【摘 要】伴隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速的發(fā)展和人們對(duì)生活舒適優(yōu)雅性的無(wú)盡追求，資源和合理利用，能源的節(jié)約再生，已經(jīng)成為現(xiàn)今社會(huì)上的建設(shè)者所關(guān)心的重要問(wèn)題。對(duì)于當(dāng)下正值熱門的玻璃幕墻建筑來(lái)說(shuō)，如何科學(xué)的利用資源，設(shè)計(jì)出即美觀舒適又節(jié)能環(huán)保的玻璃幕墻，更是無(wú)數(shù)建筑者所應(yīng)該探討規(guī)劃的。本文由淺入深，首先根據(jù)玻璃幕墻的發(fā)展歷史入手，并結(jié)合其發(fā)展前景，進(jìn)而談?wù)撛O(shè)計(jì)玻璃幕墻的節(jié)能策略。 

　　【關(guān)鍵詞】節(jié)能設(shè)計(jì)；玻璃幕墻；策略；整合；環(huán)境 

　　一、玻璃幕墻的發(fā)展 

　　談到玻璃幕墻，相信無(wú)數(shù)建筑設(shè)計(jì)者都會(huì)想到英國(guó)建筑師約瑟夫設(shè)計(jì)的“水晶宮”，它的設(shè)計(jì)震驚了世人。其次，一位建筑大師密斯·凡·德羅在巴塞羅那的世界博覽會(huì)用大量玻璃設(shè)計(jì)出的德國(guó)館震驚了世界。從此，玻璃開始走進(jìn)了建筑界。而對(duì)于玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的探究，我們需要先了解什么是玻璃幕墻�！恫Ａ�幕墻工程技術(shù)規(guī)范》中曾這樣定義玻璃幕墻：由支撐結(jié)構(gòu)體系和玻璃面板組成，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的，可相對(duì)主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或裝飾體系。從定義中我們可以清楚的了解到玻璃幕墻的兩大屬性，即外圍護(hù)性和裝飾性，但是玻璃這種材質(zhì)的特性，使建筑中的保溫隔熱和節(jié)能環(huán)保都收到了挑戰(zhàn)。玻璃的種類很多，一次次的改革中，雙層玻璃、三層玻璃、低輻射玻璃、有色玻璃、鍍膜玻璃等新型玻璃也逐漸橫空出世。由這些玻璃又構(gòu)成了不同種類的幕墻。首先要介紹以金屬材質(zhì)的框架來(lái)支撐的框式玻璃幕墻體系，其中又包括明框、隱框、外置玻璃肋框架的玻璃幕墻。其次還有由玻璃面板和玻璃肋框構(gòu)成的全玻璃幕墻體系以及用 

　　鋼連接部件來(lái)實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)式玻璃幕墻構(gòu)造體系。其中點(diǎn)式玻璃幕墻構(gòu)造體系還包括金屬支承結(jié)構(gòu)點(diǎn)式玻璃幕墻、全玻璃結(jié)構(gòu)點(diǎn)式玻璃幕墻和拉桿（索）結(jié)構(gòu)點(diǎn)式玻璃幕墻。最后還有包括兩種方式一個(gè)是封閉式內(nèi)循環(huán)體系呼吸式幕墻，一個(gè)是敞開式外循環(huán)體系呼吸式幕墻的雙層通風(fēng)玻璃幕墻體系，這種方式主要用來(lái)改善玻璃幕墻的熱功能性。 

　　但是在玻璃幕墻的發(fā)展中，一些問(wèn)題也隨之產(chǎn)生。幕墻的傳熱與隔熱效率則為首要問(wèn)題，對(duì)流、導(dǎo)熱和輻射是其傳熱的三種基本方式。在冬季，主要以溫差來(lái)傳熱，室內(nèi)溫度高于室外，就無(wú)形中增加了采暖負(fù)荷，浪費(fèi)了資源；在夏季，太陽(yáng)輻射把大量的熱量導(dǎo)入室內(nèi)，就增加了空調(diào)負(fù)荷，大量資源被消耗。所以在玻璃幕墻的設(shè)計(jì)中，要采用合適的策略，來(lái)減少這種情況。 

　　二、玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的節(jié)能策略 

　　在玻璃幕墻發(fā)展的過(guò)程中，人們逐漸意識(shí)到玻璃建筑的節(jié)能的重要性。建筑者們首先從建筑入手，在建筑規(guī)劃和玻璃材料選取方面著手，試圖其到節(jié)能的作用。但是要真正有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能，僅僅如此并不足夠，從建筑的生態(tài)理念來(lái)講還需要從設(shè)計(jì)方面來(lái)加以節(jié)能策略。 

