摘要：玻璃幕墻可以減少傳統(tǒng)混凝土外墻大量的鋼筋、混凝土使用量，對于減少高耗能建材使用所達到的節(jié)約能源、資源有很大的幫助；本文結(jié)合我國建筑節(jié)能設(shè)計中建筑幕墻的現(xiàn)狀，就玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計提出了一些看法，供相關(guān)人員參考。
關(guān)鍵詞：玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)太陽能
前言
幕墻是一種懸掛在建筑物結(jié)構(gòu)框架前面的外墻圍護構(gòu)件，它的自重和所受風荷載通過錨接點傳至建筑物結(jié)構(gòu)框架上。幕墻構(gòu)件之間的接縫和連接用現(xiàn)代建筑技術(shù)手法處理，使幕墻形成連續(xù)的墻面。而玻璃幕墻以其外觀簡潔、通透、富有現(xiàn)代感，甚至是企業(yè)實力和形象的象征，加之人們的審美傾向受現(xiàn)代主義風格的影響，使當今玻璃幕墻在高層辦公寫字樓商務(wù)酒店建筑中的風靡程度有增無減，幾乎是世界各大城市高層建筑立面的一致選擇。玻璃幕墻可以減少傳統(tǒng)混凝土外墻大量的鋼筋、混凝土使用量，對于減少高耗能建材使用所達到的節(jié)約能源、資源有很大的幫助；但玻璃幕墻作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)，其保溫、隔熱性能均遠不及傳統(tǒng)墻體，是傳統(tǒng)墻體熱損失的5-6倍。幕墻的能耗約占整個建筑能耗的40%左右，故幕墻節(jié)能在我國公共建筑設(shè)計節(jié)能中有極其重要的地位。
1.單層玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)
透明幕墻，顧名思義即采用玻璃或其它透明材料的幕墻。主要包括傳統(tǒng)單層的玻璃幕墻和目前在國內(nèi)外應(yīng)用了20余年的雙層玻璃幕墻。玻璃幕墻要同時滿足冬季保溫和夏季防熱、隔熱的需要。目前對其節(jié)能的研究主要集中在傳熱過程的研究、傳熱過程與建筑運行模式結(jié)合的研究以及全生命周期分析等3個方面。
傳統(tǒng)玻璃幕墻是由普通平板玻璃（或浮法玻璃）形成的單層玻璃幕墻。普通平板玻璃（或浮法玻璃）對可見光和長波輻射的反射有限。在夏熱冬冷地區(qū)，由于玻璃的通透性，夏日陽光直射到室內(nèi)，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，造成室內(nèi)過熱，增加空調(diào)能耗。為了解決這樣的問題，通常的做法是減少玻璃幕墻的使用面積、建筑方位的調(diào)整、采用不同形式的遮陽、選擇合理的玻璃幕墻材料及安裝時增強其密封性等。
1.1減少玻璃幕墻的使用面積
玻璃幕墻使用面積的減少，在夏日可降低熱透射量，使室內(nèi)不至于過熱，降低空調(diào)的能耗；冬季則可減少熱交換量，從而降低由于玻璃的保溫性能差造成的熱損失。目前在幕墻的設(shè)計使用當中，為了追求立面上的效果，減少幕墻的使用面積并不是一個好的選擇。
1.2玻璃幕墻建筑方位的節(jié)能設(shè)計
建筑方位的設(shè)計也是建筑外墻節(jié)能設(shè)計的要素之一。建筑的朝向應(yīng)該考慮日照、采光、通風、遮陽等要求。大面積的玻璃幕墻應(yīng)避免東照西曬，建筑的長向應(yīng)朝南北向配置。坐北朝南的朝向是我國許多地區(qū)的合理朝向，但朝向的選擇是因地域氣候，因周圍環(huán)境，建筑需求而改變的，不可一概而論。在城市房屋建筑設(shè)計中，建筑方位的選擇往往由于城市布局規(guī)劃等原因不能按最佳朝向，但可以通過調(diào)整建筑布局來獲得相對合理的方位。
1.3選擇合理的玻璃幕墻材料
由于玻璃表面換熱性強，熱透射率高所產(chǎn)生的室內(nèi)溫度過高，除了減少玻璃幕墻的使用面積和幕墻建筑方位的設(shè)計外，還可以選擇合理的玻璃幕墻材料。
太陽輻射的特點是：可見光波長短（380～780nm），熱量�。患t外線波長長（>780nm），熱量大。所以玻璃材料應(yīng)盡量讓短波可見光透射而讓長波輻射熱反射出去，這樣在減少夏季空調(diào)負荷的同時又不至于降低采光效率。如采用鍍膜玻璃、Low- E 玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃等玻璃處理技術(shù)以減少太陽透過玻璃的直接輻射。還可以采用鋁塑復(fù)合材料、斷熱橋型材等高熱阻材料應(yīng)用技術(shù)，其隔熱保溫措施原理比較簡單，使玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)大大降低。
