【關(guān)鍵詞】高層鋼結(jié)構(gòu)；高層建筑；節(jié)能型幕墻；設(shè)計施工

　　隨著我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展，城市的現(xiàn)代化進程逐步加快，我國的高層建筑物空前發(fā)展。由于鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土相比，具有強度高、質(zhì)量輕、施工方便等優(yōu)勢，不僅如此，鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠的大批量生產(chǎn)，可以提高建筑物的產(chǎn)業(yè)化水平，因此在建筑物上廣泛運用。

　　高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的增加，也為日益嚴重的能源與環(huán)境問題提出更大的挑戰(zhàn)。節(jié)約能源不僅是面對著目前日益增長的能源價格的有效措施，也是對于資源的有力的保護措施。幕墻作為建筑物外圍保護結(jié)構(gòu)，尤其對于鋼結(jié)構(gòu)建筑而言，在沒有外墻作為阻熱屏障時，幕墻的效果好壞可以直接影響著建筑整體的節(jié)能性，對于建筑物的能耗程度有著決定性的作用。因此，提高幕墻的抗輻射性能、密封性能和隔熱性能，是建筑外圍結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵所在。

　　一、節(jié)能幕墻設(shè)計的要求

　　在保證建筑物室內(nèi)的環(huán)境不受污染的正常使用的情況下，節(jié)能幕墻通過采用限制傳導(dǎo)、隔離熱量、隔離輻射等設(shè)計手法，達到保溫、節(jié)能、隔熱的要求。

　�。�1）、降低太陽輻射負荷強度。

　　采用高反射率的鍍膜層是高層建筑常用的減少表面輻射換熱的方法。計算結(jié)果證明，在平面的玻璃之間加入反射率相同的鍍膜層，輻射熱流密度將減少為原來的二分之一。

　�。�2）、提高幕墻的表面氣密性。

　　提高幕墻上開啟窗的材料性能、加工精度及安裝質(zhì)量，嚴格控制好窗框和窗扇的間隙量，采用多道密封的措施，增加出流阻力，提高幕墻的密封性。

　�。�3）、減少熱負荷損失。

　　降低幕墻結(jié)構(gòu)的總傳熱系數(shù)是減少溫差傳熱的惟一途徑。而傳熱系數(shù)的大小主要決定于幕墻的多層墻壁的導(dǎo)熱系數(shù)。因此，采取不同材料組成多層幕墻的結(jié)構(gòu)，可以有效地減少溫差傳熱的熱負荷損失。

　　二、節(jié)能型幕墻采取的節(jié)能措施

　�。�1）、幕墻內(nèi)采用節(jié)能、隔熱型結(jié)構(gòu)

　　在幕墻設(shè)計中，為連接構(gòu)件的支撐結(jié)構(gòu)選材時，可采用節(jié)能型隔熱鋁型材。采用槽形嵌入式將隔熱條與鋁型材相連接，除了能夠降低材料的導(dǎo)熱系數(shù)，同時也能滿足建筑結(jié)構(gòu)對于強度的要求。

　�。�2）、幕墻內(nèi)采用節(jié)能型中空反射鍍膜鋼化玻璃結(jié)構(gòu)

　　對于高層建筑的外圍保護結(jié)構(gòu)中，玻璃幕墻占有較大的比例，成為太陽輻射、溫差傳熱的主要受體。因此，采用減少輻射熱流密度和傳熱系數(shù)低的結(jié)構(gòu)，可以有效地減少溫差傳熱和太陽輻射的負荷。

　　由于中空玻璃的干空氣層導(dǎo)熱系數(shù)僅為玻璃導(dǎo)熱系數(shù)的10%，采用(6+9A+6)mm中空鋼化鍍膜玻璃，可以將傳熱系數(shù)降低32%，因此，采用節(jié)能型中空反射鍍膜鋼化玻璃幕墻結(jié)構(gòu)可有效提高幕墻的可見光透射比、傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、玻璃露點，從而降低幕墻的能耗。

　　（3）、幕墻內(nèi)采用保溫隔熱層。

　　金屬鋁板的導(dǎo)熱系數(shù)大，是玻璃的312倍，是玻璃棉的4309倍。如果金屬幕墻與建筑主體鋼結(jié)構(gòu)的間隙較大，那么應(yīng)當(dāng)增加隔熱層，以免熱負荷的迅速增加。采用玻璃纖維填充大廈立柱兩側(cè)和橫梁下部，將全部金屬幕墻與室內(nèi)隔斷可有效地減少熱量的傳導(dǎo)。保溫隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)、密度、燃燒性能應(yīng)符合設(shè)計要求。

