雙層玻璃幕墻節能效果測試與分析

摘 要：近年來隨著社會經濟以及科學技術的發展，玻璃幕墻在城市建筑中的應用越來越廣，21世紀是科學技術的發展，也是新能源的發展，傳統能源出現能源危機，對新能源的節能技術提出了更高的要求，所以對玻璃幕墻的節能要求更高。玻璃幕墻作為樓層建筑中常用的結構，由傳統的單層玻璃幕墻發展到節能效果更好的雙層玻璃幕墻，這是技術的一大進步。文章主要介紹了玻璃幕墻以及雙層玻璃幕墻的相關知識，并對雙層玻璃幕墻在現實中的應用的節能效果做出測試與分析。

關鍵詞：玻璃幕墻；雙層玻璃幕墻；節能效果；分析應用

引言

隨著社會技術的發展，以及人們審美觀念的變化，外型美觀具有時代氣息的玻璃幕墻在上個世紀逐漸走進大眾的視野，但由于技術的束縛以及應用的不成熟，開始的玻璃幕墻不能很好的通風換能，也不能做到人們需要的遮陽效果，起步的單層玻璃幕墻有著很多的缺點，但這也是建筑行業的一大進步。隨著人們對更高品質生活的要求越來越急迫，玻璃幕墻的技術也在飛速的發展，由原來的單層玻璃幕墻發展到現在能滿足人們需求的雙層玻璃幕墻。圖1是玻璃幕墻在生活中的具體應用。

1 玻璃幕墻

玻璃幕墻，是指由支承結構體系與玻璃組成的、可相對主體結構有一定位移能力、不分擔主體結構所受作用的建筑外圍護結構或裝飾結構。玻璃幕墻是一種美觀新穎的建筑墻體裝飾方法，是現代主義高層建筑時代的顯著特征。

1.1 玻璃幕墻分類及作用

玻璃幕墻墻體有單層和雙層玻璃兩種。玻璃幕墻主要有四類：框架支撐玻璃幕墻、全玻幕墻、點支撐玻璃幕墻、單元式幕墻。每種玻璃幕墻都有自己的特點及用途，要根據不同的情況采取不同的玻璃幕墻，但現在來說，墻體多采用雙層玻璃。

1.2 玻璃幕墻的優缺點

任何技術的發展都會有兩面性，玻璃幕墻的出現有優點也有缺點，需要研究者們在發揚優點的基礎上，不斷改善缺點，使玻璃幕墻不斷完善。

優點：玻璃幕墻是當代的一種新型墻體，它賦予建筑的最大特點是將建筑美學、建筑功能、建筑節能和建筑結構等因素有機地統一起來，建筑物從不同角度呈現出不同的色調，隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態的美。

缺點：玻璃幕墻也存在著一些局限性，例如光污染、能耗較大等問題。但這些問題隨著新材料、新技術的不斷出現，正逐步納入到建筑造型、建筑材料、建筑節能的綜合研究體系中，作為一個整體的設計問題加以深入的探討。

2 雙層玻璃幕墻

雙層玻璃幕墻指的是內外幕墻之間形成一個相對封閉的空間。其下部有進風口，上部有排風口，可控制空氣在其間流動狀態。設有可控制的進風口、排風口、遮陽板和百葉等。雙層幕墻之間的空氣可有序流動和交換。雙層幕墻包括幕墻外層、幕墻中部空間和幕墻內層表面外層抵制天氣的變化并提高隔聲能力。

2.1 雙層玻璃幕墻的分類

雙層玻璃幕墻有內循環和外循環體系之分。

（1）內循環式雙層幕墻

外層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材形成封閉狀態。內層幕墻采用單層玻璃或單層鋁合金門窗，成可開啟狀態。利用機械通風，空氣從樓板或地下的風口進入通道，經上部排風口進入頂棚流動。由于進風為室內空氣，所以通道內空氣溫度與室內溫度基本相同，因此可節省采暖與制冷的能源，對采暖地區更為有利。由于內通風需要機械設備和光電控制百葉卷簾或遮陽系統，因此有較高的技術要求和費用。

（2）外循環式雙層幕墻

外層幕墻采用單層玻璃，在其下部有進風口，上部有排風口。內層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材，且設有可開啟的窗或門。它無需專用機械設備，完全靠自然通風將太陽輻射熱，經通道上排風口排出室外。從而節約能源和機械運行維修費用。夏季開啟上下通風口，進行自然排風降溫。冬季關閉上下通風口，利用太陽輻射熱經開啟的門或窗進入室內，可利用熱能和減少室內熱能的損失。可開啟型雙層玻璃幕墻結構示意圖如圖2所示。

2.2 雙層玻璃幕墻的功能

內循環式雙層幕墻和外循環式雙層幕墻有著相同點也有不同點，共同特點都是在雙層玻璃之間形成溫室效應，并將其溫室的夏季的過熱空氣排出室外，冬季把太陽熱能有控制排入室內，使冬夏二季節約大量能源，做到冬暖夏涼。雙層玻璃幕墻大概有以下六種功能：

