【摘　要】本文作者結(jié)合自己多年的工作實踐,論述了如何從幕墻鋁框、面材、結(jié)構(gòu)形式等多方面解決建筑幕墻的節(jié)能問題。供同行參考。

　　【關(guān)鍵詞】建筑幕墻；節(jié)能；材料選用

　　0.引言

　　現(xiàn)代的城市建設(shè)中，越來越多的建筑外部都使用玻璃幕墻裝飾，裝上閃閃生輝、色彩絢麗的玻璃幕墻，以其特有的魅力為提高建筑品質(zhì)，豐富城市景觀起到積極的作用。建筑幕墻有其獨特優(yōu)勢，如時髦風尚、視野開闊，通透性強等， 當然劣勢也很明顯，有的幕墻會給城市造成局部光污染，通風效果差等。而現(xiàn)在最受關(guān)注的是建筑幕墻的節(jié)能問題。毋庸諱言，有些玻璃幕墻系統(tǒng)確實存在保溫性能差，能耗高的致命缺點，然而這些缺點并不是無法克服的。

　　進行幕墻熱工設(shè)計時,必須對其復雜的傳熱過程和傳熱方式進行分析和研究。物理熱交換有三種形式，即傳導、對流、輻射。建筑幕墻的熱交換也無外乎這幾種基本形式，并且可以細化為以建筑幕墻為媒介分別與室內(nèi)、室外的熱交換，幕墻的傳熱系數(shù)由建筑物的外形和所處地區(qū)的氣候條件、型材的傳熱系數(shù)和玻璃的傳熱系數(shù)等因素綜合確定。熱傳導及對流的傳熱能力可以用導熱系數(shù)來衡量，輻射傳熱能力可用遮陽系統(tǒng)來控制，建筑物的傳熱是上述三種方式綜合作用的結(jié)果。玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計重點是設(shè)計合理的控制手段以達到節(jié)能目的，我們認為主要應(yīng)從以下幾方面作好節(jié)能工作。

　　1.幕墻鋁框的選用

　　鋁型材的導熱性能遠遠高于玻璃，選用斷熱效果好的鋁型材會大大提高幕墻的整體節(jié)能效果。斷熱鋁型材亦稱隔熱鋁型材或絕熱鋁型材,其具體形式很多，主要有

　　1.1嵌條式

　　就是將原來一體的鋁型材斷開，設(shè)置專門的嵌槽，將斷熱條在專業(yè)生產(chǎn)線上穿入兩鋁型材槽口內(nèi)并擠壓成型，從而阻斷冷橋。斷熱條材質(zhì)為玻璃纖維增強尼龍，斷熱條越寬（兩型材間隔就越大）斷熱效果越好。嵌條式是在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的一種節(jié)能框形式。

　　1.2注塑式

　　在鋁型材模具設(shè)計時預(yù)留注塑槽，經(jīng)注塑硬化后再將多余的鋁型材冷橋加工掉，從而使本來一體的鋁型材被斷開，以阻斷冷橋。注塑式在國內(nèi)外工程中均有應(yīng)用實例。

　　1.3發(fā)泡填充式

　　在型材腔和斷熱腔內(nèi)注入隔熱性能良好的發(fā)泡材料，從而提高整個鋁型材的隔熱性能。這種形式在歐洲應(yīng)用較多。其整體節(jié)能性能比單純嵌條式還要好。

　　1.4隔熱墊式

　　該方法是將鋁型材設(shè)計成分體后，在兩鋁型材連接處加入隔熱尼龍墊或隔熱橡膠墊，再通過局部螺紋連接使兩型材重新結(jié)合為一體。該技術(shù)在美國和日本應(yīng)用較多，國內(nèi)偶爾也有應(yīng)用。

　　另外，除在材料領(lǐng)域考慮建筑幕墻的節(jié)能性能外，在幕墻的形式設(shè)計方面亦大有文章可做。如減少開啟扇面積、提高密封膠性能、改進節(jié)點密封形式、采用百頁、格柵遮擋等。

　　2.幕墻面材的選用

　　建筑幕墻面材應(yīng)盡量避免像過去那樣全部采用高通透性的玻璃，而應(yīng)綜合采用玻璃、復合板、石材、陶土板等多種材料。目前在幕墻玻璃的選用上，國內(nèi)外工程實例大都采用LOW-E膜中空玻璃、彩鈾中空玻璃等。隨著幕墻工業(yè)的不斷發(fā)展進步，出現(xiàn)了新的更加環(huán)保節(jié)能的玻璃形式。