　�。�4）、幕墻內(nèi)采用節(jié)能型內(nèi)倒窗結(jié)構(gòu)。

　　1．采用隱框結(jié)構(gòu)設(shè)置內(nèi)倒窗，利用中空玻璃鋼化鍍膜的特點，使內(nèi)倒窗框不暴露在室外, 因此可以消除熱橋作用。

　　2. 采用不同類型的密封條密封內(nèi)倒窗框，在內(nèi)窗框之間形成兩層密封的空間，增大縫隙滲漏的空氣阻力。

　　3. 采用隔熱型材制造鋁合金外框，在每個隔熱條之間形成25mm*14mm的空氣層，利用其中的干燥空氣阻斷熱流的直接傳遞，降低整體窗框結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)。

　　4.采用加工精度高的內(nèi)倒窗五金來構(gòu)件開窗機構(gòu)，可提高內(nèi)倒窗的水密性和氣密性。

　　三、節(jié)能型幕墻采取的施工技術(shù)

　�。�1）、減少熱橋數(shù)量。

　　熱橋的數(shù)量與熱橋的熱負荷損失成正比。熱橋的數(shù)量越多，熱橋的熱負荷損失越大。立柱的鋁板幕墻選用鋼方管承載，鋼方管的鋼結(jié)構(gòu)與用鋼角碼直接接觸，則形成了熱橋。減少熱橋數(shù)量的條件是在滿足幕墻的要求下，采取外伸簡支梁施工技術(shù)，可以有效地減少熱橋的數(shù)量。

　�。�2）、提高幕墻標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)。

　　在建筑的主體施工完成之后，我們可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的主軸線、層高等數(shù)據(jù)會與理論值存在著一定偏差。此時，如果按照原有的軸線來安裝幕墻，幕墻的尺寸變得大小不一，尺寸偏移將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的對角線發(fā)生移位，傾角發(fā)生變化，尤其是在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的樓層，異型鋁板的尺寸全部會變化。這將嚴重影響幕墻的設(shè)計制作和安裝質(zhì)量，影響幕墻工程的密封性能。

　　要解決這樣的問題，必須在現(xiàn)有的三維空間里重新確定幕墻的主軸線、層高等基準(zhǔn)線，確保幕墻完全按照設(shè)計尺寸。以特定的樓層為層高的基準(zhǔn)，逐層放出層高線，并且向上下均分層高偏差，將層高偏差集中累計到頂層和底層。

　�。�3）、提高構(gòu)件加工和安裝精度。

　　對于鋁板造型比較復(fù)雜的幕墻，單純依靠人力控制進行下料，難以保證鋁板之間的互換性和間隙量。為確保材料尺寸的準(zhǔn)確性，提高構(gòu)件加工精度，幕墻上采用的每種型號的鋁板都應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計圖紙來便攜電腦運行程序，利用電腦控制來下料。在施工時，采用工廠的定位模具進行裝配，可大大提高安裝的精度。

　�。�4）、幕墻節(jié)能工程施工中應(yīng)對以下部位或項目進行隱蔽工程驗收，并應(yīng)有詳細的文字記錄和必要的圖象資料：

　　1）被封閉的保溫材料厚度和保溫材料的固定；

　　2）幕墻周邊與墻體的接縫處保溫材料的填充；

　　3）構(gòu)造縫、結(jié)構(gòu)縫；

　　4）隔汽層；

　　5）熱橋部位、斷熱節(jié)點；

　　6）單元式幕墻板塊間的接縫構(gòu)造；

　　7）冷凝水收集和排放構(gòu)造；

　　8）幕墻的通風(fēng)換氣裝置。

　　三、節(jié)能型幕墻的效果評價

　�。�1）、幕墻內(nèi)采用節(jié)能、隔熱型陽光反射鍍膜的結(jié)構(gòu)后，其抗輻射性能非常突出, 經(jīng)計算證實，在工程的總熱負荷中,太陽輻射負荷平均降低了74.58%。

　�。�2）、在節(jié)能型幕墻的設(shè)計施工中采用( 6+9A+6)mm的型號的中空玻璃，可以有效地減少溫差傳熱負荷。經(jīng)過對比分析和計算，中空玻璃與普通的單層玻璃相比，其溫差傳熱負荷減少了33.08%。

　�。�3）、幕墻內(nèi)采用保溫隔熱層，在鋁板幕墻與鋼結(jié)構(gòu)之間采用隔熱保溫棉密封，可以使整體幕墻的熱負荷大大減少。

　　（4）、由于內(nèi)倒窗采用迷宮式橡膠密封裝置。經(jīng)測試，其水密性、氣密性及保溫性能都遠遠超過平開窗的結(jié)構(gòu)。

　　建筑的外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計和施工，關(guān)鍵在于提高幕墻的抗輻射性能、隔熱性能和密封性能。在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能型幕墻的設(shè)計和施工中采取完整的節(jié)能措施，可以保證建筑整體在正常使用的情況下保持良好的節(jié)能性能。

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