玻璃幕墙节能设计探讨王茂松

玻璃幕墙节能设计探讨王茂松

王茂松

1基于玻璃幕墙节能问题研究的现状

经济的高速发展带来了能源的巨大消耗，建筑作为能源的消耗大户，其节能问题是不容忽视的重要问题。而玻璃幕墙又是建筑节能构造的薄弱环节。总的来说玻璃幕墙的保温隔热主要由玻璃和型材两部分来决定，玻璃的热工性能是解决耗能问题关键部分之一。单层玻璃保温隔热最差，单层镀膜玻璃次之，较好的是中空玻璃和低辐射玻璃。型材方面，以前的铝型材导热系数大，保温隔热不好。隔热断桥铝型材诞生后，由于在铝型材中内嵌隔热条，大大降低了型材的热传导，使得玻璃幕墙的导热系数降低，对建筑节能更有利了。

2玻璃幕墙的保温隔热性能及节能设计原则

玻璃幕墙保温隔热性能较差，通风效果不好，直接影响到建筑物的设备配置及能源消耗，有悖于我国的国情。保温隔热性能是指幕墙两侧存在空气温差条件下，幕墙阻抗从高温一侧传向低温一侧传热的能力，不包括从缝隙中渗透空气的传热。幕墙保温性能用传热系数k表示。幕墙的保温性能应通过控制总热阻值和选取相应的材料来解决。为了减少热损失，可以从以下三个方面进行改善:第一是改善采光窗玻璃的保温隔热性能，尽量选用中空玻璃，并减少开启扇;第二是对非采光部分采用隔热效果好的材料作后衬墙(如浮石、轻混凝土)或设置保温芯材;第三是做密闭处理和减少透风。各地气候条件不同，对幕墙的性能也有不同的要求。在夏热冬暖地区，隔热是建筑围护结构节能的主要问题。玻璃幕墙的隔热性能主要是针对辐射、传导与对流。在谈及反射玻璃时，人们往往只强调它的辐射性能。固然，辐射是上面各种方式中最主要的部分，可占全部热量的2/3左右，空调的主要负荷也来源于太阳辐射，因此，应有效阻挡太阳辐射。但在实际使用中，如幕墙在持久的曝晒下，反射玻璃由于散热较其它玻璃慢，尽管它的反射能力大，但热量的累积使它不可避免地成为一个新热源，所以，玻璃幕墙对太阳能的透射能力是值得关注的问题。温差传热、空气流动热交换也是夏季围护结构节能应考虑的问题，这两个方面的传热均是由室内外温差造成的，不同的是前者是通过传热，后者是通过室内外空气渗透。在进行幕墙热工设计时，必须对其进行具体分析和研究，如:幕墙外表面与周围空气和外界环境间的对流换热、幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热、幕墙和金属框格的传热、通过玻璃的镀膜层减少的辐射换热等。建筑节能是贯彻可持续发展战略的一个重要方面，是执行节约能源、保护环境基本国策和《中华人民共和国节约能源法》的必要组成部分。我国各地区的气候条件不同，不可能采取同一种模式，而应该针对不同地域采取不同的措施，处理好建筑的节能问题。各建筑气候分区均有或即将有相应的节能设计法规和标准出台，如严寒地区、寒冷地区、温和地区的幕墙要进行冬季的保温设计。幕墙热工设计应依据国家现行的《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)、《采暖居住建筑节能标准》(JGJ26-95)和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001)等来执行。这些标准的颁布和实施，无疑将有力推动我国建筑节能技术的研究和应用。

3玻璃幕墙节能设计要点分析

3.1保温隔热设计玻璃幕墙的使用，能够大大提高房屋的采光效果。但在夏季，由于采光面积过大，导致室内温度上升，被迫使用空调降低温度，这样就会造成电力资源的浪费，在冬季，由于幕墙面积过大，导致热量过度流失，造成室内温度过低，因此，对玻璃幕墙进行绿色节能设计时应该重点考虑玻璃幕墙的保温隔热处理。只有保温隔热工作处理的好，夏天室内温度才不会过高，冬天室内温度不会过低，将室内温度控制在一个合理范围内，减少空调的使用，进而降低电力资源的消耗。

3.2玻璃幕墙遮阳设计为了保持室内温度处在正常范围内，可以对玻璃幕墙采取遮挡处理，以此来减少阳光对幕墙的直射，保证室内温度不会过高。对玻璃幕墙进行遮阳处理常见的方法有以下三种：①选用遮阳能力比较强的玻璃。这样施工后就能有效阻挡热量的进入，保持室内温度，减少电力资源的浪费；②在室内设置遮阳物。在室内设置遮阳物也能防止阳光的进入，设置室内遮阳物时可根据实际情况选择合适形状的遮阳物，这样对光线的阻挡能力才能更好；③在室外设置遮阳物。室外遮阳物可以有效遮挡阳光，降低屋内温度。选用合适的遮挡方式能有效遮挡太阳光的直接进入，从而保证室内温度在合理范围内。

3.3自然通风玻璃幕墙在使用前要经过严格的设计，在玻璃幕墙设计的过程中，应对建筑物的整体通风情况进行考虑，玻璃幕墙一般应用于写字楼，写字楼内部人员密度相对较高，导致内部通风状况较差，进而影响工作人员身体健康，因此，应注重提高玻璃幕墙的通风效果。提高玻璃幕墙通风效果可以促进空气的流通，降低室内通风系统能源消耗，对玻璃幕墙进行通风设置时，应该考虑玻璃幕墙外窗数量设计是否合理，玻璃幕墙外窗数量太少则会导致通风质量差，数量太多又会造成室内温度流失。因此，在设计玻璃幕墙外窗的过程中应对其进行分析和研究，严格控制玻璃外窗的数量，另外还需严格控制外窗的封闭性，以此来提升玻璃幕墙的节能效果。幕墙利用太阳能节能由于能源紧缺，主动式太阳能建筑节能设计是建筑利用太阳能节能的趋势所在，而作为建筑立面的幕墙，在太阳能利用方面有着天然的优势。目前，随着科技的进步和新型玻璃材料的产生，为建筑利用太阳能开辟了一条新路。目前国外开始采用一种光电幕墙发电，该幕墙是在玻璃中间复合光电池板块，然后在装配时将其连接在一起，从而形成一套发电系统。这套发电系统再通过一定的储存设备将电能转化为可以直接使用的电源。在烈日炎炎的夏天，利用太阳能产生的电源就可以在局部范围内满足照明用电等需求。

总结：节能是人类社会目前经济发展所面临的共同课题。伴随着人类社会的发展,建筑设计理念的不断提升,现代建筑在资源利用、节约能源、环境协调等方面提出了新的要求。

参考文献:

[1]项宝力,张莹.节能型建筑玻璃幕墙施工工艺研究[J].科技展望,2015(1).

[2]陈波.建筑用玻璃幕墙节能设计要点的探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(13).

[3]李宏生.论玻璃幕墙节能设计[J].建筑与装饰.2008(4).