节能技术在建筑幕墙设计中的运用

节能技术在建筑幕墙设计中的运用

钟海军

深圳广田方特科建集团有限公司 广东 深圳 518100

摘要：在建筑设计中，建筑幕墙的应用非常广泛。其主要作用是将传统建筑中墙壁与窗户的分界消除，增加建筑的现代感和设计感，使建筑变得更加美观。同时，建筑幕墙还能在一定程度上改善建筑外结构，在增加建筑外观装饰的同时延长部分建筑的使用寿命。但是在我国大量建筑幕墙的设计使用中，建筑幕墙对资源的消耗非常严重，影响建筑的整体节能效果。随着绿色节能的观念在建筑行业中的不断深入，节能技术在建筑幕墙设计中的应用也成为了目前建筑行业中研究的热点和重点内容。基于此，文章对节能技术在建筑幕墙设计中的运用措施进行了研究，以供参考。

关键词：节能技术；幕墙设计；应用措施

1建筑幕墙节能设计要求

建筑幕墙设计工作需要提前分析附近环境，了解环境温度、光照与气候条件，关于建筑物所在朝向、高度与功能，也需要体现在节能设计中。选择节能技术时，应搭配施工技术共同分析，总结建筑幕墙设计可能存在的影响因素，重点关注采光、遮阳、传热性与水密性等性能，创建幕墙设计状态指标。建筑幕墙的节能设计要综合考虑当地气候，根据设计标准、幕墙功能和性能，科学选择形式、材料、构造。在设计过程中，将幕墙当作建筑物的一部分，与设计人员、暖通项目负责人实时交流，避免出现专业方面的问题，保障建筑幕墙设计质量。

2幕墙设计的经济性和节能性的统一

经济性和节能性是进行建筑玻璃幕墙设计时，必须要考虑的因素，这是由于，玻璃幕墙的设计对建筑物内部的能耗多少具有非常大的影响。但是如果只追求节能效果，采用价格较高的节能材料，而忽视了建设成本，就很可能会导致工程造价成本的增加。如果只追求经济性而忽视节能性，将导致无法充分发挥玻璃幕墙的优越性。因此，在进行建筑玻璃幕墙设计时，必须对幕墙的节能性和经济性进行综合考虑，设计出最优的方案。

3建筑幕墙节能设计的材料选择

科学选择节能材料是建筑幕墙设计的关键环节。常见的幕墙节能材料有很多，如：陶土板、断热铝型材、蜂窝铝板、蜂窝石材、节能型玻璃等，考虑到节能要求，挑选材料时还要注重节能环保。期中节能型玻璃，是重要的建筑材料之一，随着对建筑物装饰性要求的不断提高，玻璃在建筑行业中的使用量也不断增大。如今，为顺应时代的发展，人们在选择建筑物的玻璃门窗或玻璃幕墙时，除了考虑其美学和外观特征外，更注重其热量控制、制冷成本和内部阳光投射舒适平衡等问题。这就使得镀膜玻璃家族中的新贵——Low-E玻璃脱颖而出（图1），成为人们关注的焦点。Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有优异的隔热效果和良好的透光性。

图1

外门窗玻璃的热损失是建筑物能耗的主要部分，占建筑物能耗的50%以上。有关研究资料表明，玻璃内表面的传热以辐射为主，占58%，这意味着要从改变玻璃的性能来减少热能的损失，最有效的方法是抑制其内表面的辐射。普通浮法玻璃的辐射率高达0.84，当镀上一层以银为基础的低辐射薄膜后，其辐射率可降至0.15以下。因此，用Low-E玻璃制造建筑物门窗幕墙，可大大降低因辐射而造成的室内热能向室外的传递，达到理想的节能效果。

室内热量损失的降低所带来的另一个显著效益是环保。寒冷季节，因建筑物采暖所造成的CO2、SO2等有害气体的排放是重要的污染源。如果使用Low-E玻璃，由于热损失的降低，可大幅减少因采暖所消耗的燃料，从而减少有害气体的排放。

透过玻璃的热量是双向的，热量即能由室内传递到室外，反之亦然，并且是同时进行的，只是传递热量差的问题。在冬天的时候，室内的温度比室外高，要求保温。夏天室内温度比室外的低，要求玻璃能隔热，就是室外热量尽量少的传递到室内。Low-E玻璃能够实现冬天和夏天的要求，既能保温又能隔热，起到环保低碳的效果。

