浅谈节能理念在玻璃幕墙设计中的应用

摘要：近年来，伴随着我国社会经济的不断发展，人民生活水平不断提高，对建筑质量要求也随之增加，加上节能、环保理念的不断推行，使得节能型幕墙在现代建筑外围护结构中得到广泛应用。不仅能够满足建筑结构的强度要求，而且还能够实现节能环保的目的。但是，在实际设计中仍存在不少问题，直接影响了建筑的整体质量。

关键词：节能理念；玻璃幕墙；应用

中图分类号：TE08 文献标识码： A

引言

玻璃幕墙作为一种建筑外围护结构，具有采光性能好、通透感强、样式多变、自重轻的特点而被广泛应用于大型办公楼、商场等公共建筑中，对提高城市景观和建筑品质具有重要作用。而玻璃幕墙节能性能设计的优劣，会直接影响玻璃幕墙的使用性能。因此对节能型幕墙设计的研究显得尤为重要。

一、建筑玻璃幕墙的节能技术分析

1、玻璃自身节能性能的控制

玻璃是建筑玻璃幕墙的主要材料，控制玻璃自身的节能性能对玻璃幕墙达到节能要求起到重要作用。而玻璃具有良好的导热能力，其是控制热传递的关键因素，通常的方法为：采用节能型玻璃和降低玻璃的传热系数。目前，为了适应现代化的建筑要求，建筑玻璃幕墙所采用的节能型玻璃种类很多，如低辐射镀膜玻璃、光致变色玻璃等都在不同程度上实现了节能。低辐射镀膜玻璃是通过磁控真空溅射的方法在优质浮法玻璃表面均匀地镀上特殊的金属膜系极大地降低了玻璃表面辐射率并提高了玻璃的光谱选择性。因此，加大对节能玻璃使用的力度，结合建筑设计的节能需求，合理选择不同性能的玻璃种类，从而可以在满足建筑要求的同时实现节能可持续发展的目标。而降低玻璃的传热系数，同样可以提高玻璃的节能保温性能，降低对能源的消耗量。例如选用中空玻璃，即多层玻璃。在两层玻璃之间充入空气或惰性气体，以此来降低玻璃的传热系数，减少热量的传递。而二者结合的例子，如LOW-E镀膜中空玻璃，更是体现了节能方面的优越性能。投射到LOW-E镀膜中空玻璃的可见光可以有效地透过膜系和玻璃，肉眼看不见的红外线80%以上被膜系反射。特别是远红外线几乎完全被其反射回去而不透过玻璃。这样既保持了室内明亮又在一定程度上减少了室内热负荷。

2、新型材料在建筑幕墙节能中的运用

（1）保温隔热材料

一般地，材料的保温隔热性能取决于材料的导热系数，材料的导热系数越小，保温隔热性能越好。建筑幕墙用保温材料主要有岩棉及其制品、矿棉及其制品、玻璃棉及其制品、聚苯乙烯泡沫塑料板等。目前，欧美等先进国家将外贴保温板黏结的方法应用于建筑幕墙。为克服保温板产品的不足，业内开始研究和推广新型浆体保温材料，以提高保温隔热性能和安全耐久性能，并满足不同使用条件下的节能环保要求。我国近年来在保温板黏结、保温浆料抹灰喷涂、预制复合保温板、保温材料与硬质面板装配等应用方面取得重大进展，有力地推动了我国的建筑节能工作。

（2）阳光辐射控制玻璃

阳光辐射控制玻璃主要通过改变玻璃的光学特性实现对太阳能辐射的选择性屏蔽，它大致可以分为光谱选择透过性玻璃和透过率可调玻璃两类。光谱选择透过性玻璃通过在玻璃表面覆盖一层或几层特殊材料涂层，使玻璃对不同波长的太阳辐射或热辐射具有不同的透过率。该技术是 Low-E 镀膜玻璃和热反射玻璃等技术的延伸，它可以使太阳辐射中的可见光成分最大限度地通过，而阻挡具有较高热量的红外线成分，达到合理利用自然光的采光和保温双重效果。

