建筑玻璃幕墻的綠色節能設計探究

王兵兵 劉 凱

河北省沙河玻璃技術研究院

建筑玻璃幕墻的綠色節能設計探究

王兵兵 劉 凱

河北省沙河玻璃技術研究院

隨著可持續發展戰略的實施，節能減排、保護環境已經成為時代發展的必然選擇。玻璃幕墻是建筑中主要的結構，進行設計時，必須從氣、人文、經濟和環保等多方面進行考慮，保證玻璃幕墻遮陽符合建筑要求，創造出具有特色的玻璃幕墻。因此在實際設計過程中需要結合其所具有的特點，對以往經驗進行總結，確定設計要點，做好結構方式、玻璃材料的選擇，并積極應用各項新型技術，爭取不斷提高幕墻節能設計效果。基于此本文分析了建筑玻璃幕墻的綠色節能設計。

建筑玻璃幕墻；綠色節能；設計

1 、建筑玻璃幕墻的節能原理

玻璃幕墻在建筑施工中的應用已成為建筑行業發展的主要趨勢。玻璃幕墻是一種透明材料，可通過對流、輻射和傳導的方式進行熱能的有效傳遞，為了更好的對玻璃傳遞能量的過程進行評估，可通過單位面積、單位溫差和單位時間內的傳遞焦耳數進行確定，焦耳數越大則說明玻璃的能耗就越大，這種情況下，采取節能措施是非常必要的。為了更好的對玻璃幕墻節能效果進行測試，還可以通過遮蔽系數進行研究，在同等條件下，將玻璃組件和透明玻璃放置在陽光下，通過太陽輻射能量的比值來確定遮蔽系數，遮蔽系數越小則說明玻璃的能耗越小，即節能效果越好。太陽光在經過玻璃照射到房間時，部分太陽能是直接通過的，另一部分則會被玻璃幕墻吸收并轉化為熱能，且這部分熱能會直接進入室內，導致室內熱能增加，從而提升房間溫度。

2 、建筑玻璃幕墻節能設計原則

玻璃幕墻表示該項技術的性能，主要從氣密性和保溫隔熱兩項性能分析，達到建筑節能設計標準的建筑幕墻。我國人口較多，幅員遼闊，各個地區差氣候差異較明顯，不同環境對建筑玻璃幕墻的要求也不相同，具有明顯差異。建筑玻璃幕墻是對建筑周邊環境、溫度、管線、氣候等眾多因素研究后，對玻璃幕墻位置、高度和功能等優化的措施，是一種利用系統技術和產品對室內環境進行調節的過程。此過程的進行需要考慮多種因素，還要正確處理各種關系，保證隔熱、采光、這樣、通風、傳熱、噪音等符合施工要求。經分析發現，建筑玻璃幕墻節能設計必須遵循以下原則：第一，科學性。經過綜合考慮并衡量多種因素后，對玻璃幕墻的功能、性能、位置等方面進行優化，選擇合適的玻璃幕墻，保證與窗戶和墻壁成比例，正確選擇施工結構和材料。確定幕墻傳熱系數的時候，必須根據當地氣候、玻璃傳熱系數以及型材傳熱系數等進行確定;第二，適用性。根據周邊環境和地理環境特點，參考施工設計，落實國家對建筑玻璃幕墻的要求，正確處理好建筑低能耗和舒適度之間的關系。第三，經濟性。建筑玻璃幕墻不僅是建筑圍護結構中的一部分，也是建筑節能的部分，需要全方面考慮建筑節能要求，充分發揮建筑幕墻的功能，體現建筑幕墻的使用價值。從原則上來看，建筑幕墻節能需要與建筑設計師、暖通工程師和室內設計等人員進行協商，在滿足設計功能的基礎上，實現建筑幕墻節能。

3 、建筑玻璃幕墻的綠色節能設計

3.1 保溫隔熱設計

玻璃幕墻的使用，能夠大大提高房屋的采光效果。但在夏季，由于采光面積過大，導致室內溫度上升，被迫使用空調降低溫度，這樣就會造成電力資源的浪費，在冬季，由于幕墻面積過大，導致熱量過度流失，造成室內溫度過低，因此，對玻璃幕墻進行綠色節能設計時應該重點考慮玻璃幕墻的保溫隔熱處理。只有保溫隔熱工作處理的好，夏天室內溫度才不會過高，冬天室內溫度不會過低，將室內溫度控制在一個合理范圍內，減少空調的使用，進而降低電力資源的消耗。

3.2 玻璃幕墻遮陽設計

建筑遮陽技術是建筑節能的一項技術措施，它能夠減少陽光輻射和反射太陽熱量，改變室內的溫度環境，提高室內環境的舒適度，減少室內空調運行能耗。在玻璃幕墻設計中，由于玻璃透光這一物理性能，減少陽光直射是節能設計需要解決的主要問題。玻璃幕墻設計中采用的遮陽方式主要有水平遮陽、垂直遮陽、擋板式遮陽、百葉遮陽或者綜合式遮陽等幾種方式。合理運用遮陽技術，能在炎熱夏天有效遮擋大部分的太陽直射陽光，在冬天又將陽光引人房間，實現冬暖夏涼、保溫隔熱的效果，從而減少室內空調設備運行，提高建筑節能環保性能。

3.3 自然通風

對于選擇玻璃幕墻結構形似的建筑工程，在進行設計時，還需要重視自然通風效果。對于大部分高層公共建筑來說，室內人員密度大，為保證室內空氣流動效果與質量，需要提高幕墻自然通風效果。不僅可以維持新鮮空氣的流通，同時還可以降低室內通風系統運行所需能耗。合理確定幕墻外窗數量與面積，避免面積過小影響自然通風效果，以及面積過大室內溫度流失。同時，還應重點做好外窗密封性控制，提高幕墻節能效果。

3.4 運用新型技術

隨著科技不斷發展，新型玻璃幕墻材料也越來越多，為了提升玻璃幕墻綠色節能效果，新型材料的應用也越來越多。比如光電技術，光電玻璃幕墻可以利用外界的光能和熱能，產生新的能源，這樣就能大大減少資源的消耗，起到綠色節能效果。光電玻璃幕墻主要是利用的太陽能，通過對太陽能電池組的加工，將太陽能電池組和玻璃進行融合，各個玻璃之間通過線路連接，使整個玻璃幕墻構成一個整體。使用光電玻璃幕墻，不但能夠有效減少資源的使用，還能延長玻璃幕墻的使用時間，并且外觀相當漂亮。

總之，從我國當前的發展狀況來看，依然存在很多的能源耗費問題，尤其是建筑行業，玻璃幕墻是建筑行業新興的一種結構，可以滿足建筑功能和建筑美學等要求。但是階段使用的玻璃幕墻存在嚴重的能源消耗，必須及時對其進行分析，對此本文分析了建筑玻璃幕墻的綠色節能設計，以期提供一些借鑒。

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