綠色節能技術在建筑門窗幕墻中的應用

林婧 青島市建設工程施工圖設計審查有限公司

劉曉瑋 青島房地產建筑設計院有限責任公司

1 前言

基于雙碳目標實施背景下，建筑行業成為重點控制對象。我國建筑碳排放量占到全國總碳排放量的近1/3，建筑能耗是全社會主要能耗之一，發展綠色建筑意義重大。中國每年新增建筑面積約20億平方米，各地區都在積極采取各類措施，鼓勵企業建設低碳綠色節能建筑，減少建筑生產和運行的能源消耗，促使建筑持續化發展，創造更多的社會效益。

2 建筑門窗幕墻綠色節能技術的應用價值

推動雙碳目標的實現，實施建筑節能綠色化發展戰略具有重要意義，尤其是節能門窗幕墻遮陽產業高質量發展。從建筑物系統的構成分析，門窗與幕墻是建筑物的眼睛，同時也是建筑節能的關鍵結構。經過多年發展，我國節能門窗行業已具有一定的規模。

隨著門窗幕墻行業管理力度的不斷增強，積極構建完善的門窗幕墻認證體系與管理制度，增強工程監理和社會監督，促進企業不斷轉型升級。為達到綠色低碳建筑的發展要求，企業對門窗性能不斷改進，例如，采取保溫、隔熱和遮陽一體化技術，構建新型門窗體系。與此同時，積極開展門窗節能改造，避免大拆大卸，通過增加中空玻璃窗或者使用新型節能窗等方式，降低傳熱系數，同時提高遮陽率。

3 建筑門窗幕墻綠色節能技術的應用實例分析

3.1 案例概述

以某建筑項目為例，地上8層，地下2層，總建筑面積為9.7萬平方米。此項目按照三星建筑建設標準設計和施工，設計的架空舒適空間，以及多維度自然采光和光導照明系統等，為使用者提供了優質的環境服務。

結合運用被動式綠色設計與主動式綠色技術手段，使得設計節能率超過66%，預制裝配率接近80%，并且具有多維度綠化和水源熱泵系統等特色，打造了綠色建筑，助力雙碳目標的實現。現結合項目的具體設計，分析窗戶幕墻節能的方案。

3.2 建筑的整體環境分析

沿著建筑的臺階向上，在二樓樓梯旁位置的綠地里，人們可以看到類似于飛碟的東西，是設置的導光筒。項目的斜屋面和地下室頂板，以及二層平臺等位置，總計設置了32個導光筒，利用導光筒使得自然光被引入到室內。設置導光筒的地下，部分為餐廳，部分為過道，部分為辦公室，導入光可以作為光源的補充。構建的光導照明系統，遵循的技術原理為，通過采光罩高效化采集自然光線，導入系統內重新分配，之后通過導光管傳輸以及強化，使得自然光被均勻照射，獲得理想的照明效果。

美術館設計為架空結構，進入到二層區域，建筑外圍使用的是單元式玻璃幕墻，內部四面通透，有著不錯的采光效果，日間不需要開燈，符合綠色節能環保理念。幕墻設計使用的是數碼打印玻璃，通過仔細觀看能夠發現存在條紋狀的紋理，在夏季使用時可發揮過濾的作用，使內部陽光的不刺眼。

3.3 建筑門窗幕墻技術方案

此次工程使用的是單元式玻璃幕墻，采用數碼打印技術制作，現場進行安裝作業。從玻璃幕墻的使用分析，按照使用材料劃分，主要包括鋁合金玻璃幕墻、鋁板幕墻以及鋼板幕墻等。其中，鋁合金幕墻劃分為框架式玻璃幕墻、單元式玻璃幕墻。

本次工程使用的是單元式玻璃幕墻，主要由很多獨立的單元件組合形成，各個單元組件內部按所有板塊安裝與板塊間接縫密封，都是在加工廠內部進行加工組裝。生產完成后，分類編號，按照工程安裝順序運輸到作業現場吊裝，安裝作業可以和建筑主體結構施工同步開展。

簡單來說，單元式玻璃幕墻是將面板與鋁合金材料在工廠加工組裝，形成單元幕墻，通過單元形式在現場完成安裝形成框支撐玻璃幕墻。對于單元和單元之間，使用陰陽鑲嵌的結構形式，也就是單元組件的左右豎框，上下模梁是與相鄰單元組件對插，采取對插形式組合桿，最終形成單元組件間接縫。對于單元組件的豎框直接固定到主體結構，承受的荷載為由單元的豎框直接傳遞到主體結構。采用單元式玻璃幕墻，具有以下幾方面優勢。

