玻璃幕墙建筑节能技术探讨

玻璃幕墙建筑节能技术探讨

徐镇华

中交第四航务工程局有限公司总承包分公司510290

摘要：玻璃幕墙是现代建筑中常用的围护方式，不仅美观高档而且还融现代科技与建筑之中。玻璃幕墙的发展历经三个时期，技术在不断的进步，节能功效也能从不同的方面体现，同时玻璃幕墙实现了建筑的墙体和门窗的整合。玻璃幕墙不仅能够实现围护的功能还能够起到装饰的功能。

关键词：玻璃幕墙；建筑；节能

随着我国经济的发展，现代企业对能源的需求越来越大，但是能源是不可再生资源，能源是国家经济发展和技术进步的基本的条件，在现在能源极其匮乏的大的背景之下，节约能源和合理利用能源是现代建筑发展的必经之路，我们国家整个建筑行业都在进行节能发展，在玻璃幕墙方面的节能技术正在不断的发展。近几年我国的玻璃幕墙的总面积已经超过了300多万平方米，金属的玻璃幕墙重量比较轻，不燃还能防震，在施工的时候只要安装上就可以了，现在城市高楼的建设防火、防震都是重要的防范点。利用玻璃幕墙进行建筑外墙的装饰和围护，还能够减少对传统能源建材，钢筋、水泥、混凝土的利用，减少了对这些不可再生的传统的能源的消耗就是建筑玻璃幕墙节能的一个表现，不仅美观高档还融科技与现代生活之中，将建筑的外墙和窗户实现完美的融合。玻璃幕墙不仅能够实现维护的功能还能够起到装饰的功能，玻璃幕墙的使用具有较强的现代感和较强的装饰性。大面积的玻璃幕墙的运用可以提供良好的采光，较强的采光能够带来较多的能量，将这些能量合理的利用就能够带来良好的经济效益。

一、玻璃幕墙的性能及节能分析

玻璃幕墙具有较多的物理属性，玻璃幕墙有较强的防撞击性和装饰性。玻璃幕墙的发展经历了三个时期，第一个时期为玻璃-钢铁建筑时期，代表作品有1851帕克斯顿水晶宫。第二时期为框式玻璃时期，在这个时期美国许多的建筑都采用框式玻璃。其中世界著名的在美国芝加哥的湖滨公寓和在美国纽约的西格拉姆大厦都是用这种框式的玻璃。第三个时期是较为先进的点支式玻璃的时期，自从20世纪中期开始，点支式玻璃开始出现，现在点支式玻璃已经成为了建筑设计中为重要的表现形式。玻璃幕墙分为有框玻璃幕墙和无框玻璃幕墙，有框玻璃幕墙分为明框和隐框的玻璃幕墙。无框玻璃幕墙分为全玻璃幕墙和点支式玻璃幕墙。明框玻璃幕墙属于单元式的幕墙，这种玻璃幕墙应用量大且面积较广，性能比较稳定，应用的时间比较长，施工较为简单是一种较为传统的方式。隐框玻璃幕墙的金属框隐藏在玻璃的背面，也分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙。全玻璃幕墙可以增加玻璃幕墙的通透性主要适用于建筑物的一层大厅、顶层和旋转餐厅。点支式玻璃幕墙主要是由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构构成。

玻璃幕墙对建筑能耗的影响主要有两个方面，第一是玻璃幕墙的热工性能影响到了冬季的采暖和夏季空调的室内外温差传热。第二是玻璃幕墙的透明性受太阳辐射的影响造成建筑室内的热能获得。

玻璃幕墙对建筑节能的影响主要体现在四个方面，第一是玻璃幕墙窗和墙的面积比对对建筑节能的影响。玻璃幕墙的窗墙比例，也就是幕墙透明的部分和非透明部分的面积比，面积比增大通过透明玻璃幕墙的得热急剧的增强，空调的冷负荷也随之急剧的增加（见图1）。因此要根据建筑外观和采光的要求，规范设计选择合适的窗墙比例，依次来达到节能。

