節能技術在建筑幕墻設計中的應用研究

林國航

摘 要：隨著社會的不斷進步和發展，建筑幕墻已經成為整個建筑建設工程使用最廣泛的外圍結構，它不僅具有良好的節能和環保作用，還打破了最傳統的墻和窗的界限，把他們有效的結合到一起。在建筑的設計中，建筑幕墻最重要的步驟就是體現在設計中，而在設計過程中，經常會出現很多不同程度的問題，直接影響到建筑幕墻的外觀形象和節能環保作用。

關鍵詞：節能技術；建筑幕墻；應用研究

1 前言

我國建筑行業飛速發展，已經成為現代行業中經濟發展最為主要的行業。然而在目前所有的建筑行業中，建筑幕墻的設計結構已經逐漸成為大家最關注的的焦點，建筑幕墻在設計中的節能和環保性能是大眾所關心的重要環節，為了能夠迅速實現建筑幕墻設計中的環保和節能性，并且達到既美觀又經濟的特點，建筑行業的專業人員在建筑幕墻的節能技術上不斷的深入了解和研究，同時也是為了滿足大眾對建筑幕墻節能和環保特點的需求與應用。

2 建筑幕墻現有的設計與特點分析

現如今，人們的環保意識越來越強烈，每行每業都以綠色節能環保理念為主要中心，其中最為突出的就是建筑行業，比如建筑幕墻以綠色節能環保為設計中心的理念越來越明顯，為未來的建筑行業的發展趨勢起了很好的帶頭作用[1]。根據我國現有的建筑幕墻設計思路，相關人員調查并統計了建筑幕墻在設計中出現的問題與要點分析。建筑幕墻一般有以下特點。

2.1 幕墻的設計特點

（1）安全性；無論任何建筑物，安全性都是首要問題，在建筑幕墻的設計過程中，不僅要著重建筑的用途，還要對建筑的使用壽命有一個良好的保障，同時還要嚴格按照國家的建筑要求設計。建筑幕墻作為的一個外圍護的設計結構，在材料的選擇上必須要有足夠的強度，因為荷載不同，造成的沖擊力量也就不一樣，并且還要對幕墻的構造有耐久可靠的保障。

（2）經濟性；在能夠保證安全性使用的情況下，盡量減少成本，也符合當前的經濟式國情。一般來說，立柱和橫梁的截面最好以閉口的形式，以降低材料密度的形式來節約成本。閉腔的安裝可以利用插銷的方式，完全不用擔心安裝是否方便。在設計型材的立柱截面時，首先要考慮的就是怎樣控制強度和撓度，強度與截面的抵抗矩有關，而撓度控制和截面慣性矩有關系。所以，在幕墻的設計中可以視情況而定，鋁合金材質的可以在主受力方向增大截面高度，在非受力方向減小它的寬度。其次是型材壁厚的增加，在壁厚的問題上，要先清楚的知道墻壁的厚度增加之后對哪個截面更有利，先固定住寬度和高度，然后再前后調整型材的壁厚，最后再對比前后和左右調整型材的壁厚，哪個方法更為合理。

（3）幕墻的連接方式；主要是與主體的結構相互連接，其余的連接方式都是以柔性的方式進行連接，而且必須留有空間，方便緩解地震的作用和熱應力的吸收，并且都要用密封的材料進行構造，然后把空間密封起來，同時還要對水密性和氣密性進行保證。比如在橫梁和立柱相互連接的位置加上尼龍片，裝完之后再把多余的外漏的墊片用密封膠堵住，以此來降低因風荷載發生的噪音摩擦。

（4）建筑幕墻的性能；建筑幕墻具有水密性、氣密性、平面變形、保溫。隔音、抵抗風的壓力等等一些好的性能。比如在我國的北方，首先要考慮的就是建筑幕墻在保溫性能上的問題，每個材料的傳導性不同，如果室內通風不暢導致溫差大的話，保溫層就會導熱不均勻，最后形成冷橋效應，房間內就容易潮濕、發霉或者滴水，所以一定要用斷橋連接的形式，降低結構的傳熱系數。

2.2 建筑幕墻的荷載

建筑幕墻傳遞荷載的方式是通過結構來傳遞，首先從面板到龍骨，再從橫龍骨到豎龍骨，再從豎龍骨傳至轉接件，最后由轉接件傳至主體。所以，建筑幕墻必須要有足夠的承載力去承受外界給它施加的各種不同的荷載與作用，對于幕墻來說，要面對的荷載有風、雪、重力荷載和地震。