（1）能夠使建筑美觀，體現建筑的美學特性；

（2）使建筑能適應天氣的變化，提高建筑的保溫和隔熱功能；（3）提高建筑的隔音效果，改善噪音污染情況；

（4）可以通過百葉調整建筑內的光線；

（5）可以節約能源，做到利用太陽能取暖，還能隔絕90%的太陽光，做到冬暖夏涼，有節能效果；

（6）能夠通風換氣，提高人們工作、學習、生活的舒適度，更能滿足現代人們對高生活品質的要求。

雙層玻璃幕墻的功能主要是保溫節能，隔熱隔噪音，雙層幕墻又可分為開啟型雙層玻璃幕墻和通風式玻璃幕墻，可以根據不同地區的條件選擇不同的雙層玻璃幕墻模式。例如，在中國的北方地區，冬季需要保暖，應考慮無遮陽情況，盡可能使太陽光通過玻璃幕墻，此時應開啟內層幕墻，進行內循環通風方式，這有利于節約能源。

2.3 雙層玻璃幕墻的缺陷

雙層玻璃幕墻在發揮強大功能的同時，人們也發現了它不可避免的缺陷，主要有以下四個方面：

（1）雙層玻璃幕墻對技術的要求較高，除了玻璃構造外，還要加入遮陽系統、通風系統以及控制系統，對科研人員提出了較高的要求；

（2）雙層玻璃幕墻的內層內置的時候，會造成建筑面積的損失；

（3）成本較高，比單層玻璃幕墻的成本高出許多；

（4）當建筑內出現類似火災的危機時，雙層玻璃幕墻不利于人們的消防等救援工作。

任何技術都有兩面性，雙層玻璃幕墻雖然能彌補單層玻璃幕墻的不足，但其也有自己的缺陷，既然雙層玻璃幕墻有缺陷，就對技術工作者們提出了更高要求，要在社會不斷進步的條件下，逐漸開發能節約成本，操作簡單的高技術、多功能的雙層玻璃幕墻。

3 實例研究

3.1 具體應用

由于雙層玻璃幕墻有著強大的保溫隔熱的作用，在具體應用時要因時因地而采用不同的工作原理，在中國不同地區的一年四季，或者是一天的白晝雙層玻璃幕墻的工作模式應該是不一樣的，只有根據不同的地區，不同的時間采用不同的工作模式才能做到高效的利用雙層玻璃幕墻。

3.2 以某地某兩個小區為例進行測試分析

以當地兩個不同的小區即一個為應用了雙層玻璃幕墻的新式樓層建筑，一個為沒有應用雙層玻璃幕墻的老式建筑，在兩棟建筑里從早到晚進行試驗觀測與體驗并進行數據的記錄。根據記錄的溫度、氣壓面積等數據，計算不同幕墻的熱量吸收與消耗與噪音污染等，并且將白天與晚上的數據進行縱向對比，再將兩種不同幕墻下的數據進行橫向對比，可以得出以下結論：

（1）雙層玻璃幕墻的隔音效果比較好，能更好的隔絕噪音。

（2）當室內感覺到熱時，雙層玻璃幕墻可以通過遮陽措施來減少太陽光的射入，減少空調等降溫設施的使用，節約能源。

（3）當室內感覺到冷時，雙層玻璃幕墻的內循環模式可以起到保溫的效果，同樣可以節約不必要的能源。

（4）使用了雙層玻璃幕墻的建筑，在白天和晚上可以更好的控制溫差，而普通的建筑室內溫差較大，沒有空調等設備時不能很好的控制溫差。

3.3 南北方雙層玻璃幕墻應用的分析

通過對雙層玻璃幕墻的工作原理及功能分類的研究，可以做出以下分析：

（1）在中國北方地區的冬季，為了做到更好的保溫效果，應開啟內循環工作模式，不應采取遮陽措施，有利于提高建筑內溫度，也有助于節能。

（2）在中國北方地區的夏季，為了做到更好的隔熱效果，可以使用遮陽措施，并采用外循環通風模式，有助于空氣流通，減少建筑內熱量，也能達到節能的效果；但是對于夏季的晚上來說，僅使用外循環通風模式就可以，沒必要使用遮陽措施。

只有在不同的條件下選擇不同的工作模式，并采取不同的措施，才能將雙層玻璃幕墻更好的利用起來，才能使人們的工作、學習、生活感到舒適。

4 結束語

綜上所述，雙層玻璃幕墻在城市建筑中的應用越來越廣，雙層玻璃幕墻作為建筑的常用結構，雖有缺點，但依然不能阻止人們發揮其強大的保溫節能，隔熱隔噪音的功能。在科技高速發展的21世紀，技術問題不是限制雙層玻璃幕墻發展的問題，只要加大力度進行技術的研發，就能避免它的一部分缺陷，要根據不同地區，不同時間的不同需求來選擇不同的工作模式，幫助人們提高生活品質，在節約能源的基礎上做到冬暖夏涼，幫助人們更好的生活。

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