為北面。由于下午室外溫度比上午高，所以西向的遮陽要比東向的更為關鍵。

5 結束語

在各國政府的不斷倡導下，綠色節能環保的口號愈來愈普遍。對建筑門窗幕墻的行業而言，不但減少能耗，也可滿足舒適美觀的需求，這就要求門窗幕墻的設計要不斷努力滿足日益增長的門窗幕墻需求。盡管我國生產門窗幕墻在世界上居于前列，但也需要借鑒他國建筑門窗幕墻設計的優點，從而使我國的綠色節能型門窗幕墻的設計不斷改進。

參考文獻

[1]李炯.建筑門窗幕墻框節能研究[J].廣東土木與建筑，2012.

[2]侯喜斌.關于對門窗幕墻材料發展的思考[J].大觀周刊，2012（21）：263-264.