　　對(duì)于玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的節(jié)能策略，主要有以下幾種： 

　　1、玻璃幕墻材質(zhì)的選擇 

　　對(duì)玻璃的選擇即是怎樣得到合適有效的玻璃面板。首先，要滿足玻璃的采光、傳熱以及遮陽(yáng)系數(shù)，系數(shù)小，冬季保溫好，夏季也會(huì)減少空調(diào)的能耗。前者可以選擇多層玻璃，并在空氣層注入一點(diǎn)的惰性氣體用來(lái)保溫；后者可以選擇有色玻璃、鍍膜玻璃等等，來(lái)提高散熱性。設(shè)計(jì)把這兩方面因素考慮在內(nèi)，便可做出合適的玻璃面板。 

　　在玻璃面板方面也要考慮玻璃的遮陽(yáng)效果，這個(gè)可以通過(guò)改變遮陽(yáng)系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也是一種重要的立面式的手法。雙層玻璃遮陽(yáng)系統(tǒng)、內(nèi)、外置遮陽(yáng)系統(tǒng)是遮陽(yáng)體系的三大方式。其中德國(guó)柏林的GSW大樓就是以雙層遮陽(yáng)系統(tǒng)為主。外層是8mm的鋼化透明玻璃，內(nèi)層則是采用中空玻璃，并在外內(nèi)層間距900mm的空中運(yùn)用橙、粉、紅等色彩的具有懸掛折疊功能的穿孔鋁板。摻入色彩因素來(lái)起到遮陽(yáng)美觀的豐富功能，使建筑立面更加多元化。 

　　除此之外，還需要對(duì)金屬連接材料進(jìn)行挑選。例如框架式玻璃幕墻，表面上看為了其傳熱系數(shù)為玻璃與幕墻的加權(quán)平均的傳熱系數(shù)，我們應(yīng)該使用傳熱系數(shù)比較接近的隱式幕墻，但是考慮安全性，明試框架更為安全可靠。設(shè)計(jì)者也要綜合這兩方面因素 來(lái)設(shè)計(jì)使用均衡的材質(zhì)作為金屬框架。 

　　2、日照采光策略 

　　關(guān)于日照采光策略，可以從建筑組合方面和建筑朝向問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)。建筑組合，就是要利用好建筑物之間的遮擋關(guān)系。既要避免遮擋帶來(lái)的能量流失，又有合理利用遮擋關(guān)系。第一，建筑物的開口朝向要面向光源充足的方向，南高北低的建筑組合可以緩解建筑物之間遮擋帶來(lái)的自然采光的負(fù)面影響。第二，對(duì)建筑物形體進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，利用反射光源形成小范圍的“人工”制造的自然光遠(yuǎn)能量；第三，考慮到在建筑物交接處的采光較弱，尤其是高低建筑物交接處，采光會(huì)更加困難。設(shè)計(jì)者要充分利用建筑造型，并與建筑功能相結(jié)合進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，也可以把一些對(duì)采光要求不是很高的空間設(shè)置在此，合理利用空間區(qū)域。 

　　3、自然風(fēng)的運(yùn)用 

　　由于地域位置的不同，季風(fēng)的種類也不同。例如在夏季，風(fēng)壓則可以幫助實(shí)現(xiàn)適合的通風(fēng)系統(tǒng)。首先，建筑物的朝向應(yīng)該是夏季季風(fēng)的主導(dǎo)方向，估計(jì)環(huán)境因素。其次，為了得到最大限度的通風(fēng)，設(shè)計(jì)師應(yīng)該把建筑之間的距離的設(shè)置為5到7倍的建筑物高度。但是當(dāng)風(fēng)吹過(guò)，前面的建筑物可以為后面建筑物形成風(fēng)壓。而且建筑物之間的間隔如果足夠大，就會(huì)產(chǎn)生一種獨(dú)立形式的氣流，后面的建筑物的通風(fēng)會(huì)更有效率。但是這個(gè)間距不是無(wú)限大的，如果間距的距離大于一定限度，即風(fēng)影區(qū)，就會(huì)產(chǎn)生尾留效應(yīng)；較小時(shí)，正方向吹過(guò)來(lái)的風(fēng)就會(huì)產(chǎn)生風(fēng)漩渦。最后則是要求風(fēng)速，不能小于2到3米每秒，這就要求設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)地點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)考察。 

