摘要:近年來,幕墻不僅廣泛用于各種建筑物的外墻,還應(yīng)用于各種功能的建筑內(nèi)墻,很大程度的滿足了建筑內(nèi)外的特殊需要,提高了建筑內(nèi)外的環(huán)境。但是,在現(xiàn)代幕墻廣泛采用并為居民創(chuàng)造了更為舒適的工作生活環(huán)境的同時(shí),也造成了巨大的能源消耗,因此,加強(qiáng)幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì),已經(jīng)勢在必行。 

關(guān)鍵詞:幕墻;節(jié)能;設(shè)計(jì) 

  一、現(xiàn)代幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性 

  20世紀(jì),世界建筑科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),人們越來越能夠在更為優(yōu)越和舒適的室內(nèi)環(huán)境中生活與工作,人類建筑文明取得了對所未有的成就。在此同時(shí),人們也不得不面對著資源枯竭,環(huán)境惡化,生態(tài)破壞、氣候變暖等一系列嚴(yán)峻問題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量提高,強(qiáng)調(diào)節(jié)能,低污染,低耗能的綠色建筑順應(yīng)時(shí)代的要求而生。我國也公布了一系統(tǒng)法規(guī)和政策對建筑節(jié)能合理使用資源做出明確的規(guī)定,幕墻是現(xiàn)代高檔建筑較多采用的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍,最敏感的部位,是傳統(tǒng)墻體失熱的失5-6 倍,幕墻的能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%左右。我國是幕墻的節(jié)能有極其重要的地位。 

  當(dāng)燦爛陽光照在玻璃幕墻時(shí),由于玻璃幕墻有反射,往往產(chǎn)生射眩光。由于某種原因這種通過玻璃幕墻反射角度和聚集的量與太陽光不同,對入會產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激,不僅給臨近建筑物內(nèi)工作生活的人們造成諸多不便和心理難以承受的恐懼感和眩暈,而且造成行進(jìn)中的汽車司機(jī)和行人視覺的不適,影響視線甚至?xí)绊懡煌ò踩,重則出現(xiàn)交通事故。所以,環(huán)保總局每年接到全國各地對光污染的投訴多起,引起了國家有關(guān)部門的重視。 

  玻璃幕墻光潔透明的天生麗質(zhì)并不耐污染,成其在大氣含塵量較多、空氣污染嚴(yán)重、干旱少雨的北方地區(qū),玻璃幕墻極易蒙塵納垢,這對城市景觀而言,非但不能增“光”,反而丟“臉”。所有材質(zhì)低劣,施工質(zhì)量不高,出現(xiàn)色澤不均勻,波紋各異,由于光反射的不可控制性,導(dǎo)致了光環(huán)境的雜亂。問題出現(xiàn)并不是說玻璃幕墻不要做了,而是如何去做好,在現(xiàn)代建筑中采用玻璃幕墻決不是偶然的,玻璃幕墻確實(shí)具有十分透人的魅力,它使建筑有光澤、體重輕巧、明凈晶瑩,因而成為現(xiàn)代建筑流行的表現(xiàn)技法,可以說玻璃幕墻是建筑技術(shù)和建筑藝術(shù)發(fā)展到一定程度相結(jié)合的產(chǎn)物,它既改革了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu),又完善藝術(shù)效果。只有解決好這個(gè)問題,幕墻業(yè)才能得到良性發(fā)展,我國節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)業(yè)政策才有可靠的保證。 

  二、現(xiàn)代幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)分析 

  1.建筑幕墻節(jié)能的窗墻比設(shè)計(jì) 

  自從GB 50189―2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》出臺以來,建筑幕墻的窗墻比設(shè)計(jì)顯得非常重要,該標(biāo)準(zhǔn)對于窗墻比小于0.7 的建筑,各項(xiàng)節(jié)能參數(shù)可直接從該標(biāo)準(zhǔn)的表格中選取,從而對建筑的各項(xiàng)節(jié)能指標(biāo)予以控制。如果窗墻比大于0.7,則要求按該標(biāo)準(zhǔn)4.3節(jié)的規(guī)定進(jìn)行權(quán)衡判斷。窗墻比是指建筑每個(gè)朝向的窗的面積與整個(gè)外墻面積的比值。窗墻比小于0.7,通俗的說就是要求建筑外墻能夠采光的面積不大于外墻總面積的70%。在該標(biāo)準(zhǔn)的使用過程中,存在一些誤解,有的人認(rèn)為按這條標(biāo)準(zhǔn),建筑就不能全部采用玻璃幕墻。注意,玻璃幕墻可以加內(nèi)襯板和保溫層,做成非透明幕墻,只要性能滿足非透明幕墻的要求即可。反言之,只要非透明幕墻的面積與整個(gè)外墻面積的比值大于0.3,也就滿足了窗墻比小于0.7 的要求。 

  2.建筑幕墻節(jié)能的遮陽設(shè)計(jì) 

  (1)科學(xué)選擇遮陽的玻璃 

  在遮陽節(jié)能設(shè)計(jì)過程中,遮陽玻璃的選擇是其中很重要的環(huán)節(jié),在進(jìn)行遮陽玻璃的選擇時(shí)候,可以綜合考慮到各種遮陽系數(shù),建筑施工點(diǎn)的自然氣候條件,人文經(jīng)濟(jì)因素等多方面的條件,進(jìn)行綜合分析,科學(xué)選擇,一般而言,鍍膜玻璃、反射玻璃、吸熱玻璃、低輻射玻璃等玻璃類型都是節(jié)能設(shè)計(jì)過程中廣泛運(yùn)用的類型。目前廣泛應(yīng)用的玻璃主要是低輻射中空玻璃,其傳熱系數(shù)低,遮陽效果好,在不采用遮陽構(gòu)件的情況下其遮陽系數(shù)也可以滿足節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。還有他 