　　2.1透過率可調(diào)玻璃（Switchable Glazing）

　　該種玻璃可以隨環(huán)境變化調(diào)整自身的透過特性，實現(xiàn)對太陽輻射能量的有效控制，從而滿足節(jié)能要求。根據(jù)玻璃特性改變的機理不同，這種可調(diào)玻璃又可分為熱致變色玻璃、光致變色玻璃和電致變色玻璃。所謂熱致變色就是玻璃隨著溫度升高而透過率降低；光致變色就是玻璃隨光強增大而透過率降低；電致變色則是當有電流通過的時候玻璃透過率降低。以上過程都是可逆的。其中光致變色玻璃和電致變色玻璃尤為突出，電致變色玻璃由于可以人為控制其改變的過程和程度，已經(jīng)在幕墻工程上得到實驗性的應(yīng)用。

　　2.2光譜選擇透過性玻璃（Spectral Selective Glazing）

　　該種技術(shù)實際上是Low-E玻璃、熱反射玻璃等技術(shù)的延伸，通過在玻璃表面覆蓋一層或幾層特殊涂層，使得太陽輻射中的可見光成分最大量的通過并阻擋具有較高熱量的紫外線或者紅外線成分，從而最大限度的利用自然光照亮室內(nèi)，又把輻射的熱能阻擋在室外（或者室內(nèi)），于是從采光和制冷（或者采暖）兩方面同時起到了節(jié)能效果。

　　2.3惰性氣體隔熱玻璃

　　通過在中空玻璃的空腔內(nèi)充入惰性氣體，可以得到更高隔熱性能的玻璃。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了充氪氣的4-8-4-8-4三層中空玻璃，結(jié)合Low-E技術(shù)，它的傳熱系數(shù)可以達到0.7W/m2K。

　　2.4真空隔熱玻璃

　　通過把中空玻璃空腔里的空氣抽走，消除掉空腔內(nèi)部的對流和傳導傳熱，可以獲得更好的隔熱效果。這種玻璃的空腔很窄，一般為0.5～2.0mm，兩層玻璃之間用一些均勻分布的支柱分開。若配合Low-E涂層改善其輻射特性，真空隔熱玻璃的傳熱系數(shù)甚至可以達到0.5W/m2K。這種隔熱玻璃具有厚度小、重量輕的優(yōu)點，但生產(chǎn)工藝較為復雜，外觀效果不是特別理想。

　　3.目前較為先進的環(huán)保節(jié)能幕墻系統(tǒng)主要有

　　3.1呼吸式幕墻體系，又稱為熱通道幕墻

　　國外也稱作主動式幕墻（Active　Curtainwall）。這種幕墻采用雙層幕墻結(jié)構(gòu)體系，外層采用透過率大的單層透明玻璃幕墻，如點式幕墻等，內(nèi)層一般為中空玻璃斷熱幕墻。在兩層幕墻中間設(shè)置一定寬度的空氣通道，在通道的上下兩端有進風排風設(shè)施和百葉遮陽簾，外側(cè)幕墻設(shè)計成封閉式，內(nèi)側(cè)幕墻設(shè)計成開啟式，通過通道內(nèi)上下兩端進排風口的調(diào)節(jié)在通道內(nèi)形成負壓，利用室內(nèi)兩則幕墻的壓差和開啟扇就可以在建筑物內(nèi)形成氣流，進行通風換氣。

　　3.2光電幕墻,光電幕墻是一種集發(fā)電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一身的新型建筑幕墻

　　這種幕墻集合了太陽能光電技術(shù)與幕墻技術(shù)，是一種新型的功能性建筑幕墻。它利用太陽能發(fā)電技術(shù)，把以前被當作有害因素而屏蔽掉的太陽能，轉(zhuǎn)化為能被人們利用的電能。這種電能是一種綠色能源，無廢氣，無噪音，不污染環(huán)境。光電幕墻另外的重大意義還體現(xiàn)在它把太陽能發(fā)電技術(shù)集成到建筑幕墻產(chǎn)品中，不占用專門的土地，而且太陽能光電板也可以替代傳統(tǒng)的玻璃等幕墻面板材料，無需重復投資。太陽能光電板優(yōu)美的外觀，具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現(xiàn)代科技色彩。

　　4.結(jié)束語

　　綜上所述,建筑幕墻技術(shù)與時俱進，"開放與交流、舒適與自然、環(huán)保與節(jié)能"的建筑原則促使各種新的幕墻節(jié)能環(huán)保技術(shù)不斷出現(xiàn)。跟蹤國際前沿方向，開展各種高性能的新型節(jié)能、環(huán)保、智能化幕墻的研制、開發(fā)工作，技術(shù)建筑幕墻行業(yè)的科學技術(shù)水平，對于提高人們生活質(zhì)量，推動社會進步，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，具有巨大的意義。