　　4、內(nèi)部空間的設(shè)計(jì) 

　　雖然玻璃幕墻相關(guān)的是建筑的外部構(gòu)造，但是空間的內(nèi)部的設(shè)計(jì)也同樣可以起到效果。其中包含4個(gè)方面的因素，首先是內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)和利用，比如在房間的陰面、冷山等部分要賦予樓梯間或者廁所等不需要充足采光和通風(fēng)的功能位置。對(duì)于其中的一種由中間為核心向四周擴(kuò)散的筒式結(jié)構(gòu)的建筑物來(lái)說(shuō)，中間的核心部分的通風(fēng)和采光是較弱的。對(duì)于這種情況，可以利用一種縱向平面的邊庭設(shè)計(jì)來(lái)解決。這種從上到下的邊庭設(shè)計(jì)使采光和通風(fēng)問(wèn)題都得到了良好的解決。而對(duì)于室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計(jì)，可以參照我們俗語(yǔ)所說(shuō)的“穿堂風(fēng)”來(lái)加以設(shè)計(jì)。所謂“穿堂風(fēng)”是一種典型的風(fēng)壓通風(fēng)方式。要實(shí)現(xiàn)這種通風(fēng)方式，是需要對(duì)建筑物外形加以改變。就像是類似于北向天窗的波浪形屋頂，運(yùn)用了“煙囪效應(yīng)”，高溫上升，低溫下入。并且可以綜合熱壓通風(fēng)可以緩解風(fēng)向的不確定性。 

　　其次，可以使用特定的空間要素。建筑平面的進(jìn)深過(guò)大，就會(huì)是整個(gè)空間的采光和通風(fēng)效率變低。這時(shí)，便可以實(shí)際天井或者中庭來(lái)解決整個(gè)問(wèn)題。在這兩個(gè)空間合理種植植物，加以綠化，在增加美觀效果的同時(shí)，形成一個(gè)局部氣候緩沖區(qū)，有效的調(diào)節(jié)室內(nèi)的各種因素。還有一種特定的空間設(shè)計(jì)元素，那就是空中花園，就可以針對(duì)類似于摩天大樓的建筑，配合中庭的設(shè)計(jì)，自然給室內(nèi)進(jìn)行換氣。而且加以開窗通風(fēng)，則使大樓內(nèi)的空氣充分流通。 

　　最后，也可以采用特殊造型元素，這種設(shè)計(jì)策略的核心是在建筑物上適當(dāng)設(shè)計(jì)出開口造型，以充分利用自然風(fēng)，減少對(duì)機(jī)械制風(fēng)的依賴性。根據(jù)流體力學(xué)的原理，可知，建筑中的通風(fēng)，主要是通過(guò)冷熱的氣壓差，來(lái)驅(qū)動(dòng)氣流運(yùn)動(dòng)。并掌握好空氣密度和洞口高差，即可設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)男螤顏?lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能策略。 

　　三、結(jié)束語(yǔ) 

　　上述的設(shè)計(jì)策略僅僅是當(dāng)代的設(shè)計(jì)手法，但是玻璃幕墻的發(fā)展并不會(huì)止步于此。目前來(lái)看，未來(lái)玻璃幕墻的設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)會(huì)開始走上高科技、新材料的道路。建筑設(shè)計(jì)者會(huì)著手與研制發(fā)現(xiàn)新型材料，并加以智能化的設(shè)計(jì)管理手段，對(duì)于不同的房屋進(jìn)深，大膽的外觀設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出合理的節(jié)能策略。同時(shí)，還會(huì)遵循著可持續(xù)發(fā)展的主流理念，把節(jié)能深入貫徹其中，不論是選材、設(shè)計(jì)、建工的各個(gè)步驟，都有條不紊，具有高效率的做好玻璃幕墻建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]羅憶，黃圻，劉忠偉主編.建筑幕墻設(shè)計(jì)與施工.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.8 

　　[2]洪雯著.建筑節(jié)能：綠色建筑隊(duì)亞洲未來(lái)發(fā)展的重要性.北京：中國(guó)大百科全書出版社，2008.11 

　　[3]李海英等編著.生態(tài)建筑節(jié)能技術(shù)及案例分析.北京：中國(guó)電力出版社，2007 

　　[4]智勇主編.建筑設(shè)計(jì)的材料語(yǔ)言.北京：中國(guó)電力出版社。2006：143，149—152. 

　　[5]楊維菊主編，夏熱冬冷地區(qū)生態(tài)建筑與節(jié)能技術(shù).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007