1.4玻璃幕墻的遮陽節(jié)能技術(shù)
玻璃幕墻可以通過選擇合理的玻璃材質(zhì)來影響太陽光的輻射，但是裝設(shè)遮陽板、遮陽百頁等外遮陽遠比改變玻璃材質(zhì)的效果大。在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽系統(tǒng)，可以最大限度減少陽光的直接照射，從而避免室內(nèi)過熱，是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。
目前室內(nèi)遮陽使用最普遍的就是窗簾，而遮陽效果如何取決于窗簾朝陽面材料的性質(zhì)。新型的納米材料不僅對紫外線輻射具有很強的反射作用，而且還有特殊的選擇和吸收性能，可將紫外線能量轉(zhuǎn)換成熱能或其他無害低能形式予以釋放或消耗。
2.雙層玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)
雙層玻璃幕墻是由內(nèi)、外兩層玻璃幕墻組成，兩層幕墻中間形成一個通道，同時在外層幕墻設(shè)置進風口和出風口。為了使立面通透、視野開闊，內(nèi)層幕墻可一般采用懸窗結(jié)構(gòu)形式。還有一種方法是設(shè)置通風器，通風器可安裝在幕墻的頂部，使得控制方便，通風換氣更自然、柔和，使人更加舒適。與傳統(tǒng)玻璃幕墻相比，雙層玻璃幕墻獨特的夾層設(shè)計，不僅在提高幕墻的保溫隔熱性能上提供了更多可能，更重要的是，為遮陽構(gòu)件提供一個棲身之地，使之既能有效遮陽，又不破壞建筑外觀。
2.1雙層玻璃幕墻節(jié)能原理
雙層玻璃幕墻在夏季利用“煙囪效應(yīng)”，通過自然通風換氣，降低室內(nèi)溫度；在冬季能產(chǎn)生溫室效應(yīng)，提高保溫效果，降低取暖能耗。雙層玻璃幕墻在夏季的陽光照射下，幕墻通道中的空氣被加熱，使空氣自下而上地流動，從而帶走通道中的熱空氣，達到降低房間溫度的作用。同時，可以放下半透明卷簾，通過卷簾反射后除去大部分太陽輻射，降低房間溫度，減少降溫負荷，起到節(jié)約能源的目的。
2.2通過強化通風降溫降低能耗
幕墻周邊的溫度往往要比氣象觀測溫度高幾度，對于每層隔斷的雙層玻璃幕墻，幕墻中的換氣量更取決于風速和風向，而不是煙囪效應(yīng)；在設(shè)計中應(yīng)該將雙層玻璃幕墻空間與通風口隔斷以防止夏季熱風倒灌，或者向德國Debis中心那樣在炎熱的季節(jié)完全打開外表幕墻，但是這種設(shè)計的造價較高，同時導(dǎo)致冬季保溫性能降低。
3.幕墻利用太陽能節(jié)能
由于能源緊缺，主動式太陽能建筑節(jié)能設(shè)計是建筑利用太陽能節(jié)能的趨勢所在，而作為建筑立面的幕墻，在太陽能利用方面有著天然的優(yōu)勢。目前，隨著科技的進步和新型玻璃材料的產(chǎn)生，為建筑利用太陽能開辟了一條新路。目前國外開始采用一種光電幕墻發(fā)電，該幕墻是在玻璃中間復(fù)合光電池板塊，然后在裝配時將其連接在一起，從而形成一套發(fā)電系統(tǒng)。這套發(fā)電系統(tǒng)再通過一定的儲存設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為可以直接使用的電源。在烈日炎炎的夏天，利用太陽能產(chǎn)生的電源就可以在局部范圍內(nèi)滿足照明用電等需求。
4.結(jié)語
玻璃幕墻的節(jié)能效果與幕墻設(shè)計有密切關(guān)系，傳統(tǒng)單層玻璃幕墻可以采用減少玻璃幕墻的使用面積、建筑方位的調(diào)整、采用不同形式的遮陽、選擇合理的玻璃幕墻材料及安裝時增強其密封性等方法來減少能耗。
雙層玻璃幕墻，其主要的節(jié)能措施是改變兩層玻璃幕墻間空氣的導(dǎo)熱性能以及加強其流通。
主動式太陽能節(jié)能是建筑幕墻節(jié)能設(shè)計趨勢所在，其中光電幕墻就是利用太陽能發(fā)電綜合節(jié)能良好范例。
參考文獻：
[1]李彤，王義君．玻璃幕墻的遮陽節(jié)能技術(shù)[J]．設(shè)計研究，2005，（6）：35－37．
[2]龍文志．雙層結(jié)構(gòu)幕墻（一）[J]．建筑知識，2004，（6）：19－22．
[3]張芹．新一代環(huán)保節(jié)能型雙層玻璃幕墻[J]．上海建材，2004，（1）：17－19．