（1）變位吸收性好，且安全性能高。幕墻的單元板相互插接，板塊活動量相比框架式幕墻大，同時有著不錯的彈性伸縮變化保證，單元整體受力效果佳，等強度承載受力合理先進，吸收幕墻的變形能力相比框架式幕墻要好。

（2）氣密性與水密性效果好。利用建筑雨幕原理實現密封，運用多道三元乙丙膠條和多腔等壓原理實現密封，具有很高的可控性效果。除此之外，氣密性與水密性效果很好。

（3）保溫性能好。設計的單元幕墻，實現保溫處理和幕墻加工一體化，并且在工廠內完成，達到接縫有效處理的效果。

（4）對所有的單元組件，例如材料加工和材料組裝等全部都在廠內完成，能夠保障加工的質量，同時保障后續的加工與施工質量。近年來，國內外都在積極探究和應用數碼打印技術，用于玻璃制作，為建筑建設提供更多的設計可能性。本次工程使用了數碼打印技術，制作“反光”型玻璃材料，滿足建筑的需求，夏季可以減少太陽的直射。

4 建筑門窗幕墻綠色節能技術的應用策略

4.1 做好整體設計的把握

從門窗幕墻綠色節能設計的角度分析，為實現綠色低碳目標，必須展開全面嚴格控制。實踐中要把握整體設計，具體內容如下。

（1）合理運用保溫節能技術。由于建筑形式多樣化，各類工程對保溫需求的差異，在開展設計時必須結合建筑的具體情況，事前做好建筑調查，掌握建筑所處區域的具體情況，根據氣候和其他特點進行分析，保證設計方案的科學合理性。建筑設計必須要按照相關準則與依據，注重引入新型綠色節能技術手段，嚴格控制能源消耗。使用的建筑材料，要具有良好的保溫性能，優選節能玻璃材料，同時合理使用其他材料。將建筑幕墻的保溫與隔音功能融合，避免出現資源浪費，增強幕墻的隔音效果。

（2）采用門窗幕墻綠色節能技術手段，必須優選適宜的節能玻璃，通過降低門窗幕墻的導熱性，實現技術的應用價值。一般來說，會對使用的中空玻璃添加惰性氣體，進而降低門窗幕墻的導熱性。常用的節能玻璃處理技術，主要為低輻射鍍膜玻璃以及中空玻璃，起到保溫與隔熱的作用。正常情況下，節能玻璃的遮陽效果和傳熱系數不會產生很大變化，為滿足采光與溫度要求，可選擇節能玻璃材料。

（3）照明與通風技術。從建筑門窗幕墻技術的應用中，改善居住環境，實現資源節能利用，促進建筑持續化發展。當前門窗幕墻綠色節能技術的應用，不僅能夠達到建筑性能要求，還可獲得較好的通風效果與采光效果，貼合人們的實際需求。在進行幕墻設計時，充分利用采光與通風系統，實現多樣化功能，促進建筑物節能環保水平得到優化。

（4）生態幕墻。隨著建筑綠色低碳建設標準不斷提高，若想達到生態建筑的建造標準，設計生態幕墻，以實現生態因素和幕墻的有效結合，以及對生態建設的綜合性考量。通過建筑生態建設，促進人與自然和諧相處，同時能夠為居民創造舒適的居住環境，實現節能環保。目前，在建筑工程設計實踐中，有很多可利用的技術，輔助建筑節能分析。開展建筑節能設計時，則要分析門窗幕墻系統在不同時節的運行情況及能源消耗情況，提出有效的控制措施，保證建筑節能環保達到預期的效果。

4.2 選擇適宜的節能技術方案

4.2.1 夾膠夾網中空玻璃幕墻

建筑外立面的設計中，使用此玻璃幕墻，主要是配置在玻璃夾膠層中的特殊織物材料，通過復雜工藝制作，同時形成具有強烈金屬質感的單向視覺效果玻璃。從使用的效果分析，陽光照射下主體建筑玻璃幕墻如同披上華麗外衣，在碧藍的天空和青磚白墻映襯下，周圍的景色映在墻面，令人不由得贊嘆。獲得如此的視覺沖擊效果，主要是因為建筑外立面使用了特殊材料。

整體效果方面，在外部向內部觀看，人們能夠看到映射的周圍環境；在從內向外面看，玻璃幕墻就消失了，給人置身于美景的感受。使用的玻璃幕墻，內部嵌入了高分子材料網以及高性能太陽能熱保護膜，能夠達到減少陽光入射率的目的，實現節能降耗目標。目前，此技術的應用相對較少，材料的生產缺乏成熟經驗，面臨著如何使得柔軟高分子材料網在平鋪到SGP膠片時，保證平整度并且使得紋理呈現橫平豎直。除此之外，還要考慮夾膠時在高溫高壓狀態下不會產生扭曲變形或者位移等問題。采取這樣的加工方法，具有很大的難度，需借助特殊工藝，經過反復試驗，保障生產作業的效果。