图1

第二是材料传热系数对建筑幕墙能耗的影响。玻璃幕墙的材料性能参数对热工性能具有不同的影响，由于加工工艺的不相同，玻璃分为普通的平板玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃和一些有特殊功能的玻璃，各种玻璃的传热系数是不同的。因此为了实现节能，可以采用一些节能的玻璃建设玻璃幕墙来改善幕墙系统的热工功能，例如，光致变色玻璃、热反射镀膜玻璃等还有含有高科技的智能玻璃幕墙、光电幕墙和水幕墙。第三是热能的辐射率对整个建筑幕墙的节能的影响，玻璃幕墙的玻璃透明性可以使得一些阳光透过玻璃摄入到室内，供室内对光线和温度的需要，太阳光透过玻璃幕墙摄入到室内的能量的强度是由当地当时的射入太阳光辐射的强度、太阳光到玻璃墙的射入角度以及玻璃材料的性质等决定。调查研究表明当太阳光线与玻璃墙的入射角度超过60度的时候，阳光的反射率就能够大幅度增加。因此，要实现节能，就要根据地区的特点采用合适的照样系统和采光形式。第四是空气的对流对建筑幕墙的节能的影响，空气的舌头是由于风压和热压造成的建筑物的内外的空气的压力的差，建筑物上的缝隙是产生空气渗透的一个原因，现在的玻璃幕墙由于零部件的老化也会造成空气的渗透，夏天室外的热空气渗入到室内就会造成空调的高负荷，冬季冷空气的渗入也会增加热的负荷。因此要实现玻璃幕墙的节能就要提高玻璃幕墙的气密性能，减少各种不可控的围护结构的空气渗漏提高室内空气的品质，减少建筑的能耗。

二、玻璃幕墙节能技术的分析

（一）新型的构造技术在玻璃幕墙中的应用

现在在一些大型的公共建筑中，许多的新技术得到了广泛的应用，在玻璃幕墙方面，双层的玻璃幕墙、水幕降温的玻璃幕墙等都得到了大量的利用，现在最能实现节能的就是双层的玻璃幕墙，双层的玻璃幕墙现在得到了最广泛的应用，

双层的玻璃幕墙利用双层体系构筑围护的结构，既能够增加日常的通风和采光性能也能够增加室内的能源消耗，整个玻璃幕墙的保温、通风都得到了很大的提升。据统计双层的玻璃幕墙要比单层的那种传统的玻璃幕在冬季采暖时要节约能源42%-52%,在夏季双层玻璃幕墙也能很好的起到防太阳光的作用，制冷时的时候能节约能源38%-60%。

（二）新型材料在玻璃幕墙中的节能应用

根据现在的建筑设计要求，建筑物的玻璃幕墙和窗户对整个建筑耗材能达到一半左右，要想达到节能就必须要从墙和窗户的两个层面进行节能。现在常用的玻璃有中空玻璃、低辐射玻璃、钢化玻璃等。现在随着现代科技的发展，各种材料各种功能的玻璃日益出现，现在在我们国家常用的玻璃材料有热反射镀膜玻璃、多功能镀膜玻璃、双层玻璃等。热反射镀膜玻璃是指利用镀膜来反射太阳光能，这样就能够对可见光实现高通透性，能够将百分之八十的可见光进入到室内也能够将百分之九十以上的室内物体反射的长波保留在室内，这样就形成了低辐射透明性好的玻璃。多功能镀膜玻璃也叫作保温镀膜的玻璃，这种玻璃不仅能够反射较宽的红外线还具有较高的可见光透射率。双层玻璃具有较好的隔热和保温的性能，双层玻璃的保温性是普通玻璃的四倍左右。

（三）电光技术再玻璃幕墙中的应用

现在电光技术在市场上应用具有极大的潜力，分布式光电已经多方面的应用到建筑的各个方面，现在太阳能光电将成为未来建筑行业的一个大的方向。太阳能光电不像传统能源煤炭、石油等是不可再生的资源,而且光电资源也是无污染的资源不会给环境造成二次污染。在大型的建筑中必定会有大面积的玻璃幕墙外围，如果利用玻璃幕墙进行光电效应的发电，就会让玻璃幕墙从节能的设计又转变为再生能源的生产，缓解能源利用的压力。

结论：我国的玻璃幕墙在节能方面取得了一定的成就并且在不断的探讨新科技。随着我国能源的不断的减少和生态环境的日益恶化，传统的能源不仅是不可再生的如果利用不好还会对环境造成更大的危害，如何更好的利用能源做到节能减排，保护好环境成为了现代建筑行业急需考虑的一个问题。利用玻璃幕墙保温和隔热既能达到围护作用也能减少传统能源的消耗，还可以用玻璃对光的作用发电产生能源，真正达到节能减排。

参考文献：

[1]佟万泉．浅谈节能建筑的设计[j]．科技创新导报，2007(34).

[2]孙振玉．浅谈建筑玻璃幕墙节能技术[j]．建材与装饰，2008(4).

[3]马淑芬.对建筑玻璃幕墙的节能技术与应用问题探讨[j].中国新技术新产品，2011（23）.