3、转换节能技术的应用

转换节能在玻璃节能技术中具有主动特性，偏重于资源利用。转换节能技术可以利用集成的途径，集中实现能源转化，提高能源的利用效率。例如：光电幕墙。光电幕墙主要是将光电技术，融合到幕墙建设中，合理利用太阳光，转化为建筑工程所需的电能。光电幕墙的电能来源于太阳光，不会在转化的过程中产生能源负担，也不会对建筑内外环境造成干扰。光电幕墙的玻璃类型比较特殊，其为中空类型，在建筑工程中发挥消音、隔热的作用，光电幕墙利用涂层来决定转化效率，持续供应建筑用电。

4、智能节能技术的应用

智能节能是玻璃节能技术的发展趋势，基于智能节能技术的应用，建筑玻璃结构可以根据外界自然因素的变化自动调节，充分利用自然资源，注重可再生资源的利用。智能节能技术在建筑设计中最明显的代表是智能幕墙系统，将玻璃幕墙设计成双层，与建筑内的功能系统相连，根据外界环境的变化，自动调节室内环境，使建筑内外环境条件不会产生过大差异。据有关资料统计，采用智能节能技术的建筑，与同类型普通建筑相比，降低能耗高达70%，成为玻璃节能技术的发展趋势。智能节能技术的系统特点明显，而且其在建筑设计中的应用较为广泛，如：采暖、排风、采光等方面，都可通过智能节能技术，实现节能效益。

5、重点处理热传导的隔断

玻璃幕墙的热桥部位往往出现在横梁、立柱的连接部位，幕墙与主体结构连接部位等。热桥的直观现象是易引起结露，冬天由于室外气温低而传导到室内时，铝型材或玻璃的局部温度低于室内露点温度，则在窗框周边会产生结露现象。如果大面积的热桥问题处理不当则会增大幕墙的实际传热系数，使得通过幕墙的热损耗大大增加。

判断隔热措施是否可靠主要是看固体的传热路径是否被有效隔断，这些路径包括：金属型材截面、金属连接件、螺钉等紧固件、中空玻璃边缘的间隔条等。型材截面的断热节点主要是通过采用隔热型材或隔热垫来实现。通过幕墙连接件、螺钉等紧固件的热桥则需要采用增加隔热垫或转换连接方式等办法来隔断固体的热传递途径。对于中空玻璃边缘间隔条的固体传热处理，可采用非铝合金材料的暖边间隔条来替代。

二、节能型幕墙设计中存在的问题分析

1、未充分认识到建筑玻璃幕墙设计的意义与重要性

现阶段，大多数建设单位以及设计单位对于幕墙设计缺乏必要的认识，或未意识到建筑玻璃幕墙设计的意义与重要性。对于建筑设计单位以及幕墙设计应负责的工作部分在现阶段尚缺乏清晰界定。这不仅导致建筑单位难以实现成本的合理化控制，同时也在幕墙系统设计中引发了各类不安全因素。

2、建筑幕墙设计人员专业素养与技术水平仍需提升

在建筑幕墙设计过程中，设计人员应具备过硬的专业素养及技术水平，然而现阶段国内建筑幕墙设计人员专业素养仍显不足，其技术水平仍需进一步提升。国内建筑幕墙设计行业中各类人员纷杂，仅凭借参考幕墙设计资料、教师短期传授而成，缺乏对口专业，不懂力学计算，不清楚结构计算软件相关参数，尤其是对于一部分缺乏软件辅助计算的结构束手无策，其设计方案大多来自盲目抄袭，此种情况不仅会对建筑幕墙设计行业有序运行产生阻碍，更会干扰建筑设计行业的健康发展。

对于建筑物而言，幕墙是承载其建筑功能以及建筑外观体现的重要结构组成部分，对于建筑施工运行的正常与否也有重要影响。因此，建筑幕墙设计工作者应积极学习先进幕墙技术，同时也应拓宽自身视野，放眼世界，敢于借鉴国外先进技术以改善自身设计水平，为建筑幕墙设计工作创造有利前提。

结束语

现代社会的进步和发展更加注重节能和环保，从生产环节上对节能技术进行革新，可以更好的融合绿色节能技术，提高建筑玻璃幕墙的综合性能指标。只有满足了节能的标准，建筑玻璃幕墙才能进一步推广到建筑工程中，所以建筑幕墙节能改造技术研究工作非常重要，相关人员要充分重视技术研发过程。