  最大的優(yōu)點(diǎn)是通透性好,在白天可盡量減少室內(nèi)照明的使用,也可以很大程度的節(jié)能能源。反射率低,對相鄰建筑和行人影響小,不會造成光污染。 

 。2)優(yōu)化遮陽構(gòu)件設(shè)計(jì) 

  遮陽構(gòu)件的設(shè)計(jì)按位置可分為外遮陽和內(nèi)遮陽,外遮陽的形式可分為水平式遮陽、垂直式遮陽、綜合式遮陽和擋板式遮陽、幕墻遮陽板常見形式。其中水平遮陽板設(shè)計(jì)時(shí)要注意對玻璃外側(cè)熱空氣散逸的處理,即遮陽板與玻璃墻面應(yīng)有一定距離,遮陽板本身也應(yīng)做通風(fēng)處理,比如設(shè)計(jì)成傾斜百頁狀。垂直遮陽板最好設(shè)置可調(diào)節(jié),可以根據(jù)太陽位置改變方向。內(nèi)遮陽就是在幕墻內(nèi)側(cè)設(shè)置遮陽簾、軟百頁、竹簾等。 

  3.幕墻節(jié)能的熱工設(shè)計(jì) 

  進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計(jì)時(shí),必須對其復(fù)雜的傳熱過程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究。玻璃幕墻的傳熱過程大致有三種途徑:一是玻璃和鋁合金金屬框格的傳熱:通過單層玻璃的熱流傳熱,通過金屬框格傳熱,通過玻璃的鍍膜層減少輻射換熱;二是幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣和室內(nèi)環(huán)境間的換熱:內(nèi)表面與室內(nèi)空氣間的對流換熱,內(nèi)表面與室內(nèi)環(huán)境間的輻射換熱;三是玻璃幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的換熱;外表面與周圍空氣間的對流換熱,外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱,外表面與空間的各種長波輻射換熱。對于明框幕墻,設(shè)計(jì)時(shí)采用斷橋隔熱設(shè)計(jì),形成“斷橋”,可增大熱阻,減少熱傳導(dǎo),提高幕墻的節(jié)能性能。 

  4.幕墻結(jié)構(gòu)粘接材料的選擇和使用 

  《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對外窗和幕墻的氣密性作了較高的要求的要求。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠將建筑幕墻玻璃粘結(jié)到支撐結(jié)構(gòu)上。結(jié)構(gòu)硅酮密封膠既起結(jié)構(gòu)粘結(jié)作用,又起幕墻密封膠作用。因此在幕墻設(shè)計(jì)中如何選用合適的結(jié)構(gòu)硅酮膠產(chǎn)品和打膠方式對確保幕墻的氣密性、安全性和耐久性是至關(guān)重要的。幕墻所用各種膠料均必須進(jìn)行相容試驗(yàn)和性能檢測,并出具試驗(yàn)檢測報(bào)告。 

  三、現(xiàn)代幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢 

  未來玻璃幕墻的發(fā)展,要適應(yīng)和滿足國家相關(guān)的節(jié)能及高科技生態(tài)建筑的生態(tài)化和可持續(xù)發(fā)展的需要,這是未來建筑幕墻發(fā)展的原則和總的趨勢。為適應(yīng)高技術(shù)生態(tài)環(huán)境的需求、各種高性能、高技術(shù)生態(tài)建筑幕墻系統(tǒng)和產(chǎn)品在國外已有廣泛的應(yīng)用,其中雙層幕墻、遮陽系統(tǒng),以及太陽能發(fā)電系統(tǒng)尤其值得我們?nèi)フJ(rèn)真的研究,開發(fā)和應(yīng)用。 

  設(shè)計(jì)、制造和營造適應(yīng)于高技術(shù)生態(tài)建筑的建筑幕墻,應(yīng)不斷的開發(fā),應(yīng)用各種符合生態(tài)環(huán)境的新材料、新結(jié)構(gòu)、使建筑幕墻更能滿足高技術(shù)生態(tài)建筑的要求。同時(shí)我們應(yīng)盡可能地選擇可再生的建筑材料,棄用不可以再生或降解的建筑材料,以免今后對環(huán)境造成的污染。在新結(jié)構(gòu)方面,為了既能滿足生態(tài)建筑的要求,又能滿足日益新穎變化的建筑表現(xiàn)形式,用單一的幕墻結(jié)構(gòu)已不能滿足建筑設(shè)計(jì)的要求。例如大部分雙層幕墻的結(jié)構(gòu)就是由點(diǎn)支式幕墻、隱框幕墻及門窗組成的單元式幕墻結(jié)構(gòu)體系。所以我們應(yīng)在現(xiàn)有已存在的幕墻結(jié)構(gòu)體系上,不斷地創(chuàng)新和開發(fā)。同時(shí)我們還應(yīng)看到智能化在高技術(shù)生態(tài)建筑中所發(fā)揮的巨大作用,而且將在幕墻的發(fā)展中占有重要的地位。 

  結(jié)語 

  雖然幕墻技術(shù)發(fā)展較快,但在我國還是一個(gè)較年輕的行業(yè),特別是在環(huán)保節(jié)能方面,還有很多技術(shù)知識需要研究學(xué)習(xí),還有很多理念意識需要更新。這需要我們把握幕墻的發(fā)展趨勢,與時(shí)俱進(jìn),盡快與世界先進(jìn)水平接軌,而且更要做技術(shù)大國,也只有這樣,才能開創(chuàng)幕墻環(huán)保節(jié)能上的新局面。 

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