浅述建筑玻璃幕墙节能设计

浅述建筑玻璃幕墙节能设计

尹雄杰

关键词：建筑玻璃幕墙；节能设计；要点

1、玻璃幕墙的节能原理

玻璃幕墙是一种透明材料，主要的热量传递方式是对流、辐射和传导。可以采取单位面积、单位温差和单位时间内传递的焦耳数来对玻璃传递能量的过程进行评估。焦耳数越大，则玻璃的能耗越大。选择遮蔽系数的方法对节能效果进行测试，能够提高玻璃幕墙节能效果测试的工作效率。在客观因素完成一样的条件下，玻璃组件和透明玻璃共同放置在地面，接受同种光线的辐射，根据太阳辐射能量的比值来确定遮蔽系数。如果遮蔽系数越小，则玻璃的耗能越小，玻璃的节能效果就越好。

传统玻璃幕墙是由普通平板玻璃形成的单层玻璃幕墙。普通平板玻璃对可见光和长波辐射的反射有限。双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间形成一个通道，同时在外层幕墙设置进风口和出风口。为了使立面通透、视野开阔，内层幕墙可一般采用悬窗结构形式。还有一种方法是设置通风器，通风器可安装在幕墙的顶部，使得控制方便，通风换气更自然、柔和，使人更加舒适。与传统玻璃幕墙相比，双层玻璃幕墙独特的夹层设计，不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能，更重要的是，为遮阳构件提供一个栖身之地，使之既能有效遮阳，又不破坏建筑外观。

2、玻璃幕墙设计要求

2.1满足美观要求

玻璃幕墙之所以会受到如此的欢迎，主要就是因为它能够带来不同的美感，与其他的形式的幕墙相比，艺术性更强，因此在设计时要注重建筑整体的美感，通过玻璃帷幕的独特设计而使烘托出建筑美。因为玻璃帷幕式的建筑对设计人员以及施工人员水平要求都比较高，因此无论是设计人员，还是施工人员水平都应该达到一定的程度，并且在建设期间设计与施工双方要互相的沟通，以此保证施工进展。就设计人员来说，为了突出玻璃幕墙美感，设计人员不仅要懂得设计知识，更需要了解美学知识以及相关的建筑学知识。

2.2满足安全、耐久的要求

因为任何建筑类型无论采用哪种方式，其最终的目的都是为了能够满足功能性的要求，而对于玻璃幕墙来说，安全、耐久是其需要满足的最重要的功能性要求，尤其是公共建筑，对这两方面的要求更严格。安全耐久是设计这是对人们生命财产负责人的表现，更可以保证公共财产损失。而影响玻璃幕墙安全以及耐久性能的主要是火灾，因此在设计时要着重对防火进行设计，使用不燃或者难以燃烧的材料来充实墙缝；与此同时，防雷设计也是设计人员需要关注的重点，防雷设计并不只是针对玻璃帷幕，更重要的是建筑主体，因此需要将建筑主体的防雷体系设计与玻璃幕墙的防雷体系设计结合起来。

3、建筑玻璃幕墙节能技术要点分析

3.1保温隔热

玻璃幕墙可以大面积的增加建筑物的采光效果。夏季高温，接受采光地方较大，造成房屋内的温度升高，在此情况下，需采用空调降温，消耗大量的电能；冬天寒冷，幕墙面积较大，大量的热能散失，房间的温度会降低。因此在玻璃幕墙节能设计过程中，要对保温隔热的处理工作加以重视。保温隔热设计可以把房间的温度控制在适宜的范围之内，这样能够减少空调的使用，节能更大的电能。

3.2遮阳

①采取遮阳效果较好的玻璃，这种玻璃在后期使用中能够遮挡太阳的辐射，进而阻挡热量进入房间，从而确保室内温度控制在合理的范围内，节约电能；

②在建筑物室内放遮阳物，可以阻挡太阳的照射，在放置过程中，为了实现提高阻挡作用的目标，可以结合具体情况选择符合遮阳要求的物体；

③在建筑物外放遮阳物，可以防止太阳光线照射到房间内，从而减少室内的热量，温度也会逐渐降低。选择科学合理的遮挡方法，有利于阻挡太阳的照射，从而很好地对室内温度进行控制。

玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射，但是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。在玻璃幕墙上设置遮阳系统，可以最大限度减少阳光的直接照射，从而避免室内过热，是炎热地区建筑防热的主要措施之一。

3.3自然通风

在玻璃幕墙应用中，必须经过严格的设计。要玻璃幕墙设计中要结合建筑物的情况进行详细分析，对于通风的问题要考虑周全。玻璃幕墙使用最多的地方是写字楼，由于写字楼台内人员数量较多，内部通风不流畅，容易对室内人员的身体造成伤害。因此通风工作的实施是必不可少的。通风效果越好，室内空气流通就越流畅。为了节约室内通风系统的资源，在玻璃幕墙通风设计过程中，要充分考虑玻璃幕墙外窗数量，若数量过少，会造成通风效果差，若数量过多，则会导致室内热量流失。

3.4建筑方位

建筑的朝向应该考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒，建筑的长向应朝南北向配置。坐北朝南的朝向是我国许多地区的合理朝向，但朝向的选择是因地域气候，因周围环境，建筑需求而改变的，不可一概而论。在城市房屋建筑设计中，建筑方位的选择往往由于城市布局规划等原因不能按最佳朝向，但可以通过调整建筑布局来获得相对合理的方位。

3.5选择合理的玻璃幕墙材料

由于玻璃表面换热性强，热透射率高所产生的室内温度过高，除了减少玻璃幕墙的使用面积和幕墙建筑方位的设计外，还可以选择合理的玻璃幕墙材料。

太阳辐射的特点是：可见光波长短（380～780nm），热量小；红外线波长长（＞780nm），热量大。所以玻璃材料应尽量让短波可见光透射而让长波辐射热反射出去，这样在减少夏季空调负荷的同时又不至于降低采光效率。如采用镀膜玻璃、Low-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃处理技术以减少太阳透过玻璃的直接辐射。还可以采用铝塑复合材料、断热桥型材等高热阻材料应用技术，其隔热保温措施原理比较简单，使玻璃幕墙结构的传热系数大大降低。

3.6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。目前国内外已经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。

结束语

随着我国建筑行业的快速发展，建筑幕墙的应用也越来越普遍。在现代匮乏能源的大背景下，能源节约与科学运用就变得十分重要。因此，玻璃幕墙节能技术的应用与创新不仅有利于提高建筑装饰企业的生存能力，对于建设节约型社会也具有非常大的促进作用。

参考文献

[1]何建军.浅谈建筑装饰工程中玻璃幕墙施工[J].建材与装饰.2017.

[2]梁裕森.建筑玻璃幕墙节能设计分析[J].住宅与房地产.2017.