Low-E玻璃又称低辐射镀膜玻璃，就世界范围而言，Low-E玻璃的生产和应用正处于高速增长时期。从国家建设部的要求来看，今后绿色节能建筑要成为国内建筑的主流，建设部将推行节能标志认证及相应的税收优惠政策来推广节能建筑。因此，新建建筑和原有存量建筑是否节能，不仅关系到能否缓解我国能源供求的紧张状况，而且还关系到“十一五”节能降耗目标的实现。作为三大用能领域的建筑业，节能形势十分严峻，节能降耗刻不容缓。

4节能幕墙在建筑设计中的应用

4.1光电幕墙

在建筑设计中的应用光电幕墙主要是对太阳能的应用，是利用光电电池系统、控制系统和幕墙玻璃系统的完美结合（图2）。光电幕墙采用光电电池技术，把太阳光转化为能被人们利用的电能。这种电能是一种净能源，发电过程中不消耗宝贵的自然能源，也无废气，无噪音，不污染环境，是一种新型“绿色”能源。但是建筑光电幕墙最关键的技术就是将光能转化成电能并进行存储的技术，在对其进行设计的过程中，必须要按照相关的幕墙设计标准及规范的同时，需满足以下设计因素：①建筑物所在地，朝向，太阳照度等。②所有接线隐藏在幕墙系统内。③晶硅电池不宜竖向放置，将减少40%的发电量。④适度控制电池板挠度。⑤幕墙系统背面应通风良好，防止电池板温度过高。同时还需满足建筑幕墙原有相应的一些基本功能，比如建筑的安全性、适用性和耐久性等。还需要对气密性和保温性方面引起重视。总之，光电幕墙是多种形式的结合与先进材料的应用，体现高科技成果与建筑的完美结合。

图2-1 光电幕墙 图2-2 光电幕墙节点及电池板控制器

4.2生态幕墙

生态幕墙又称绿色幕墙（图3）。在进行幕墙设计的时候，将建筑外墙的合理利用与环境改善相结合的原则，将一些生态环境方面的因素和幕墙的设计进行了有效的结合，结合建筑本身特点，拓展城市绿化空间、美化城市景观。力求能在有限的空间里增加最大的绿化面积。只有这样才能更好的实现人与自然的和谐共处，也能更好的为大众提供相应舒适的生活和居住环境，推动了环境可持续发展的要求。通过对一些技术的有效使用，提升了对节能技术的重视程度，有效的降低当前污染的程度，将生态环保的理念深入到幕墙设计中去，既能有效的对资源利用程度进行提升还能达成绿色环保的建设目标。

图3 生态幕墙

4.3双层幕墙

建筑幕墙设计中的双层幕墙由内、外两层幕墙组成，利用相关装置加强保温、隔热与通风等效果（图4）。目前在建筑幕墙设计中，双层幕墙技术会应用封闭、敞开式的结构，搭建缓冲空气空间，加强室内温度调节的有效性与灵活性。除此之外，双层通风幕墙技术也是其中一种设计技术，包括两层幕墙，同样分为内、外两层。内层为具有断热、隔热性能的明框幕墙，外层为单层玻璃、非断热型材组成幕墙，内、外层中间部位空间有热通道，处于相对封闭状态，始终和内层幕墙的外表面进行热交换。即使冬季气温低，通风层关闭进、排风口之后，换气层也可以在阳光照射下提升室内温度与内层玻璃温度，达到减少建筑热能耗损的目的。待天气回暖，再将换气层风口打开，排除通风间层热量，使内层玻璃外表面温度降低，也可以减少能源消耗。

图4.1双层幕墙 图4.2双层幕墙

结语

综上所述，随着我国经济社会的不断发展，建筑施工技术也正在突飞猛进，更多的优秀建筑形式开始出现在了当前的社会建筑中。建筑幕墙作为建筑中非常重要的一部分，不仅对建筑结构起到正向的支撑作用，还增加了建筑外观的美观性，提升了建筑的视觉感受。因此，应该将节能技术更好的应用与建筑幕墙设计中，通过对建筑幕墙材料的选择与节能技术的应用，提升建筑节能效果，为实现我国建筑工程在碳达峰和碳中和的宏伟目标做出应有的贡献。

参考文献

1. 刘振兴.光电新能源技术在建筑电气节能设计中的应用[J].通信电源技术,2019,36(06):118-119.

2. 高子都.BIM技术在建筑节能设计中的应用分析[J].中国设备工程,2019(10):79-80.