風荷載是建筑幕墻在結構上最為主要的荷載，垂直在幕墻面板的表面；而雪荷載會出現的情況，大多是采光頂、雨篷或者傾斜的地方，如果對雪荷載的問題不夠重視，最后的結果就會導致幕墻變形，甚至會變得過大，還有可能引起安全事故的發生。在幕墻的設計期，首先要注意積雪融化后的問題，在設計中加置水槽，有效的將水排出；重力荷載指的是材料自身的重量，針對于幕墻的垂直結構，材料自身的重量來自于它的密度和體積；地震作用指的是，建筑幕墻的平面發生變形的現象，是因為建筑物受到了風荷載和地震的作用產生的。

2.3 建筑幕墻的設計

（1）立柱式。立柱一般都是用鋁合金或者鋼型材，因為經常會遭到風吹雨打，所以幕墻的表面設計必須嚴格注重使用壽命的問題。立柱的支座的布置方式有很多種，它對計算方式和受力方式起到了決定性作用，因此，節約成本也是至關重要。

（2）插芯式。立柱之間可以用鋁合金插芯的方式設計，將一端用螺栓固定，另一端放置自由狀態。立柱與插芯之間的連接必須采用線接觸的方式，如果鋁型材受到擠壓，一定會變形彎曲，立柱在一定的深度必須要有插芯插入，如果以四周接觸的形式，安裝工作將很難進行。

（3）橫梁連接的設計方式。大多數情況下，橫梁處的玻璃在安裝完以后會傾斜，可能是因為連接角碼和橫梁之間的縫隙太大，也可能是因為角碼的螺栓孔有縫隙，最后造成了橫梁定位不準確的現象。因此，我們可以在立柱和橫梁的正前方，用扁鋁將它們連接到一起，扁鋁可以減輕玻璃面板的自身重量。

3 建筑幕墻有何節能的意義

隨著人們生活質量和水平的提高，當代建筑能耗的比重在不斷上升，上世紀70年代僅僅占了10%，近幾年已經上升到28%的比重，幾乎與西方發達國家的建筑比重持平。根據調查結果顯示，將近70%的能耗都是由建筑幕墻和門窗的外圍護結構產生的，所以，節能技術已經成為我國建筑行業最重要的一個環節。然而，如果想從建筑幕墻的方向著手來實現節能的目的，不是一件簡單的事，為此，節能技術隨著人們的需要應運而生，不僅有效的解決了幕墻和環保之間的矛盾，也對將來建筑行業的發展起到了決定性的作用[2]。

社會不斷在進步，大眾對建筑幕墻在設計中綠色節能的意識要求也越來越高。幕墻的形態、產品和材料的選擇等等，都是建筑幕墻在節能技術方面的主要措施，這些節能技術的措施可以使建筑物在使用時減少能量的消耗，以確保能夠達到理想和需求的溫度及光線效果。

建筑幕墻已經成為建筑外墻結構中被廣泛應用的新式外墻維護形式，所以在建筑幕墻的設計中，不只是要滿足在風格上的建筑要求，還要滿足匹配程度，更多的把注意力放在節能技術的設計上，通過節能體系的應用和對原料的選擇，達到合理降低能量消耗的目的。然而，從國外的一些節能技術來看，我國的建筑行業的設計人員對建筑的濕度、溫度和自然氣候的掌握還不夠嚴格。因此，在建筑幕墻的節能設計工作中，應該多注意施工場地的氣候原因和環境因素，并且在對建筑設計標注合理的情況下，在材料選擇的問題上做出更加合理的選擇。

4 結束語

對于當代的建筑設計來說，建筑幕墻已經不只是裝飾作用，也不是簡單的外部維護的一種結構形式，而是成為了整個建筑工程的重要組成部分，對于整個建筑工程來說，已經越來越多的參與到功能建設中。對于建筑工程來說，在建筑設計中以節能環保為主，已經成為必不可少的設計組成結構。然而，建筑幕墻的節能環保也是人們用來衡量建筑幕墻整個品質的標準[3]。

參考文獻：

[1] 趙蘇峰.建筑門窗幕墻設計中的綠色節能技術[J].門窗，2014（12）：204.

[2] 羅一凡.新型建材在建筑幕墻節能工程上的應用[J].黑龍江科技信息， 2010（33）：277.

[3] 李會英.節能技術在建筑幕墻設計中的應用研究[J].建筑工程技術與設計，2017（6）.