4.2.2 石材和穿孔鋁板玻璃幕墻系統

現代化建筑設計，既需要關注到功能性，也要注重美觀性。在門窗幕墻設計實踐中，積極推廣使用石材和穿孔鋁板玻璃幕墻系統，可滿足這一需求。使用穿孔板通過定制的設計與制作，方便快捷安裝，能夠和建筑物的設計匹配。穿孔或者圖案的特殊設計以及各類定制的形狀，穿孔鋁板能夠更好地反映建筑師的特殊想法與概念。

實際應用中穿孔鋁板固定在從建筑主體結構延伸出來的框架上，并且和主體結構分離成為獨立的幕墻系統，不僅不會增加建筑物的重量，使用此幕墻系統能夠提供良好的隔熱與隔音的建筑物。因為穿孔鋁板分體式固定、維護與更換相對方便，從應用效果分析做到了虛實結合，且自然樸素，可展現建筑的氣質與立面體色，同時結合景觀設計增強整體的魅力[1]。

4.2.3 新型建材

從節能環保的角度分析，門窗幕墻節能為重點內容。近年來，節能環保型門窗和幕墻的使用不斷增加，同時市場上也涌現出很多新型環保節能產品，例如鋁合金節能門窗和玻璃鋼節能門窗等。很多生產企業都在積極改良斷橋隔熱鋁合金門窗，經過門窗的節能設計，利用高性能隔熱材料，利用節能玻璃達到節能環保的目的。

目前，建筑正朝著綠色化和高質量發展。幕墻和門窗作為建筑外部的組成部分，占據著重要地位。為滿足市場的需求，生產企業積極推廣使用鋁木復合和鋁包木等，助力建筑現代化發展[2]。其中，Low?E中空玻璃的應用比較廣泛。傳統中空玻璃材料具有較為突出的保溫隔熱性能，能夠提高門窗節能水平，但隨著綠色節能標準的不斷提高，傳統中空玻璃無法達到節能設計要求，進而出現了Low?E中空玻璃材料，憑借自身的低傳熱系數和低輻射性能，贏得了市場的喜愛。以往的建筑門窗多設計為單層玻璃，不僅不會阻擋太陽輻射與遠紅外線，而且冬季運行時還會產生很大的熱量損失。實現門窗的節能，首先需要實現門窗玻璃節能，積極推廣使用雙層玻璃，同時增強門窗玻璃材料的保溫隔熱性能，達到減少能源消耗的目的，改善建筑室內的熱環境質量，并且提高建筑節能水平。

除了此類材料外，新型塑料門窗也具有應用價值。新型塑料門窗具有良好的保溫、隔熱、隔音、防潮等性能，適用于我國廣闊的冬冷夏熱地域[3]。實際應用中需結合工程的特點，合理對比分析和選擇，保證門窗幕墻材料的應用質量達到要求，創造更多的效益和價值。

4.3 做好技術應用環節的質量控制

若想發揮門窗幕墻技術的應用價值，要注重材料制作和安裝環節的質量控制，保障技術的應用效果[4]。從實踐的角度分析，采取工廠加工的辦法，做好全面嚴格控制，保障門窗幕墻材料的制作質量達到預期，為工程建設工作的開展提供支持，保障建造的效益目標實現。

在開展門窗幕墻安裝作業前，必須要認真梳理門窗幕墻技術的應用要點和方法，落實技術交底制度，交代給施工作業人員，使其可以有效把握，高質量推進建筑門窗幕墻綠色施工作業的開展，發揮技術的應用價值和優勢，提升建筑的綠色節能環保水平，促進建筑行業持續化發展。

實踐中圍繞現場安裝作業，督促工作人員按照門窗幕墻施工技術要求，實施嚴格的細節把控措施，保證建造的效益目標實現。對使用的材料，必須進行精細化管理，促使管理目標的實現，創造更多的效益與價值。通過全過程的質量控制，保障門窗幕墻綠色節能技術的應用效益和效果[5]。

5 結束語

綜上所述，建筑門窗幕墻綠色節能技術的合理運用，對保障綠色節能效益目標的實現，可起到積極的作用。從實現門窗幕墻綠色節能目標的角度分析，必須結合建筑所在區域的環境和其他條件，做好全面的分析，提出有效的綠色節能技術方案，指導建筑綠色節能施工作業開展，發揮技術的應用價值。未來，隨著建筑門窗幕墻綠色節能技術水平的不斷提高，建筑節能環保水平也會不斷提高，助力雙碳目標的實現。